欧拉角

欧拉角

欧拉角来描述刚体在三维欧几里德空间的姿态。对于任何参考系,一个刚体的姿态,在使用欧拉角的描述下可用三个基本旋转矩阵来决定。可用两个坐标系来解释,其中不动的坐标系作为参考,另外一个坐标系固定于刚体,随着刚体的旋转而旋转,就像下面所展示的那样

参考下图,设定xyz-轴为参考系的参考轴。称xy-平面与XY-平面的相交为交点线,用英文字母(N)代表。

zxz顺规的欧拉角可以静态地这样定义: α\alpha 是x-轴与交点线的夹角, β\beta 是z-轴与Z-轴的夹角, γ\gamma 是交点线与X-轴的夹角。

很可惜地,对于夹角的顺序和标记,夹角的两个轴的指定,并没有任何常规。科学家对此从未达成共识。每当用到欧拉角时,我们必须明确的表示出夹角的顺序,指定其参考轴。 实际上,有许多方法可以设定两个坐标系的相对取向。欧拉角(共有12组组合)方法只是其中的一种。此外,不同的作者会用不同组合的欧拉角来描述,或用不同的名字表示同样的欧拉角。因此,使用欧拉角前,必须先做好明确的定义。

在 RTB 上默认采用的是横滚-俯仰-偏航角这种情况。需要注意的是,RPY / Euler 的定义有多种,比如 ZYX、XYZ 等;常用的一种为 ZYX 欧拉角,其旋转矩阵可写为:

R=Rz(α)Ry(β)Rx(γ)R = R_z(\alpha)R_y(\beta)R_x(\gamma)

R=[cosαcosβcosαsinβsinγsinαcosγcosαsinβcosγ+sinαsinγsinαcosβsinαsinβsinγ+cosαcosγsinαsinβcosγcosαsinγsinβcosβsinγcosβcosγ]R= \begin{bmatrix} \cos\alpha\cos\beta & \cos\alpha\sin\beta\sin\gamma-\sin\alpha\cos\gamma & \cos\alpha\sin\beta\cos\gamma+\sin\alpha\sin\gamma\\ \sin\alpha\cos\beta & \sin\alpha\sin\beta\sin\gamma+\cos\alpha\cos\gamma & \sin\alpha\sin\beta\cos\gamma-\cos\alpha\sin\gamma\\ -\sin\beta & \cos\beta\sin\gamma & \cos\beta\cos\gamma \end{bmatrix}

3d打印 ai辅助设计 algorithms apriltag axis-angle bang-bang blender bode cadquery calibration camera calibration chrome cmake cmakelists cnn colcon conan control cpp cpu d435i data_struct db design-pattern dots economics eigen factory-pattern fcpx fiducial marker figure finance forge fov freecad gazebo gdb git gnu ibus interest isaac gym isaac lab isaaclab kdl latent variable latex launch learning-notes legged locomotion legged robotics legged-robot life linux linux-kernel mac math matlab matrix memory mlp money motion-control motor moveit mpc mujoco network ocs2 ode openscad operator optimal algorithm optimal-control perf performance personal-finance ppo privileged learning profiling python qos quadrotor realsense reinforcement learning representation learning reward tuning rnn robot robotics ros ros2 rtb security shell sim-to-real simulation socket stairs stl tcp-ip teacher policy thread tools twist ubuntu uml unitree urdf vae valgrind vcxsrv velocity vim web wifi work wsl 中文输入 交叉编译 依赖管理 分支管理 四足机器人 实验诊断 强化学习 机器人 机器人控制 机器人视觉 构建系统 深度学习 深度相机 点云 版本控制 神经网络 自主回充 视觉定位 训练曲线 输入法 配置类 飞控
知识共享许可协议