自車座標系下的物體相對和絕對位置和速度計算

2021-10-04 13:02:35 字數 2094 閱讀 7271

位置換算

速度換算

小結參考

自車座標系,也叫車身座標系,通常有一下兩種常用定義:

車輛座標系的引數定義如下:

與上述座標系對應的還有「前-左-上(flu):

定義如下

該座標係為saej182的定義,也是國標(gb/t 19234 )的定義,因此常被傳統車廠採用。

這裡以自車座標係為原點,自車的x、y、z軸作為大地座標系即絕對座標系的x、y、z軸,則自車座標系與大地座標系重疊,因此他車或者障礙物的絕對座標即為在自車座標系中的相對座標(x,y)。即p(x

不考慮自車偏航角速度,不考自車慮橫向速度,不考慮他車旋轉

此種情形較簡單,已知他車或障礙物的在自車座標系下的相對速度為

( vr

x,vr

y)(v_rx,v_ry)

(vr​x,

vr​y

)由於自車只考慮縱向速度,不考慮橫向速度和旋轉,自車在大地座標系(注意與自車座標系重合)的速度為

( ve

x,0)

(v_ex,0)

(ve​x,

0)因此他車在大地座標系的速度為

( va

x,va

y)=(

vex+

vrx,

vry)

(v_ax,v_ay) = (v_ex+v_rx,v_ry)

(va​x,

va​y

)=(v

e​x+

vr​x

,vr​

y)考慮自車偏航角速度、不考慮他車偏航角速度

已知他車或障礙物的在自車座標系下的座標為

p (x

a,ya

)=p(

xr,y

r)p(x_a,y_a) = p(x_r,y_r)

p(xa​,

ya​)

=p(x

r​,y

r​)已知他車或障礙物的在自車座標系下的相對速度為

( vr

x,vr

y)(v_rx,v_ry)

(vr​x,

vr​y

)自車在大地座標系(注意與自車座標系重合)的速度為

( ve

x,0)

(v_ex,0)

(ve​x,

0)偏航角速度(不考慮加速度)為

w

w w根據旋轉座標系轉換原理,則他車在大地座標系的速度為

( va

x,va

y)=(

vex+

vrx−

wyr,

vry+

wxr)

(v_ax,v_ay) = (v_ex+v_rx-wy_r,v_ry+wx_r )

(va​x,

va​y

)=(v

e​x+

vr​x

−wyr

​,vr

​y+w

xr​)

本情形較為實際,作為計算他車或者障礙物的絕對速度的常用形式。

本文總結了車身座標系中兩種常見的座標系參考形式,並根據根據兩種情形總結了在他車在本車座標系下相對位置與速度和在絕對座標系下的位置和速度的關係,給出了計算公式。

如果想進一步了解旋轉座標系和靜止座標系中的位置、速度和加速度關係,可以閱讀博文

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