// ex = (ay*vz - az*vy) + (my*wz - mz*wy); // ey = (az*vx - ax*vz) + (mz*wx - mx*wz); // ez = (ax*vy - ay*vx) + (mx*wy - my*wx);
时间: 2024-08-14 22:10:11 浏览: 33
这是一段用于计算三维向量叉积的伪代码。在这个上下文中,`ex`, `ey`, 和 `ez` 分别代表新的坐标系下的三个分量,而 `ax`, `ay`, `az`, `bx`, `by`, `bz`, `vx`, `vy`, `vz`, `wx`, `wy`, 和 ` wz` 表示原始的三维向量。通过交叉乘法(也称外积),每个结果分量由两个输入向量对应分量的乘积之差构成,并累加起来。
具体来说:
1. `ex` 的计算相当于 `(ay*vz - az*vy)`,即第一个向量的 y 成分乘以第二个向量的 z 成分减去第一向量的 z 成分乘以第二向量的 y 成分。
2. `ey` 的计算类似,`(az*vx - ax*vz)` 是第一向量的 z 成分与第二个向量的 x 成分相乘,再减去第一向量的 x 成分与第二向量的 z 成分相乘。
3. `ez` 计算的是第一向量的 x 成分与第二向量的 y 成分的乘积减去第一向量的 y 成分与第二向量的 x 成分的乘积。
这个运算常用于物理学中的力矩、磁通密度等场景,以及计算机图形学中的旋转矩阵构建。
相关问题
/* @brief @param[in] gx gy gz 为各轴角速度,单位为rad/s @param[in] ax ay az 为各轴加速度,单位为m/s^2 @param[in] halfT 为更新周期的一半,单位为s @param[out] pitch roll yaw 为当前欧拉角,单位为度 */ float q0 = 1, q1 = 0, q2 = 0, q3 = 0; float q0temp, q1temp, q2temp, q3temp; float vx, vy, vz; float ex, ey, ez; float ix = 0, iy = 0, iz = 0; float kp = 1, ki = 0; void func(float *pitch, float *roll, float *yaw, float gx, float gy, float gz, float ax, float ay, float az, float halfT) { float norm; if(ax * ay *az != 0) { /* 归一化加速度 */ norm = inVSqrt(ax*ax + ay*ay + az*az); ax = ax * norm; ay = ay * norm; az = az * norm; /* 计算当前各轴加速度 */ vx = 2*(q1*q3 - q0*q2); vy = 2*(q0*q1 + q2*q3); vz = q0*q0 - q1*q1 - q2*q2 + q3*q3; /* 计算加速度正交 */ ex = (ay*vz - az*vy) ; ey = (az*vx - ax*vz) ; ez = (ax*vy - ay*vx) ; /* 融合 */ ix += ex; iy += ey; iz += ez; gx = gx + kp*ex + ki*ix; gy = gy + kp*ey + ki*iy; gz = gz + kp*ez + ki*iz; } q0temp=q0; q1temp=q1; q2temp=q2; q3temp=q3; q0 = q0temp + (-q1temp*gx - q2temp*gy - q3temp*gz)*halfT; q1 = q1temp + ( q0temp*gx + q2temp*gz - q3temp*gy)*halfT; q2 = q2temp + ( q0temp*gy - q1temp*gz + q3temp*gx)*halfT; q3 = q3temp + ( q0temp*gz + q1temp*gy - q2temp*gx)*halfT; norm = inVSqrt(q0*q0 + q1*q1 + q2*q2 + q3*q3); q0 = q0 * norm; q1 = q1 * norm; q2 = q2 * norm; q3 = q3 * norm; *roll = atan2(2 * (q2 * q3 + q0 * q1), q0*q0 - q1*q1 - q2*q2 + q3*q3)* 57.295773f; *pitch = -asin(2 * (q1 * q3 - q0 * q2))*57.295773f; *yaw = atan2(2 * (q1 * q2 - q0 * q3), q0*q0 + q1*q1 - q2*q2 - q3*q3)*57.295773f; }
这段代码实现了一个基于加速度计和陀螺仪的姿态解算算法,主要涉及到四元数的运算和姿态融合。具体来说,这个算法的输入包括:
- 三轴角速度 `gx, gy, gz`,单位为 rad/s;
- 三轴加速度 `ax, ay, az`,单位为 m/s^2;
- 更新周期的一半 `halfT`,单位为 s。
算法的输出是当前的欧拉角 `pitch, roll, yaw`,单位为度。
在算法实现中,首先对加速度进行归一化,并计算当前各轴加速度。然后计算加速度正交误差,并通过融合算法将加速度正交误差和角速度融合起来,得到修正后的角速度。最后,使用四元数来进行姿态解算,并将四元数转化为欧拉角输出。
需要注意的是,这段代码可能存在一些细节问题,比如归一化的方式、角速度的单位等。在实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。
dvy/dt = (-mg-k*vy*abs(vy))/m
这是一个一阶常微分方程,可以使用MATLAB的ode45函数求解。具体步骤如下:
1. 将微分方程转化为标准形式。根据题目,可以将微分方程改写为:
```
dvy/dt = (-mg-k*vy*abs(vy))/m
```
2. 定义一个匿名函数来表示微分方程。例如,可以定义如下的匿名函数:
```
g = 9.8; % 重力加速度
m = 70; % 物体质量
k = 0.1; % 空气阻力系数
f = @(t,y) (-m*g-k*y*abs(y))/m;
```
其中,t表示时间,y表示速度vy。
3. 定义初值条件。例如,可以将初始速度设为10m/s,初始时间为0:
```
v0 = 10; % 初始速度
tspan = [0 10]; % 时间区间
y0 = v0; % 初始条件
```
4. 调用ode45函数求解微分方程。例如,可以使用如下代码:
```
[t,y] = ode45(f, tspan, y0);
```
其中,tspan表示求解的时间区间,y0表示初值条件。求解结果存储在t和y两个数组中,可以使用plot函数绘制出y关于t的图像:
```
plot(t,y)
xlabel('Time')
ylabel('Velocity')
```
这样就可以使用MATLAB求解这个微分方程了。需要注意的是,如果vy=0时,abs(vy)会变成0,这样微分方程就变成了一个奇点,需要特殊处理。可以将微分方程改写为dvy/dt = (-mg-k*vy^2)/m,然后在程序中对vy=0的情况单独处理。