有两个坐标系的四个点坐标,求这两个坐标系之间的布尔沙七参数
时间: 2024-05-27 10:11:38 浏览: 9
布尔沙七参数是一种用于描述两个坐标系之间的转换关系的参数。它包括三个平移参数、三个旋转参数和一个比例因子。根据四个点坐标可以计算出这些参数。
假设第一个坐标系的四个点坐标为A1(x1, y1, z1)、B1(x2, y2, z2)、C1(x3, y3, z3)、D1(x4, y4, z4),第二个坐标系的四个点坐标为A2(x1', y1', z1')、B2(x2', y2', z2')、C2(x3', y3', z3')、D2(x4', y4', z4')。
首先计算平移参数:
dx = x1' - x1
dy = y1' - y1
dz = z1' - z1
然后计算旋转参数,使用三个点的坐标计算旋转矩阵:
X = [x2-x1, y2-y1, z2-z1]
Y = [x3-x1, y3-y1, z3-z1]
Z = [x4-x1, y4-y1, z4-z1]
X' = [x2'-x1', y2'-y1', z2'-z1']
Y' = [x3'-x1', y3'-y1', z3'-z1']
Z' = [x4'-x1', y4'-y1', z4'-z1']
M = [X' Y' Z'] * [X Y Z]^-1
其中^表示矩阵的逆。
计算比例因子:
k = (|X| + |Y| + |Z|) / (|X'| + |Y'| + |Z'|)
最终的布尔沙七参数为:
dx, dy, dz, M[0,0], M[0,1], M[0,2], k
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有两个坐标系的四个点坐标,编写matlab程序,求这两个坐标系之间的布尔沙七参数
布尔沙七参数是用来描述两个坐标系之间的转换关系的七个参数,包括三个平移参数、三个旋转参数和一个比例因子参数。下面是求解布尔沙七参数的matlab程序:
```matlab
% 输入两个坐标系的四个点坐标
P1 = [x1_1, y1_1, z1_1; x1_2, y1_2, z1_2; x1_3, y1_3, z1_3; x1_4, y1_4, z1_4];
P2 = [x2_1, y2_1, z2_1; x2_2, y2_2, z2_2; x2_3, y2_3, z2_3; x2_4, y2_4, z2_4];
% 计算两个坐标系的质心
C1 = mean(P1);
C2 = mean(P2);
% 将点云中心移到原点
P1_shift = P1 - C1;
P2_shift = P2 - C2;
% 计算两个坐标系的协方差矩阵
H = P2_shift' * P1_shift;
% 分解得到旋转矩阵R和比例因子s
[U,~,V] = svd(H);
R = V * U';
s = trace(H*R') / trace(P1_shift'*P1_shift);
% 计算平移矩阵t
t = C2 - s*R*C1;
% 将结果保存到布尔沙七参数数组中
Bursa7 = [R, t*s; 0, 0, 0, 1];
% 输出结果
disp('布尔沙七参数:');
disp(Bursa7);
```
其中,P1和P2分别是两个坐标系的四个点坐标,C1和C2分别是两个坐标系的质心,P1_shift和P2_shift表示将点云中心移到原点后的点云坐标,H是协方差矩阵,U、S、V是H的奇异值分解结果,R和s是旋转矩阵和比例因子,t是平移矩阵,Bursa7是布尔沙七参数数组。最后,将结果输出即可。
布尔沙七参数坐标转换python
布尔沙七参数坐标转换是将一个坐标系转换到另一个坐标系的方法。下面是一个Python实现的示例:
```python
import math
def boersma_transform(x, y, z, rx, ry, rz, scale):
# 定义常量
rad_to_sec = 206264.8062470964
sec_to_rad = 4.84813681109536e-06
# 将弧度转换为秒
rx = rx * rad_to_sec
ry = ry * rad_to_sec
rz = rz * rad_to_sec
# 计算旋转矩阵
sr = math.sin(rx * sec_to_rad)
cr = math.cos(rx * sec_to_rad)
sp = math.sin(ry * sec_to_rad)
cp = math.cos(ry * sec_to_rad)
sy = math.sin(rz * sec_to_rad)
cy = math.cos(rz * sec_to_rad)
r11 = cp * cy
r12 = (sr * sp * cy) - (cr * sy)
r13 = (cr * sp * cy) + (sr * sy)
r21 = cp * sy
r22 = (sr * sp * sy) + (cr * cy)
r23 = (cr * sp * sy) - (sr * cy)
r31 = -sp
r32 = sr * cp
r33 = cr * cp
# 计算新的坐标
x_new = scale * ((r11 * x) + (r12 * y) + (r13 * z))
y_new = scale * ((r21 * x) + (r22 * y) + (r23 * z))
z_new = scale * ((r31 * x) + (r32 * y) + (r33 * z))
return x_new, y_new, z_new
```
该函数需要传入七个参数:原坐标系中的x,y,z坐标,旋转角度rx,ry,rz和比例因子。它将返回在新坐标系中的x,y,z坐标。请注意,旋转角度应以弧度为单位提供。