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旋转矩阵与欧拉角的相互转换

欧拉角转旋转矩阵 2.3. 旋转矩阵转欧拉角 1. 概述 欧拉角与旋转矩阵的相互转换,是图形计算中的常见问题。 2. 详论 2.1....而欧拉角同样也有三种:航向角heading,俯仰角pitch和滚转角roll;其中,航向角heading有时也被称为偏航角yaw。...欧拉角转旋转矩阵 如上节所述,确定欧拉角到底是绕哪一个轴旋转的关键是确定默认的视图方向。另一个需要确定的因素就是旋转的顺序。由于矩阵的乘法不满足交换律,那么矩阵级联的顺序不同,得到的旋转矩阵也不同。...说明在GLM中欧拉角的定义以及旋转顺序,与本文论述的一致。 2.3. 旋转矩阵转欧拉角 已知绕X轴、Y轴以及Z轴旋转矩阵的公式以及它们的旋转顺序,可以很容易倒推旋转矩阵表达的欧拉角。...当然也没有那么容易,因为有一些特殊情况必须处理。

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    有时为了得到{A}相对于{B}的描述,即 ,需要求该矩阵的逆。一个直接求逆的方式是将4×4齐次变换求逆。但是,这样做就不能充分利用变换的性质。容易看出比较简单的方法是利用变换的性质求逆。...为了求 ,必须由 和 求出 和 。...首先,回顾一下关于旋转矩阵的结论: 之后利用2-13将 转变成在{B}中的描述: 式2-43的左边应为0,由此可得: 由2-42和2-44可写出: 注意,使用符号: 式2-45是求齐次逆变换一般且非常有用的方法...3、eigen库求位姿的逆 直接代码: Eigen::Vector3d euler_angle(2.288083, 0.035207, 1.550335); // 使用Eigen库将欧拉角转换为旋转矩阵...double, 3, 1> m3x1; m3x1 = -R*current_pos; cout << "m3x1 is :\n" << m3x1 << std::endl; 旋转的逆是其转置矩阵

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    Unity基础(17)-四元数与欧拉角与矩阵

    (0,0,45); Quaternion rot=rot2*rot1; 意思是先绕y旋转30度再绕z旋转45度,所以,你要先绕哪个四元素先旋转就放最右边 4.四元素与向量相乘,得到的是将原向量旋转后的新向量...Roll 滚动角 Z轴不动 Pitch 俯仰角 X轴不动 Heading(Yaw) 偏航角 : 就是Y轴不动 ? Paste_Image.png 那么使用欧拉角表示旋转矩阵 绕Z轴旋转 ?...这里的角度是偏航角 绕Y轴旋转 ? 这里的角度是俯仰角 绕X轴旋转 ? 这里的角度是翻滚角 ? Paste_Image.png ? 最后乘出来 所以说: ?...3、局限性 欧拉角会产生万向锁bug 一旦选择pitch角为±90°,就被限制在只能绕垂直轴旋转 三、矩阵 1、概念 矩阵通常用在一些特殊的地方,例如摄像机的非标准投影。...unity中仅仅提供了一个4×4的矩阵类Matrix4x4,它可以包含位移T、旋转R和伸缩信息。矩阵中的元素都对应一个mxy的公有成员变量,因而要访问单个元素的话可以直接访问其成员。

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    第4章-变换-4.2-特殊矩阵变换和运算

    由于 是旋转矩阵的级联,因此它显然也是正交的。因此,它的逆可以表示为 ,当然,尽管直接使用 的转置更容易。 图4.7. 欧拉变换,以及它如何与你改变航向、俯仰和滚动角度的方式相关联。...例如,改变航向角使观看者摇头“不”,改变俯仰角使他们点头,而改变滚动角度使他们将头侧向倾斜。我们不讨论围绕x轴、y轴和z轴的旋转,而是讨论改变航向、俯仰和滚动。...此外,将 除以 ,类似地将 除以 ,得到以下航向角和翻滚角参数的提取方程: image.png 因此,使用函数 (参见第1章的第8页)从矩阵 中提取欧拉参数 (航向)、...(俯仰)和 (滚动),如公式4.25所示: image.png 但是,我们需要处理一个特殊情况。...无论采用哪种技术,这三个向量都用于创建旋转矩阵: image.png 该矩阵将向量 转换为x 轴,将 转换为y轴,将 转换为z轴。

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    车辆的姿态角 2.1 欧拉角 在右手笛卡尔坐标系中沿X轴、Y轴和Z轴的旋转角分别叫Roll,Pitch和Yaw。...旋转矩阵如下: image.png 在机器人行业中我们常说的roll、yaw、pitch是什么 Yaw是围绕Y轴旋转的角度,也叫偏航角。即机头右偏航为正,反之为负。...旋转矩阵如下: image.png 在机器人行业中我们常说的roll、yaw、pitch是什么 Roll是围绕Z轴旋转,也叫翻滚角。机体向右滚为正,反之为负。...首先是旋转顺序,旋转顺序分为两类:Proper Euler angles:旋转顺序为z-x-z, x-y-x, y-z-y, z-y-z, x-z-x, y-x-y,第一个旋转轴和最后一个旋转轴想同。...相对于旋转矩阵和欧拉角,四元数的优势如下: 1、四元数避免了欧拉角表示法中的万向锁问题; 2、相对于三维旋转矩阵的9个分量,四元数更紧凑,用4个分量就可以表达所有姿态。

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    实际上的裸眼 3d 效果应该是下面这种: “盒子”的四个角始终“粘”在画面的四个角上。 为什么会有这种区别? 首先,我们要了解 3d 相机的工作机制。...投影矩阵可以渲染出红色方块的纵深,但是当相机旋转后将会出现方块的边“溢出”屏幕的情况: 而正常情况下,我们看一个现实中的 3d 盒子是这样的视角: 这时候的投影是一个不规则的四边形,直接计算这个四边形的范围是很困难的...也就是说,alpha 图也可以画成这样: 这几张手机转动的都是 alpha 角,而不是只有当手机绕着垂直于屏幕的 z 轴旋转才触发 alpha 角。...上面的值表示,(比如按 yxz 方向)beta 转过 90 度,此时手机竖屏直立,然后 alpha 角不动,接着 gamma 转-90 度,手机从竖屏直立横躺下,到达了现在这种状态。...= new THREE.Euler(); euler.set( beta, alpha, - gamma, 'YXZ' ); quaternion.setFromEuler( euler ); 四元数可以通过四维投影到三维空间的球体来理解

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    3D变换矩阵:平移、缩放、旋转 3D变换矩阵是一个4x4的矩阵,即由16个实数组成的二维数组,在三维空间中,任何的线性变换都可以用一个变换矩阵来表示。...本文介绍从变换矩阵中提取出平移、缩放、旋转向量的方法,提取公式的复杂程度为“平移 旋转”,文章同时给出数学公式和JavaScript代码(使用了浏览器的数学库),首先给定一个行主序的4x4...的变换矩阵: // 变换矩阵(a~l为任意实数) const transform = [ [a, b, c, d], [e, f, g, h], [i, j, k, l], [0, 0, 0,...,包括Euler角、四元数、轴-角,但旋转矩阵是统一的,将前三列分别除以缩放向量,就得到3x3的旋转矩阵: // 旋转矩阵 const scale = [ [ transform[0][0] /...2][0] / scale[0], transform[2][1] / scale[1], transform[2][2] / scale[2] ], ] 下面这张图可以直观地看到,平移、缩放、旋转在变换矩阵中的位置关系

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    m行和m列的矩阵A组成的大矩阵B Y=blkdig(A,B):该函数将矩阵A和B作为对角块,产生新的矩阵Y 3....转置 ‘:如果是复数,则转换为共轭复数 矩阵真正的转置是A.’或者可以采用函数transpose(A) ? 4. 旋转和翻转 矩阵的旋转可以采用转置的方法,也可以采用函数rot90()。...rot90(A):将函数矩阵逆时针旋转90° rot90(A,k):将函数矩阵逆时针旋转90°的k倍,默认值为1 对矩阵进行左右翻转fliplr(A) 对矩阵进行上下翻转flipud(A) 5....矩阵的分解 cholesky分解:对于正定矩阵,可以分解为上三角矩阵和下三角矩阵的乘积,使用chol()函数进行分解时,最好先通过函数eig()得到矩阵的所有特征值,检查特征值是否为正。 ?...LU分解:也称为高斯消去法,将仿真分解为下三角矩阵的置换矩阵L和上三角矩阵U的乘积 QR分解:也就是正交分解

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    备战第十六届蓝桥杯——函数——实践练习答案

    1、使用java编写一个函数,接受一个字符串参数,将字符串中的所有小写字母转换为大写字母并返回。...原始矩阵的行变成了转置矩阵的列,原始矩阵的列变成了转置矩阵的行。这种转换提供了一种从不同维度观察数据的方式,有助于发现数据在不同方向上的规律和关系。...例如,在矩阵乘法中,当计算两个矩阵 和 的乘积 较为复杂时,转置其中一个矩阵(如计算 或 )可能会使计算更容易理解和处理,因为矩阵乘法的规则与行列的排列密切相关。...转置操作还在求解线性方程组、计算矩阵的特征值和特征向量等方面发挥重要作用。 数据存储和访问优化:在计算机存储和处理矩阵数据时,转置可以优化数据的访问模式。...当需要对图像进行旋转操作时(例如,将一幅图像顺时针旋转 90 度),可以通过矩阵转置来实现部分操作。

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    实际上这个点的旋转变换Γ 就是前面我们介绍的旋转矩阵 ,即点(或向量)的旋转变换为 = 2平面上坐标的旋转变换 如果将坐标系{xoy}也以逆时针方向绕原点旋转θ角,会得到新的坐标系{x'oy'},如图所示...旧坐标轴上的基本单位向量i和j变为新坐标轴上的基本单位向量i'和j', i' = Γ i , j' = Γ j。实际上,此时的旋转效果是最终对坐标系{xoy}和向量 oP一起做了旋转θ角的操作....我们看到点的旋转矩阵和坐标系的同样旋转的旋转矩阵T不同,容易验证,它们互为转置矩阵.另外,也可以验证它们互为逆矩阵. 1.4.2 空间的旋转变换 1 方向余弦矩阵(Direction Cosine...2 三维空间旋转变换 三维空间的情况完全类似,如图所示,将空间中任意一点P(x,y,z)对应的向量oP(与原点o相连接得到)以逆时针方向绕某一个直线L(过原点)旋转θ角,得到向量oP’,即点P(x,y,...在开始的时候,如果将整个空间作为一个刚体绕直线ℓ旋转θ角,那么点P(x,y,z)当然变化到点P’(x’,y’,z’).而旧坐标系{oxyz}变换到新的坐标系{x’,y’,z’},旧坐标轴上的基本单位向量

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