以组合变换的方式求解平面上绕点(1,1)逆时针旋转180度角的变换矩阵。
时间: 2024-02-06 18:12:00 浏览: 43
首先,我们需要找到绕点(1,1)逆时针旋180度后,一个点(x,y)变成新的坐标(x',y')。可以通过以下步骤得到:
1. 将点(x,y)沿着点(,1)平移,到点(x-1 y-1);
2. 将点(x-1, y-1)顺时针旋转180度,得到点(-x, -y);
3. 将点(-x, -y)沿着点(1,1)平移,得到点(-x+1, -y+1);
4. 因此,绕点(1,1)逆时针旋转180度后,点(x,y)变成的新的坐标为(x',y')=(1-x,1-y)。
然后,我们可以将这个变换表示为一个矩阵。设矩阵为A,有:
```
[ x' ] [ 1 0 ] [ -1 0 ] [ x-1 ]
[ ] = [ ] * [ ] * [ ]
[ y' ] [ 0 1 ] [ 0 -1 ] [ y-1 ]
```
将两个矩阵相乘,得到:
```
[ x' ] [ -1 0 ] [ x-1 ]
[ ] = [ ] * [ ]
[ y' ] [ 0 -1 ] [ y-1 ]
```
因此,绕点(1,1)逆时针旋转180度的变换矩阵为:
```
[ -1 0 ]
[ 0 -1 ]
```
相关问题
ros 中坐标变换矩阵 变换矩阵的逆
在ROS中,坐标变换矩阵(Transformation Matrix)被广泛用来表示坐标系之间的关系。坐标变换矩阵是一个4x4的矩阵,表示了从一个坐标系到另一个坐标系的平移和旋转变换。
具体地说,坐标变换矩阵通过将一个坐标系中的点的坐标变换到另一个坐标系中。变换矩阵的第一列到第三列表示了坐标系的旋转部分,第四列表示了坐标系的平移部分。
变换矩阵的逆(Inverse)是指将一个坐标系中的点的坐标变换回到原始坐标系中的操作。例如,如果有一个变换矩阵表示从坐标系A到坐标系B的变换,那么它的逆矩阵表示从坐标系B到坐标系A的变换。
坐标变换矩阵的逆可以通过求解变换矩阵的逆矩阵来获得。具体地说,对于一个4x4的坐标变换矩阵,可以使用数学方法如高斯-约旦消去法来计算其逆矩阵。逆矩阵可以将原始的变换矩阵恢复为单位矩阵。
在ROS中,我们可以使用tf库来进行坐标变换和计算逆矩阵的操作。tf库提供了一系列的函数和类来处理坐标变换,其中包括计算变换矩阵的逆矩阵。通过使用tf库,我们可以方便地进行坐标变换和逆矩阵计算的操作,从而实现机器人的姿态控制和位置定位等功能。
affine变换中矩阵运算求解仿射变换矩阵的原理和每一步的具体解释
求解仿射变换矩阵的原理是通过已知的变换前后的点坐标关系,推导出变换矩阵的系数。
具体步骤如下:
1. 假设已知变换前后的点坐标关系,可以列出如下方程组:
x' = a11*x + a12*y + tx
y' = a21*x + a22*y + ty
其中,(x,y)为原始点的坐标,(x',y')为变换后点的坐标,a11、a12、a21、a22为矩阵系数,tx、ty为平移量。
2. 将方程组用矩阵表示:
| x' | | a11 a12 tx | | x |
| | = | | * | |
| y' | | a21 a22 ty | | y |
3. 为了求解矩阵系数,需要用到矩阵的求逆运算。由于仿射变换矩阵是二维矩阵,因此可以使用公式求解矩阵的逆:
A^-1 = 1/ det(A) * adj(A)
其中,det(A)为矩阵A的行列式,adj(A)为矩阵A的伴随矩阵。
4. 将方程组的矩阵形式和逆矩阵代入公式,得到矩阵系数:
| a11 a12 tx | | x | | x' |
| | * | | = | |
| a21 a22 ty | | y | | y' |
a11 = (x1' - x3')*(y2 - y3') - (x2' - x3')*(y1 - y3')
a12 = (x2' - x3')*(x1 - x3') - (x1' - x3')*(x2 - x3')
a21 = (y2' - y3')*(y1 - y3') - (y1' - y3')*(y2 - y3')
a22 = (y1' - y3')*(x2 - x3') - (y2' - y3')*(x1 - x3')
tx = x1' - a11*x1 - a12*y1
ty = y1' - a21*x1 - a22*y1
其中,(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)为变换前的三个点坐标,(x1',y1')、(x2',y2')、(x3',y3')为变换后的三个点坐标。
5. 求解出矩阵系数和平移量后,将其组合成仿射变换矩阵即可。
总结起来,求解仿射变换矩阵的过程就是通过解方程组和矩阵运算,推导出变换矩阵的系数和平移量。
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