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关于几个坐标系的关系NED ENU ROS

2023-05-16

几个坐标系转来转去，时间一长又搞混了。
px4使用的坐标系为NED（北东地）坐标系或者FRD（前右下）坐标系。然而mavros（melodic版本）中常使用的是ENU（东北天）坐标系或者body系FLU（前左上），mavros会自动将输入的ENU坐标值或者body系坐标值转换到NED坐标系中，再通过mavlink发送给飞控

mavros中经常出现的FCU 不是代表坐标系缩写，Flight Control Unit 直译就是飞行控制单元

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coordinate_frame=1虽然代表向px4发送LOCAL_NED坐标值，但是你发送到这个话题的坐标系应该用ENU，mavros会自动完成这个坐标系的转换。同样的，coordinate=8 也不是BODY_NED系，而是FLU系。目前px4暂不支持向话题里发布coordinate=7、9的坐标值。
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机体坐标系 NED 惯性系
x轴在多旋翼对称平面内指向机头（机头方向与多旋+字形或X字形相关）。 z轴在飞机对称平面内，垂直轴向下。然后，按右手定则确定y轴 。
欧拉角是基于上面两个坐标系的转换。pitch+为抬头，roll+为右旋转，yaw+为右偏航。

Yaw与指南针角度的关系

指南针的角度是确定不变的，北朝向为0度，东为90度，南为180度，西为270度。
Yaw角是当前机头方向与正北方向的夹角（若地球固联坐标系为NED）
也就是说当我们知道YAW角时我们就可以确定飞机当前的航向（东，北哪个方向），比如我们的vision通过mavros给飞控的Yaw的角度是90度，而且飞机的地球固联坐标系为NED，那么可以确定飞机机头当前指向为正东。
在PX4中用到的地球固联坐标轴是NED坐标系，即x，y，z的方向固定不变（Offboard模式下除外，但是在offboard模式下，初始上电后其东北方向由Yaw角决定）

ROS坐标系 ENU
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GPS坐标系 WGS-84 X 指向正东 Y指向正北 Z朝上
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为了方便使用GPS速度向量进行无人机控制，需要把它转换在无人机所在位置的平面坐标系Local NED
旋转推导公式
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