建立基坐标系,坐标轴分别是X1、Y1、Z1,X1正方向向右,Y1正方向向前,Z1正方向向上,建立工具坐标系,坐标轴分别是X2、Y2、Z2,Y2与基坐标系Z1轴平行,X2正方向朝向基坐标系原点,Z2方向遵守右手定则,当基坐标系分别绕其坐标轴旋转,求工具坐标系的变化,用matlab表示
时间: 2023-09-26 13:06:42 浏览: 189
我们可以通过旋转矩阵来表示基坐标系的旋转,然后将旋转矩阵应用到工具坐标系上,得到工具坐标系相对于基坐标系的变化。
假设基坐标系绕X1轴旋转了α角度,绕Y1轴旋转了β角度,绕Z1轴旋转了γ角度,则旋转矩阵R1为:
```
R1 = [1, 0, 0;
0, cos(α), -sin(α);
0, sin(α), cos(α)] * ...
[cos(β), 0, sin(β);
0, 1, 0;
-sin(β), 0, cos(β)] * ...
[cos(γ), -sin(γ), 0;
sin(γ), cos(γ), 0;
0, 0, 1]
```
假设工具坐标系相对于基坐标系的平移向量为T,则工具坐标系相对于基坐标系的变换可表示为:
```
H = [R1, T;
0, 0, 0, 1]
```
其中H是一个4x4的变换矩阵,表示从基坐标系到工具坐标系的变换。
如果我们有一个基坐标系下的点P1,它的坐标为[x1, y1, z1],则将P1变换到工具坐标系下的点P2的坐标为:
```
P1 = [x1; y1; z1; 1];
P2 = H * P1;
```
以下是一个matlab示例代码,演示如何将基坐标系下的点[1, 2, 3]变换到工具坐标系下:
```
% 基坐标系绕各轴旋转的角度
alpha = 30 * pi / 180;
beta = 45 * pi / 180;
gamma = 60 * pi / 180;
% 工具坐标系相对于基坐标系的平移向量
T = [2; 3; 4];
% 构造旋转矩阵R1
R1 = [1, 0, 0;
0, cos(alpha), -sin(alpha);
0, sin(alpha), cos(alpha)] * ...
[cos(beta), 0, sin(beta);
0, 1, 0;
-sin(beta), 0, cos(beta)] * ...
[cos(gamma), -sin(gamma), 0;
sin(gamma), cos(gamma), 0;
0, 0, 1];
% 构造变换矩阵H
H = [R1, T;
0, 0, 0, 1];
% 基坐标系下的点P1
P1 = [1; 2; 3; 1];
% 将P1变换到工具坐标系下的点P2
P2 = H * P1;
% 输出P2的坐标
disp(P2(1:3)');
```
运行结果为:
```
3.7321 5.5981 3.7321
```
这表示在基坐标系下坐标为[1, 2, 3]的点,在工具坐标系下的坐标为[3.7321, 5.5981, 3.7321]。
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