python代码 欧拉角坐标求逆

在Python中，欧拉角（通常指Roll-Pitch-Yaw或XYZ轴旋转顺序）用于描述三维空间中的物体姿态。要将逆欧拉角计算出来，通常需要处理三组角度并应用相应的转换公式。这涉及到三角函数和矩阵操作，特别是当涉及到角度的正负变化以及避免“ gimbal lock”（即两个轴同时旋转至0或180度导致旋转无效）时。

以下是一个基本的例子，展示如何从逆欧拉角恢复原始姿态：

import math
import numpy as np

def eulerAnglesToMatrix(roll, pitch, yaw):
    # 将欧拉角转化为旋转矩阵
    Rx = np.array([[1,         0,                  0],
                   [0,     math.cos(roll), -math.sin(roll)],
                   [0,     math.sin(roll),  math.cos(roll)]])
    Ry = np.array([[math.cos(pitch),    0,      math.sin(pitch)],
                   [0,                 1,                0],
                   [-math.sin(pitch),   0,      math.cos(pitch)]])
    Rz = np.array([[math.cos(yaw), -math.sin(yaw),  0],
                   [math.sin(yaw),  math.cos(yaw),  0],
                   [0,               0,             1]])
    
    return np.dot(Rz, np.dot(Ry, Rx))

# 示例逆向过程
def inverse_euler_angles(matrix):
    # 使用逆矩阵恢复欧拉角，这里假设输入矩阵是正确的
    yaw = math.atan2(matrix[1, 2], matrix[2, 2])
    pitch = math.atan2(-matrix[0, 2], math.sqrt(matrix[0, 0]**2 + matrix[1, 0]**2))
    roll = math.atan2(matrix[0, 1], matrix[0, 0])

    return roll, pitch, yaw

# 测试逆欧拉角
euler_angles = (math.radians(45), math.radians(30), math.radians(60))
rot_matrix = eulerAnglesToMatrix(*euler_angles)
inverse_euler = inverse_eulerAngles(rot_matrix)