座標變換學習筆記 理論篇

2021-10-09 03:32:49 字數 2300 閱讀 8519

小結附錄

參考符號含義說明:

旋轉向量 <==> 旋轉矩陣

四元數 <==> 旋轉矩陣

(2)當tr(

r)≤0

tr)} \le 0

tr(r)≤

0 時:

若 m ax

(r11,

r22,r

33)=r

ii,i

=1,2

,3max(r_, r_, r_) = r_, i = 1,2,3

max(r1

1​,r

22​,

r33​

)=ri

i​,i

=1,2

,3,即r ii

r_ri

i​是r 11,

r22,r

33r_, r_, r_

r11​,r

22​,

r33​

中的最大值,那麼令 j=(

i+1)

%3,k

=(i+

2)%3

(即i=

1時,j

=2,k

=3;i

=2時,

j=3,

k=1;

i=3時

,j=1

,k=2

)j = (i+1)\%3, k = (i+2)\%3(即i=1時,j=2,k=3;~i=2時,j=3,k=1;~ i = 3時,j=1,k=2)

j=(i+1

)%3,

k=(i

+2)%

3(即i

=1時,

j=2,

k=3;

i=2時

,j=3

,k=1

;i=3

時,j=

1,k=

2),再令t=1

+rii

−rjj

−rkk

t = \sqrt-r_-r_}

t=1+ri

i​−r

jj​−

rkk​

​,那麼有(參考):

q

=q_0 =& \frac-r_)} = \frac-r_)}\\ q_i =& \frac \\ q_j =& \frac+r_)} = \frac+r_)} \\ q_k =& \frac+r_)} = \frac+r_)} \end\right. \tag

q=⎩⎪⎪⎪

⎪⎪⎪⎪

⎪⎪⎪⎪

⎨⎪⎪⎪

⎪⎪⎪⎪

⎪⎪⎪⎪

⎧​q0

​=qi

​=**

​=qk

​=​2

t(rk

j​−r

jk​)

​=4q

i​(r

kj​−

rjk​

)​2t

​2t(

rji​

+rij

​)​=

4qi​

(rji

​+ri

j​)​

2t(r

ki​+

rik​

)​=4

qi​(

rki​

+rik

​)​​

(2.2

.2)

四元數 <==> 旋轉向量

其中nx,n

y,nz

n_x, n_y, n_z

nx​,ny

​,nz

​分別是旋轉軸n

\mathbf

n 與x,y

,zx, y, z

x,y,

z軸的方向余弦。

旋轉矩陣 <==> 尤拉角

(注意,這裡旋轉矩陣r

\mathbf

r與尤拉角間對應旋轉順序是r=r

zryr

x\mathbf = r_zr_yr_x

r=rz​r

y​rx

​)尤拉角 <==> 四元數各種旋轉轉換結構如下,需要注意的是:

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