根据旋转前后的向量求旋转矩阵
时间: 2024-12-21 10:27:53 浏览: 15
求解旋转矩阵,通常涉及到三维空间中的旋转,有多种情况需要考虑,比如围绕某个特定轴旋转或者用一组欧拉角来表示复合旋转。这里简单介绍两种常见的情况:
### 绕单轴旋转
若想得到绕着直角坐标系的一个固定轴(比如 x、y 或 z 轴)的旋转矩阵 R,可以通过以下公式计算:
- **绕 X 轴旋转 θ (绕 y-z 平面)**:
```
R_x(θ) = [
[1, 0, 0],
[0, cos(θ), -sin(θ)],
[0, sin(θ), cos(θ)]
]
```
- **绕 Y 轴旋转 θ (绕 x-z 平面)**:
```
R_y(θ) = [
[cos(θ), 0, sin(θ)],
[0, 1, 0],
[-sin(θ), 0, cos(θ)]
]
```
- **绕 Z 轴旋转 θ (绕 x-y 平面)**:
```
R_z(θ) = [
[cos(θ), -sin(θ), 0],
[sin(θ), cos(θ), 0],
[0, 0, 1]
]
```
### 复合旋转
如果需要计算经过一系列旋转的总旋转矩阵,可以先计算每个旋转的矩阵,然后按照旋转顺序相乘。例如,如果你先绕 Y 轴旋转 θ1,再绕 Z 轴旋转 θ2,最后绕 X 轴旋转 θ3,则总的旋转矩阵 R 可以这样计算:
```
R = R_x(θ3) * R_y(θ2) * R_z(θ1)
```
注意,这个顺序对于欧拉角的类型很重要,因为不同的欧拉角顺序代表了不同的旋转路径。
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