cartographer中公式一的推导

在研读cartographer论文的时候,论文第四部分第一小节Scans中提到了通过一个
坐标变换将扫描点变换到子图的坐标系中。原文如下:
cartographer中公式一的推导
但是这个公式具体是怎么得到的?

这里我们尝试给出一个推导的过程,画一张简单的示意图如下:

cartographer中公式一的推导
这里设Pm(xl,yl,θ)为机器人在世界坐标系中的位姿,前两个代表坐标第三个代表角度。Xl、Yl代表以机器人为中心的坐标系,假定机器人中心与激光传感器中心重合,P为其中一个激光点,它在激光坐标系中的坐标为P(x,y)。现在我们要将其转换为在世界坐标系下的坐标。那么根据上图,我们可以列出方程:
cartographer中公式一的推导
根据下图求得dx以及dy:

cartographer中公式一的推导
cartographer中公式一的推导
其中:
cartographer中公式一的推导
于是得到:
cartographer中公式一的推导
整理得到:
cartographer中公式一的推导
这个就是论文中公式一的形式了。