四元数:四元数由一个实部和三个虚部构成,可以用来表示三维空间中的旋转。四元数具有无奇异性(不会出现万向锁问题)和紧凑性(比旋转矩阵和欧拉角更高效)。四元数之间的乘法表示旋转的组合。 1 欧拉角与万向锁 旋转有 fixed angle (内旋)和 eular angle (外旋) 两种表示方式。Fixed angle 表示中,每次旋转围绕一...
然后又发现,网上大部分资料的采用的欧拉角顺规都是xyz,然后我基于D3D11的辣鸡框架用了zxy,公式不太能直接套用,于是摸了两三天鱼,整理了一下几种三维旋转表示(欧拉角,四元数,旋转矩阵,轴角)与他们之间的相互转换的资料,并且加入了自己的一些推导,给出这些转换公式的推导思路和细节,这样子如果各位想使用其他欧拉角顺...
旋转变换最为直观的表示方法是“轴-角”:绕着某一个过原点轴,旋转某一角度。 轴可以用一个单位长度的点 [w1,w2,w3][w_1,w_2,w_3] [w1,w2,w3]表示:原点到该点的射线即为此轴。 一个旋转变换可以用用欧拉角、四元数或者旋转矩阵表示。以下讨论不同表示方法之间的关系,以及旋转变换的合成、...
注意:在构建函数中,一定会先确定自变量和因变量,然后才能得到从自变量到因变量的映射关系(函数);因此在使用旋转矩阵时,一定要清楚,旋转矩阵是表示由哪个坐标系到哪个坐标系的旋转变换。 例如下图中,旋转矩阵A是表示由蓝色坐标下到红色坐标下的旋转变换,所以旋转矩阵A是将蓝色坐标系中的点坐标转换到红色坐标系下坐标的...
3D空间中任意一个向量沿着单位向量旋转角度之后的def为[1]: 优点:四元旋转不存在万向节死锁问题;存储空间小,计算效率高。 缺点:单个四元数不能表示在任何方向上超过180度的旋转;四元数的数字表示不直观。 旋转矩阵(Rotation matrix) 旋转矩阵是在乘以一个向量的时候有改变向量的方向但不改变大小的效果并保持了手性...
欧拉角和旋转矩阵可以相互转换,通过旋转矩阵可以计算出对应的欧拉角,反之亦然。四元数和旋转矩阵也可以相互转换,通过旋转矩阵可以计算出对应的四元数,反之亦然。尽管存在转换关系,但在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的旋转描述方法。 综上所述,四元数、欧拉角和旋转矩阵是描述三维空间物体旋转的常用方法。它们各...
旋转矩阵=>四元数 直接上代码【unity c#】,不再赘述【直接记的公式】 此处其实还有另一种计算方法,其实可以看到矩阵运算种: calMatrix.m21 = 2 * quat.y * quat.z + 2 * quat.w * quat.x; calMatrix.m12 = 2 * quat.y * quat.z - 2 * quat.w * quat.x; ...
4、欧拉角转换旋转矩阵 当然这个欧拉角的旋转顺序也是很有关系的,都是描述着一个坐标系到另一个坐标系的变化,也就是说一个坐标系相对于另一个坐标系的位姿可以使用一个旋转矩阵来表示。其旋转矩阵我们来看下推导如下: 5、四元数 四元数,又称欧拉参数,提供另外一种方法来表述三维旋转。四元数方法用在大多数的演...
有了之前推导出的旋转矩阵，以及欧拉角矩阵，我们现在可以进一步推导出四元数到欧拉角的转换公式。同样地，我们以左下角为起点，逐步推导，最终得到所需的转换公式。在转换公式中，我们需要注意到分母可能等于零的情况。通过对比欧拉角的旋转矩阵与四元数的旋转矩阵，我们可以发现分母为零时，系统会进入万向节死锁状态。...
1,初始化四元数 Eigen::Quaterniondquaternion(w,x,y,z); 2, 四元数转旋转向量 Eigen::AngleAxisd rotation_vector(quaternion); Eigen::AngleAxisd rotation_vector;rotation_vector=quaternion; 3, 四元数转旋转矩阵 Eigen::Matrix3d rotation_...