萬向節死鎖(Gimbal Lock)

2022-07-17 04:57:10 字數 652 閱讀 5420

網上也有不少關於萬向節死鎖的文章,但寫的都比較繁瑣,這個問題只需知道個概念即可。

在機械人學中這個問題一般被稱為動力學奇點(kinematic singularity)。如圖1,可以看到連線座標軸的有三個旋轉關節,旋轉關節1是繞x6軸旋轉的,旋轉關節2是繞y6軸旋轉的,旋轉關節3是繞z6軸旋轉的。我們現在可以將三個旋轉關節看成乙個整體,相當於手腕,因為手腕也就是三個自由度。那麼為什麼把這個稱為動力學奇點呢?我們做個小小的變化,我們將整個結構繞y6軸向外旋轉90度。這個時候旋轉關節1旋轉關節2是在一條直線上的,x6z6是重合的。這就出現狀況了,因為我們失去了乙個自由度,我們這個時候只能繞x6軸或者y6軸旋轉,z6軸「消失」了。

圖1

萬向節死鎖 萬向節死鎖 gimbal lock

如下圖一,把灰色箭頭想象成是一架飛機,紅,綠藍三個圈看作是三個外圍控制器,外圈帶動所有裡圈運動,裡圈的運動不影響外圈。1,首先,繞y軸旋轉 旋轉綠圈 來確定前進的方向。這時紅圈與藍圈都跟著旋轉。2,然後,繞x軸旋轉 旋轉紅圈 讓飛機仰視或俯視。這時藍圈跟著一起旋轉,綠圈不動。3,最後,繞z軸旋轉 旋...

萬向節死鎖 Gimbal Lock

第一次繞 x轉 角度 第二次繞y轉 xx角度 完後的z軸可能已經和第一次旋轉的x軸重合 第三次繞z轉 角度 重合了 再繞z轉其實相當於第一步的操作 也就是說著步的操作其實是無用的 圖1 物體的初始朝向 現在開始旋轉物體,先繞物體座標系x軸 xl 旋轉30度 這裡我規定沿著軸向軸的負方向看去,順時針旋...

萬向節死鎖 Gimbal Lock

萬向節死鎖 gimbal lock 在學習計算機動畫課程的時候,書中提到固定角和尤拉角朝向表示法有一定的侷限性,它們無法避免gimbal lock現象。在網路上蒐集了很多有關gimbal lock有用的資料,對我很有幫助,在這裡列出乙個索引,以方便其他有需要的朋友檢視 1.維基百科 首先有必要理解一...