欧拉角ZYX旋转矩阵
时间: 2024-09-26 22:00:38 浏览: 30
欧拉角ZYX是一种三维空间中的旋转顺序,其中Z轴代表绕地球自转轴的旋转(通常称为俯仰),Y轴代表绕地垂线的旋转(即翻滚),最后X轴代表绕当前Y-Z平面的旋转(偏航)。在数学上,这对应于三组连续的旋转变换:
1. 第一次旋转通过一个角度θz关于Z轴(俯仰)。
2. 然后围绕新的Y轴(由前一次旋转确定的新方向)旋转角度φy(翻滚)。
3. 最后沿新的X轴(由前两次旋转确定的新方向)旋转角度ψx(偏航)。
欧拉角ZYX旋转矩阵可以表示为:
| cos(ψ) * cos(θ) - sin(ψ) * sin(θ) * cos(φ), -cos(ψ) * sin(θ) + sin(ψ) * cos(θ) * cos(φ), sin(ψ) * sin(φ); |
| sin(ψ) * cos(θ) + cos(ψ) * sin(θ) * cos(φ), sin(ψ) * sin(θ) - cos(ψ) * cos(θ) * cos(φ), -cos(ψ) * sin(φ); |
| -sin(θ) * sin(φ), cos(θ) * sin(φ), cos(θ) * cos(φ); |
这里,cos和sin分别代表余弦和正弦函数。需要注意的是,由于顺时针和逆时针旋转之间的差异以及旋转累积可能导致的问题,比如 gimbal lock(当两个或更多轴的角度接近特定值时,旋转会失去某些自由度),处理欧拉角需要谨慎。
阅读全文