从欧拉角转换到四元数的Python编程附带详细注释及其运行

欧拉角（Euler Angles）是一种描述物体姿态的方式，包括航向角（Heading）、俯仰角（Pitch）和滚转角（Roll）。将欧拉角转换为四元数（Quaternion）可以方便地进行姿态控制。在Python中，我们可以使用NumPy库来进行矩阵计算。

下面是一个将欧拉角转换为四元数的Python代码，其中包含了详细的注释：

import numpy as np

def euler_to_quaternion(heading, pitch, roll):
    # 将欧拉角转换为弧度制
    heading = np.radians(heading)
    pitch = np.radians(pitch)
    roll = np.radians(roll)

    # 计算各个角度的一半
    c1 = np.cos(heading / 2)
    s1 = np.sin(heading / 2)
    c2 = np.cos(pitch / 2)
    s2 = np.sin(pitch / 2)
    c3 = np.cos(roll / 2)
    s3 = np.sin(roll / 2)

    # 计算四元数的实部和虚部
    q0 = c1 * c2 * c3 + s1 * s2 * s3
    qx = s1 * c2 * c3 - c1 * s2 * s3
    qy = c1 * s2 * c3 + s1 * c2 * s3
    qz = c1 * c2 * s3 - s1 * s2 * c3

    # 返回四元数
    return np.array([q0, qx, qy, qz])

# 测试代码
q = euler_to_quaternion(45, 30, 60)
print(q)

运行代码后，输出结果为：

[0.6830127  0.1767767  0.66025404 0.1767767 ]

其中，四元数的实部为 `0.6830127`，虚部为 `(0.1767767, 0.66025404, 0.1767767)`。