定向，位置和坐标 - Matlab＆Simulink金宝app - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

方向，位置和坐标

传感器融合和跟踪工具箱™使您能够跟踪平台的方向、位置、姿态和轨迹。一个平台通常是指您要跟踪的任何对象。

方向

方向由角位移定义。方向可以用点或帧旋转来描述。在点旋转中，坐标系是静态的，而点是移动的。在坐标系旋转中，点是静止的，而坐标系是移动的。对于给定的轴和旋转角度，点旋转和坐标系旋转定义了相反方向的等效角位移。

传感器融合和跟踪工具箱默认为帧旋转。

方向被定义为将父帧带到子帧的帧旋转。父帧的选择取决于问题空间。例如，需要操纵传感器帧以对准独立传感器的各种轴。跟踪车身框架通常用于稳定任务。地面参考帧对于在绝对意义上跟踪多个独立平台和定位平台。

传感器融合和跟踪工具箱主要支持NED（北向下）坐标框架。金宝app您还可以使用许多功能中的ENU（East-North-Up）坐标框架。

框架旋转

要使一个方向与另一个方向相关联，就必须旋转一个坐标系。该表总结了传感器融合和跟踪工具箱使用的旋转约定。三轴坐标总是按照顺序指定[X那y那Z.］．

变量	欧拉角	象征	输出间隔（度）
Z.	偏航	ψ	-180≤ψ<180
y	球场	θ	-90≤.θ≤90
X	卷	ϕ	-180≤ϕ<180

正旋转角度对应于沿轴线的正方向从原点观察时绕轴的顺时针旋转。右侧约定是等效的，其中当拇指指向旋转轴的方向时，通过右手卷曲的指示的方向表示正旋转。

要定义三维框架旋转，您必须围绕轴顺序旋转。传感器融合和跟踪工具箱使用固有(携带帧)旋转，在每次旋转之后，在下一次旋转之前更新轴。例如，使用ZYX约定旋转一个轴:

旋转父帧关于的父帧Z.- 产生一组新的轴，（X'那y'那Z.），在哪里X- - -y-轴已更改为X'- 和y' - Xes和Z.设在保持不变。

$[\begin{matrix} X^{'} \\ y^{'} \\ Z. \end{matrix}] = {R.}_{Z.} （ ψ ） [\begin{matrix} X \\ y \\ Z. \end{matrix}]$
旋转新的轴上的轴y'-axis，产生另一个新的轴，（X''，y'，Z.”)。

$[\begin{matrix} X^{''} \\ y^{'} \\ {Z.}^{'} \end{matrix}] = {R.}_{y} （ θ ） [\begin{matrix} X^{'} \\ y^{'} \\ Z. \end{matrix}]$
旋转这套新的轴X'' - 到达所需的儿童框架，（X''，y''，Z.''）。

$[\begin{matrix} X^{''} \\ y^{''} \\ {Z.}^{''} \end{matrix}] = {R.}_{X} （ ϕ ） [\begin{matrix} X^{''} \\ y^{'} \\ {Z.}^{'} \end{matrix}]$

这种轮换顺序遵循［1］。将父帧中的向量转换为给定偏航，间距和滚动中的子帧中的向量所需的旋转矩阵被计算为：

$R. （ ψ 那 θ 那 ϕ ） = {R.}_{X} （ ψ ） {R.}_{y} （ θ ） {R.}_{Z.} （ ϕ ） = [\begin{matrix} 因为 ψ 因为 θ & 罪 ψ 因为 θ & - 罪 θ \\ 因为 ψ 罪 θ 罪 ϕ - 罪 ψ 因为 ϕ & 罪 ψ 罪 θ 罪 ϕ + 因为 ψ 因为 ϕ & 因为 θ 罪 ϕ \\ 因为 ψ 罪 θ 因为 ϕ + 罪 ψ 因为 ϕ & 罪 ψ 罪 θ 罪 ϕ + 因为 ψ 因为 ϕ & 因为 θ 因为 ϕ \end{matrix}]$

对于支持基于帧的处理的功能，传感器融金宝app合和跟踪工具箱提供坐标作为一个坐标N- 3矩阵，在哪里N是时间的样本数量，三列对应于X-，y-，和Z.-axes。以下计算将父帧旋转到子帧：

${一种}_{孩子} = {（ R. （ ψ 那 θ 那 ϕ ） \times {（ {一种}_{父母} ）}^{T.} ）}^{T.}$

传感器融合和跟踪工具箱使高效的方向计算使用四元素数据类型。使用四元数创建旋转矩阵，使用罗马功能。

定义局部轴方向的欧拉角yaw = 20;间距= 5;卷= 10;%使用四元数类从欧拉角创建方向矩阵Q =四元数([偏航俯仰滚转]，'eulerd'那'Zyx'那'框架'）;MyRotationMatrix =罗马特（Q，'框架'）;

看定向，位置和坐标系有关在传感器融合和跟踪工具箱中使用四元数的更多信息。

位置

位置定义为从父坐标系原点到子坐标系原点的平移距离。例如，将本地NED坐标系作为父帧。在NED坐标系中:

原点是任意固定到地球表面的点。这使得ned坐标系当地的。
这X- XIS朝向椭球北。
这y- XIS指向椭球以东。
这Z.- 沿椭球正常（大地纬度，ρ）。

方位角和海拔

给定一个向量R.^3.：

方位定义为从X- 向载体的正交投影到轴上XY.-飞机。角度是积极的X设在向y-轴。方位角在范围内以[-180,180）给出。
海拔被定义为从投影到的角度XY.-plane到载体。角度是积极的XY.- 平面到Z.-轴。高度在范围内以[-90,90]为单位给出。

姿势

要在3-D空间中完全指定一个对象，可以结合位置和方向。姿势定义为位置和方向的组合。传感器融合和跟踪工具箱在描述姿态时使用以下约定。

物业/领域	描述	单位	坐标系
位置	平台在方案中的当前位置	m	ned或enu
速度	情景中平台的当前速度	米/秒	ned或enu
加速度	当前平台的平台加速度	米/秒²	ned或enu
方向	平台平台的当前方向	单位四元数/方向矩阵	N / A.
角速度	情景中平台的当前角速度	rad / s.	ned或enu