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平移 旋转 齐次坐标变换 欧拉角 旋转矩阵 坐标旋转 Matlab

时间:2019-07-27 13:38:06

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平移 旋转 齐次坐标变换  欧拉角 旋转矩阵  坐标旋转 Matlab

平移齐次坐标变换:

空间某点由矢量描述。其中,为轴上的单位矢量。此点可用平移齐次变换表示为:

旋转齐次坐标变换:

表,非齐次去掉第四行第四列就行了。

绕x轴作转角为的旋转变换:

绕y轴作转角为的旋转变换:

绕z轴作转角为的旋转变换:

如果先让物体绕z轴旋转90°,接着绕y轴旋转90°,再沿x轴方向平移1个单位(右手坐标系,右手定则旋转),则:

eul2rotm() (MatlabRa)

eul=[angle1 angle2 angle3]

eul2rotm(eul,'ZYX') 是先绕X轴旋转angle3再绕Y轴旋转angle2再绕Z轴旋转angle1。( eul2rotm中为弧度)

如:

eul = [pi pi/2 pi/2];rotm1 = eul2rotm(eul,'ZYX'); rotm1*[0 1 0]'

表示 [0;1;0],先绕X轴旋转90°,再绕Y轴旋转90°,最后绕Z轴旋转180°(右手坐标系,右手定则旋转),结果为 [-1;0;0]。

也可以:

eul2 = rad2deg([pi pi/2 pi/2]);rotm2 = rotz(eul2(1)) * roty(eul2(2)) * rotx(eul2(3));rotm2*[0 1 0]'

结果也为 [-1;0;0](rotx,y,z 中为角度)。

点绕坐标系旋转 与 坐标系自身旋转

坐标系不动,点绕坐标系旋转:

上式表示:坐标系C下的点先绕C的X轴旋转90°,再绕C的Y轴旋转90°,最后绕C的Z轴旋转180°(右手坐标系,右手定则旋转),则新的坐标(坐标系C下)为 。

即:

同一个点,坐标系自身的旋转:

设一开始坐标系C1和坐标系C2重合,且坐标系C2经过先绕C1的X轴旋转90°再绕C1的Y轴旋转90°最后绕C1的Z轴旋转180°的变换后为新的坐标系C2(等同于坐标系C2经过先绕C2的Z轴旋转180°到C2',再绕C2'的Y轴旋转90°到C2'',最后绕C2''的X轴旋转90°)。

则这个过程可视作坐标系C1 到(新)坐标系C2的旋转变换(整个过程坐标系C1未动):

,此时也描述(新)坐标系C2相对于坐标系C1的方位。

若将看做坐标系C2下的坐标, 将看做坐标系C1下的点,则,即坐标系C1中的点可在坐标系C2中表示为(反之亦然)。

具体应用:若世界坐标系W到相机坐标系C的旋转变换为,相机坐标系下有空间点,则该空间点在世界坐标系下可表示为

refer:/lixujie666/article/details/82153503中的 一、1.

/p/108789534

/yukinoai/article/details/90573008

/zb1165048017/article/details/71104241

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