坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

坐标系转换矩阵:将一个点云从一个坐标系转换至另一个坐标系中表示。

几何转换矩阵:将点云在某坐标系下进行旋转平移变化。

下面确定以下坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系。

坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

在世界空间中存在一个坐标系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系,点集P(共有n个点),点集坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系(共有n个点),将坐标系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系和点集坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系一起平移旋转后,得到了坐标系'坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系和新点集坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系。为了方便理解器位置关系,需要建立世界坐标系 坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系,这两个坐标系和两个点集在世界坐标系中的位置如图所示。

在坐标系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系中观察点集坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系,点集内点的坐标分别为坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系,在坐标系'坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系中观察点集坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系,点集坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系内点的坐标分别为坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系, 其中(i=1:n)。

则存在几何变换矩阵坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系满足:

                                            坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

                                            坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

若坐标系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系到坐标系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系的坐标系转换矩阵坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系,则满足:

                                                                            坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

                                                                          坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

而因为点集P和坐标系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系的相对位置关系与点集坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系和坐标系坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系的相对位置关系相同,(经过旋转平移得来),则

                                                                             坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

又因为

                                                        坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

所以

                                                                             坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系

所以几何变换矩阵坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系与坐标系转换矩阵坐标系转换矩阵和几何转换矩阵的关系互逆。

以上推导对深刻理解几何转换和坐标转换有帮助。