大话多旋翼飞行器—欧拉角与四元数
如图所示,假设坐标系从 OXY 绕 Z 轴负方向逆时针旋转 θ 角,变为坐标系 OX’Y’。向量 OA
在 OXY 坐标系下的坐标为(x,y),在 OX’Y’坐标系下的坐标为(x’,y’)。下面计算(x,y)与(x’,y’)
的关系。
''
''
cos sin
sin cos
xx y
yx y
或
'
'
cos sin
sin cos
x
y
,令
cos sin
sin cos
A
'
'
cos sin
sin cos
xx y
yx y
或
'
'
cos sin
sin cos
x
y
,令
cos sin
sin cos
B
可以看出 A=B’,互为转置矩阵
推广到 3 维的情况,有
'
'
'
cos sin 0
sin cos 0
001
xx
z
和
'
'
'
cos sin 0
sin cos 0
001
xx
z
由于是绕
Z
轴旋转,我们给转角加一个下标,表示绕
Z
轴的旋转,即
'
'
'
cos sin 0
sin cos 0
001
zz
zz
xx
z
和
'
'
'
cos sin 0
sin cos 0
001
zz
zz
xx
z
同理,我们可以得到绕
Y
轴旋转
后,两个坐标系下同一个向量的坐标关系
'
'
'
cos 0 sin
010
sin 0 cos
yy
yy
xx
z
和
'
'
'
cos 0 sin
01 0
sin 0 cos
yy
yy
xx
z
X
Y
X’
Y’
O
A
B
C
B’
C’
r
x
X’
y
y’