c++ 3位旋转向量转换为3*3的旋转矩阵
时间: 2024-09-15 08:07:46 浏览: 35
python 和c++实现旋转矩阵到欧拉角的变换方式
在C++中,将一个3位旋转向量(通常表示为绕三个轴(x、y、z)的旋转角度,例如`vec = (angle_x, angle_y, angle_z)`)转换成3x3的旋转矩阵,可以利用Rodrigues公式或者四阶贝塞尔插值来计算。这里我们假设旋转都是沿着笛卡尔坐标系进行的:
1. **Rodrigues公式**:
如果角度较小(小于π/2),可以直接应用Rodrigues公式:
```
float theta = vec.x; // 角度
float sin_theta = std::sin(theta);
float cos_theta = std::cos(theta);
Matrix3x3 rotation;
rotation(0, 0) = cos_theta + vec.y * vec.y * (1 - cos_theta);
rotation(0, 1) = vec.y * vec.z * (1 - cos_theta) - vec.x * sin_theta;
rotation(0, 2) = vec.y * vec.x * (1 - cos_theta) + vec.z * sin_theta;
rotation(1, 0) = vec.z * vec.y * (1 - cos_theta) + vec.x * sin_theta;
rotation(1, 1) = cos_theta + vec.z * vec.z * (1 - cos_theta);
rotation(1, 2) = vec.z * vec.x * (1 - cos_theta) - vec.y * sin_theta;
rotation(2, 0) = vec.x * vec.y * (1 - cos_theta) - vec.z * sin_theta;
rotation(2, 1) = vec.x * vec.z * (1 - cos_theta) + vec.y * sin_theta;
rotation(2, 2) = cos_theta + vec.x * vec.x * (1 - cos_theta);
```
2. **四阶贝塞尔插值**:
对于较大的角速度或更复杂的旋转路径,可以使用四阶贝塞尔插值来构建旋转矩阵。这种方法较为复杂,需要对贝塞尔多项式有了解。
如果你需要一个具体的实例代码实现,请告诉我,我可以提供详细的步骤。
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