假设某一航摄像片相对于所取像空间辅助坐标系的外方位角元素值φ=2°,ω=1°,κ=0°,试用代码计算两坐标系间旋转矩阵中的九个元素。
时间: 2024-10-23 11:10:08 浏览: 38
在摄影测量中,外方位角(Heading, Pitch, Roll,即 φ、ω、κ)是用来描述相机相对于参考坐标系的旋转。要从这些角计算旋转矩阵,我们可以使用罗德里格斯公式(Rodrigues' rotation formula),它将三个旋转向量(对应于绕X、Y、Z轴的旋转)组合成旋转矩阵。这里我们将每个角转换为对应的旋转向量,然后计算旋转矩阵。
首先,我们需要了解旋转顺序:先绕Z轴(κ),接着绕Y轴(φ),最后绕X轴(ω)。对于MATLAB,代码如下:
```matlab
% 给定的外方位角元素
phi = 2; % 偏航角(roll)
omega = 1; % 滚动角(heading)
kappa = 0; % 偏航角(pitch)
% 将角度转换为弧度
phi_rad = phi * pi / 180;
omega_rad = omega * pi / 180;
kappa_rad = kappa * pi / 180;
% 计算旋转向量
v_phi = [sin(phi_rad), 0, cos(phi_rad)];
v_omega = [cos(omega_rad)*cos(kappa_rad), sin(omega_rad), -sin(omega_rad)*cos(kappa_rad)];
v_kappa = [-sin(omega_rad)*sin(kappa_rad), cos(omega_rad), cos(omega_rad)*sin(kappa_rad)];
% 使用罗德里格斯公式计算旋转矩阵
R = v_phi + v_omega + v_kappa * (1 - norm([v_phi; v_omega])^2);
% 把旋转矩阵转换为列优先(MATLAB的标准格式)
R = reshape(R, 3, 3)';
```
上述代码将计算出一个3×3的旋转矩阵,代表了坐标系间的旋转。注意,`reshape` 函数用于将3维数组转置为列优先格式,因为MATLAB默认是行优先的。
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