万向节死锁(Gimbal Lock)是指在使用欧拉角描述三维空间中的旋转时,由于两个旋转轴重合导致的一个自由度丢失的现象。这通常发生在俯仰角(Pitch)为±90°时,此时偏航角(Yaw)和横滚角(Roll)的旋转轴重合,…
万向节死锁名词解释 万向节死锁是指在汽车或其他机械设备的传动系统中,由于万向节(也称万向接头)的特殊结构和工作原理,可能出现传动轴无法正常旋转的情况,导致传动系统无法传递动力或无法正常工作的现象。 具体来说,万向节是一种能够在不同角度下传递动力的机械连接装置。它通常由两个十字形的轴承和一个中间的球形连接...
万向节死锁理解 说明 欧拉角表示姿态的时候,会出现万向节死锁的情况 当我使用传感器(维特智能WT901c-485)读取角度的时候,在ZYXZYX的顺规下,当pitch角度为90或-90的时候,roll和yaw角度会乱飘,这就是遇到了万向节的死锁。 不同的顺规死锁的情况不一样,本文仅以ZYXZYX说明死锁的情况。 形象表示 我们以手机为例,...
当第一次与第三次绕同一轴旋转时,所旋转的角度叫Proper/classic Euler angle,此时不会万向节死锁;当三次旋转所绕转轴均不同时,每次旋转的角度也叫做Tait-Bryan angle/Cardan angle/nautical angle/heading, elevation, and bank/yaw, pitch, and roll,此时有可能会产生万向节死锁。 b.旋转参考系【?】 根据旋转...
万向节死锁发生在欧拉角形式下，是由欧拉旋转定义本身造成的。2.1 什么是Gimbal 平衡环架（ 英语：Gimbal），是一具有枢纽的装置，作用是使得一物体能以单一轴旋转。由彼此垂直的枢纽轴所组成的一组三只平衡环架，则可使架在最内的环架的物体维持旋转轴不变，而应用在船上的陀螺仪、 罗盘、饮料杯架...
对于设计工程师,他们可以通过优化设计来预防万向节死锁,例如改进轴承的几何形状、提高轴承的制造精度、采用适当的润滑剂等。此外,一些新的方法和技术也可以用来解决万向节死锁问题,例如基于人工智能的故障诊断和预测技术,可以通过对轴承的工作状态进行实时监测和智能分析,提前发现潜在的故障,从而避免万向节死锁的发生。
万向节死锁(Gimbal Lock) 上文中曾经说过,欧拉旋转的顺规和轴向定义,自然造就了“万向节死锁”问题。本文主要来探索它自然形成的原因。 陀螺仪 首先,我们来了解Gimbal 究竟是个什么玩意儿。下面来自维基百科中关于Gimbal的一段引述: 平衡环架(英语:Gimbal)为一具有枢纽的装置,使得一物体能以单一轴旋转。由彼此垂直...
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在深入研究欧拉角和四元数时，通常会提及欧拉角表示旋转时遇到的Gimbal Lock，也称为“万向节死锁”或“万向锁”。这个概念通常通过动态平衡环演示：初始时三个环相互垂直，当外部环顺时针或逆时针旋转90度后，内侧环会与外部环共面，造成一个“自由度”丢失，即内外环对物体旋转效果相同。文字描述难以...
旋转矩阵会出现退化。万向节死锁产生的原因在于，当围绕第二个轴旋转时，矩阵中特定元素未与cos/sin相乘，导致组合无限可能。反之，若第一次和第三次绕同一轴旋转，矩阵形式不会退化，故不会产生死锁现象。理解旋转顺序和欧拉角对于避免在机器人、无人机等系统中遇到万向节死锁至关重要。