java实现任意两个坐标系转换

落日映苍穹つ 2023-07-19 08:09 33阅读 0赞

这里需要两个坐标系的对应两个点

首先是实体类：

@Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    @Accessors(chain = true)
    public class Point {
    
        private double x;
        private double y;
        private double z;
    
    }

计算工具类：

@Component
    @NoArgsConstructor
    @Slf4j
    public class transUtil {
    
        /**
         * 获取两点连线与y轴夹角
         *
         * @param p1 点1
         * @param p2 点2
         * @return 与y轴夹角(角度)
         */
        public  double getAngle(Point p1, Point p2) {
            double angle = Math.atan2(p2.getX() - p1.getX(), p2.getY() - p1.getY());
            return angle * (180 / Math.PI);
        }
    
        /**
         * 获取缩放比例
         *
         * @param p1 源点1
         * @param b1 目标点1
         * @param p2 源点2
         * @param b2 目标点2
         * @return 缩放比例
         */
        public double getScale(Point p1, Point b1, Point p2, Point b2) {
            return getLength(b1, b2) / getLength(p1, p2);
        }
    
        /**
         * 获取两点之间连线的长度
         *
         * @param p1 点1
         * @param p2 点2
         * @return 长度
         */
        public static double getLength(Point p1, Point p2) {
            return Math.sqrt(Math.pow(p2.getX() - p1.getX(), 2) + Math.pow(p2.getY() - p1.getY(), 2));
        }
    
        /**
         * X方向偏移距离参数
         *
         * @param p1       源点1
         * @param b1       目标点1
         * @param rotation 旋转角度
         * @param scale    缩放比例
         * @return X方向偏移
         */
        public double getXTranslation(Point p1, Point b1, double rotation, double scale) {
            return (b1.getX() - scale * (p1.getX() * Math.cos(rotation) - p1.getY() * Math.sin(rotation)));
        }
    
        /**
         * Y方向偏移距离参数
         *
         * @param p1       源点1
         * @param b1       目标点1
         * @param rotation 旋转角度
         * @param scale    缩放比例
         * @return Y方向偏移
         */
        public double getYTranslation(Point p1, Point b1, double rotation, double scale) {
            return (b1.getY() - scale * (p1.getX() * Math.sin(rotation) + p1.getY() * Math.cos(rotation)));
        }
    
        /**
         * 转换操作
         *
         * @param gp       源点
         * @param rotation 旋转角度
         * @param scale    缩放比例
         * @param dx       X方向偏移
         * @param dy       Y方向偏移
         * @return 目标点
         */
        public Point transformBoePoint(Point gp, double rotation, double scale, double dx, double dy) {
            double A = scale * Math.cos(rotation);
            double B = scale * Math.sin(rotation);
            return new Point(retain6(A * gp.getX() - B * gp.getY() + dx), retain6(B * gp.getX() + A * gp.getY() + dy), 0.0);
        }
    
    
    
        /**
         * 保留小数点后六位
         *
         * @param num
         * @return
         */
        public static double retain6(double num) {
            String result = String.format("%.6f", num);
            return Double.valueOf(result);
        }
    
    }

这里用到了lombok的相关，可以去除自行写相关方法

使用：四个点分别是

Point1 Point2(原坐标系两个点) newPoint1 newPoint2（新坐标系对应的两个点） 分别对应Point1 -> newPoint1  Point2 -> newPoint2

//初始化4点
    double rotation = Math.toRadians(Math.abs(transUtil .getAngle(Point1 , Point2 ) - transUtil .getAngle(newPoint1 , newPoint2 )));
    //获取到转化后的坐标
    double scale = transUtil .getScale(newPoint1 , Point1 , newPoint2 , Point2 );
    double tx = transUtil .getXTranslation(newPoint1 , Point1 , rotation, scale);
    double ty = transUtil .getYTranslation(newPoint1 , Point1 , rotation, scale);
    //需要转换的坐标 x,y,z
    Point transPoint = new Point(o.getX(), o.getZ(), 0.0);
    Point resultPoint = coordinateUtil.transformBoePoint(new Point(o.getX(), o.getZ(), 0.0), rotation, scale, tx, ty);