无人机机体坐标系转化为地理坐标系cpp代码

以下是将无人机机体坐标系转换为地理坐标系的C++代码示例，假设已知无人机在机体坐标系下的偏移角、俯仰角、翻滚角，以及无人机在地理坐标系下的经度、纬度和高度。代码中使用了Eigen库来进行矩阵计算：

#include <Eigen/Dense>

// 将机体坐标系下的偏移角、俯仰角、翻滚角转换为旋转矩阵
Eigen::Matrix3d getRotationMatrix(double roll, double pitch, double yaw)
{
    Eigen::AngleAxisd rollAngle(roll, Eigen::Vector3d::UnitX());
    Eigen::AngleAxisd pitchAngle(pitch, Eigen::Vector3d::UnitY());
    Eigen::AngleAxisd yawAngle(yaw, Eigen::Vector3d::UnitZ());

    Eigen::Quaterniond q = yawAngle * pitchAngle * rollAngle;
    return q.matrix();
}

// 将机体坐标系下的向量转换为导航坐标系下的向量
Eigen::Vector3d transformToNED(const Eigen::Vector3d& v_body, const Eigen::Matrix3d& R)
{
    return R * v_body;
}

// 将导航坐标系下的位置转换为地理坐标系下的位置
void transformToGeodetic(const Eigen::Vector3d& position_ned, double lat0, double lon0, double alt0,
                         double& lat, double& lon, double& alt)
{
    const double a = 6378137.0;  // WGS84椭球体长半轴
    const double b = 6356752.3142;  // WGS84椭球体短半轴
    const double f = (a - b) / a;  // WGS84椭球体扁率

    double x = position_ned(0);
    double y = position_ned(1);
    double z = position_ned(2);

    // 计算地心坐标系下的位置
    double e2 = f * (2 - f);
    double rho2 = x * x + y * y;
    double rho = sqrt(rho2);
    double phi = atan2(z, rho * (1 - e2));
    double dphi = 1.0;
    while (abs(dphi) > 1e-9)
    {
        double sinphi = sin(phi);
        double N = a / sqrt(1 - e2 * sinphi * sinphi);
        double h = rho / cos(phi) - N;
        double dphi = phi - atan2(z, rho * (1 - e2 * N / (N + h)));
        phi -= dphi;
    }

    // 将经纬度转换为度数
    lat = phi * 180 / M_PI;
    lon = atan2(y, x) * 180 / M_PI;

    // 计算海拔高度
    double sinphi = sin(phi);
    double N = a / sqrt(1 - e2 * sinphi * sinphi);
    alt = rho / cos(phi) - N;
}

// 将无人机的机体坐标系下的位置转换为地理坐标系下的位置
void transformBodyToGeodetic(double roll, double pitch, double yaw, double x_body, double y_body, double z_body,
                             double lat0, double lon0, double alt0, double& lat, double& lon, double& alt)
{
    Eigen::Matrix3d R = getRotationMatrix(roll, pitch, yaw);
    Eigen::Vector3d position_body(x_body, y_body, z_body);
    Eigen::Vector3d position_ned = transformToNED(position_body, R);
    transformToGeodetic(position_ned, lat0, lon0, alt0, lat, lon, alt);
}

其中，transformBodyToGeodetic函数接受无人机在机体坐标系下的偏移角、俯仰角、翻滚角，以及无人机在地理坐标系下的经度、纬度和高度作为输入，返回无人机在地理坐标系下的经纬度和高度。需要注意的是，代码中的地球椭球体参数和常数值使用了WGS84标准的值。