从旋转矩阵中提取欧拉角或轴角表示物体的姿态信息。
时间: 2024-03-10 11:51:19 浏览: 65
从旋转矩阵中提取欧拉角或轴角是一种常见的方法,用于表示物体的姿态信息。以下是两种常见的方法:
1. 从旋转矩阵中提取欧拉角。
欧拉角是一种常用的姿态表示方法,可以通过旋转矩阵计算得到。通常采用的欧拉角顺序是“roll-pitch-yaw”,即先绕X轴旋转roll角,再绕Y轴旋转pitch角,最后绕Z轴旋转yaw角。以下是一个简单的Python代码示例:
```python
import numpy as np
# 假设旋转矩阵为R
R = np.array([[0.707, -0.707, 0], [0.707, 0.707, 0], [0, 0, 1]])
# 计算欧拉角
yaw = np.arctan2(R[1, 0], R[0, 0])
pitch = np.arctan2(-R[2, 0], np.sqrt(R[2, 1]**2 + R[2, 2]**2))
roll = np.arctan2(R[2, 1], R[2, 2])
# 打印欧拉角
print("Yaw: ", yaw)
print("Pitch: ", pitch)
print("Roll: ", roll)
```
这个代码片段通过旋转矩阵计算了物体的欧拉角,假设旋转矩阵为[[0.707, -0.707, 0], [0.707, 0.707, 0], [0, 0, 1]]。计算欧拉角的过程中,需要使用arctan2函数,以避免由于分母为零而导致的错误。
2. 从旋转矩阵中提取轴角。
轴角是一种简单的姿态表示方法,它由一个旋转轴和旋转角度组成。可以通过旋转矩阵计算得到。以下是一个简单的Python代码示例:
```python
import numpy as np
# 假设旋转矩阵为R
R = np.array([[0.707, -0.707, 0], [0.707, 0.707, 0], [0, 0, 1]])
# 计算轴角
u, s, vh = np.linalg.svd(R - np.eye(3))
axis = u[:, 2]
angle = np.arccos((np.trace(R) - 1) / 2)
# 打印轴角
print("Axis: ", axis)
print("Angle: ", angle)
```
这个代码片段通过旋转矩阵计算了物体的轴角,假设旋转矩阵为[[0.707, -0.707, 0], [0.707, 0.707, 0], [0, 0, 1]]。其中,使用了SVD分解来计算旋转轴,然后计算旋转角度。需要注意的是,这种方法可能会存在一些数值问题,需要进行一些额外的处理,以确保得到正确的轴角。
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