最近看了Lego-LOAM 的IMU部分，没看懂IMU的坐标系变换。看其它的博客，看的让我更混淆了，因此决定抛开其他人的理解，故写下这篇博客。
5 IMU坐标系方向：IMU RPY顺时针为正，加速度计
首先，一般重力加速度再Z轴为正，至少本人IMU测试重力加速度再Z轴为正。有了上面的基础，再来看IMU的重力加速度消除就简单，减去重力加速度在xyz轴的分量即可。
1.1 假设在初始坐标系下IMU的重力加速度在x，y，z方向的分量表示为ginit=[0; 0 ; 9.8]
1.2 Rinit_imu =R(yaw) _R(pitch) R(roll)表示从当前时刻的IMU坐标系转换到初始坐标系
1.3 因此有，ginit = Rinit_imu * gimu，可得重力加速度在当前IMU坐标系下的xyz重力分量为：
gimu = RTinit_imu * ginit
= [-9.8 sin(pitch); 9.8_sin(roll)cos(pitch); 9.8*cos(roll)cos(pitch)];
1.4 IMU数据减去重力分量，并且转换到相机坐标系下：
[accZ; accX; accY] = [imu_acc_x; imu_accy; imu_acc_z] – g imu
旋转到相机坐标系下，RPY和相机坐标系的关系：
上面我们将IMU转换到相机坐标系下了。在Lego-LOAM 中计算位移和速度以初始相机坐标系（camera_init）为参考，因此需要转换到初始相机坐标系（camera_init）。
2.1 从当前时刻的相机坐标系转换到初始相机坐标系的旋转关系，应该和IMU的旋转关系一致，即
R init_camera = R init_imu
acc_wrold = R init_camera * [accZ; accX; accY] = R init_imu *( [imu_acc_x; imu_accy; imu_acc_z] – g imu );
上面等式也描述了为什么两个旋转矩阵相等，右边是IMU的旋转到初始IMU坐标系位置，左边是相机坐标系旋转到初始坐标系位置。并且从相机坐标系变换会初始坐标系时不是：z(roll) –> y(yaw)–>x(pitch)，而是(y_cam)yaw -> (x_cam)pitch -> (z_cam)roll，即：
acc_wrold = R2init_camera * [accX; accY; accZ];
R2init_camera = R(yaw)R(pitch)R(roll) = R(y_cam)R(x_cam)R(z_cam)
2.2 最后将上述等式乘起来就是Lego-LOAM中AccumulateIMUShiftAndRotation()的坐标系变换。
2.3 Lego-LOAM旋转变换都是遵循RPY(Y->P->R)顺序，只是Yaw 对应的到底是R(x),R(y),R(z)的哪个旋转矩阵，要根据IMU的RPY坐标系和待旋转坐标轴确定。例如在相机坐标系下yaw对应的就是y轴，因此对应R(y)的旋转矩阵。明白了这些，在Lego-LOAM中其他地方的IMU坐标变换便迎刃而解。
Original: https://blog.csdn.net/qq_39099999/article/details/124908363
Author: 北叶、
Title: Lego-LOAM IMU坐标系变换的详细记录
原创文章受到原创版权保护。转载请注明出处：https://www.johngo689.com/519907/
转载文章受原作者版权保护。转载请注明原作者出处！