ROS知识课堂-9.ROS中的坐标表现方式

坐标轴的定义

三维坐标轴朝向定义

常规用来表示三维位置关系时，使用的是右手坐标系，何为右手坐标系呢？我们来看下图：

右手坐标系定义

把右手放在原点的位置，使大姆指，食指和中指互成直角，把大姆指指向Z轴的正方向，食指指向X轴的正方向时向时，中指所指的方向就是Y轴的正方向。

通常相对于我们的身体而言

X->朝前

Y->朝左

Z->朝上

举例:

坐标点(3,4,5)表示距原点前3个单位 ，并向左4个单位以及向上5个单位的位置。

三维坐标轴旋转定义

有了三维坐标轴的定义，那么对于旋转的定义也就比较容易了，对于一个三维空间里面的旋转，可以分解成绕着坐标轴的旋转。旋转的方向使用右手法则定义：

绕坐标轴旋转定义

用右手握住坐标轴，大拇指 的方向朝着坐标轴朝向的正方向，四指环绕的方向定义沿着这个坐标轴旋转的正方向

一般来说：

绕Z轴旋转，称之为航向角，使用yaw表示;

绕X轴旋转，称之为横滚角，使用roll表示;

绕Y轴旋转，称之为俯仰角，使用pitch表示;

举例:

我们通常用来表述小车运动的二维平面指的是X-Y平面，也就是X轴和Y轴张成的平面，在这个平面中，用来描述小车转弯的角就是绕Z轴的旋转，也就是经常说的航向角。Z轴朝上，所以按照右手法则可以知道小车向左转为正，右转为负。
在ROS中定义

如图左侧所示，

ROS中的旋转轴使用x，y和z轴。

正面是x轴的正方向，轴是红色（R）。

左边是y轴的正方向，轴用绿色（G）表示。

最后，上方是z轴的正方向，轴用蓝色（B）表示。

为了便于记忆，您可以将x轴视为食指，将y轴视为中指，将z轴视为拇指。顺序是x、y、z，且颜色是RGB颜色顺序。

机器人的旋转方向是右手定则，用右手卷住的方向是正（+）方向。例如，如果机器人在原地从12点钟方向开始向9点方向旋转（逆时针），则由于旋转角度的单位用弧度，所以我们说机器人在z轴上旋转+1.5708弧度。

这种坐标表示法在ROS编程中经常使用，必须以x：forward，y：left，z：up的形式进行编程。