三维旋转、欧拉角、四元数

三维旋转、欧拉角、四元数

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内容提要

本文介绍了三维旋转、欧拉角和四元数的概念和应用,欧拉角通过绕三个轴的旋转来描述三维空间中的旋转,旋转顺序和角度会影响结果,还讨论了万向锁问题和欧拉角描述旋转的不唯一性问题。

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关键要点

  • 本文介绍了三维旋转、欧拉角和四元数的概念和应用。
  • 欧拉角通过绕三个轴的旋转来描述三维空间中的旋转。
  • 旋转顺序和角度会影响最终结果。
  • 欧拉角描述旋转存在不唯一性问题。
  • 内旋和外旋的定义及其对旋转结果的影响。
  • Proper Euler angles和Tait–Bryan angles的区别及应用。
  • 旋转矩阵的表示及其计算方法。
  • 万向锁问题是欧拉角表示旋转过程中的一种状态,影响连续运动。
  • 万向锁发生在内旋过程中,外旋过程不会发生万向锁。
  • 陀螺仪的例子说明了万向锁现象的复杂性。
  • 四元数可以解决欧拉角描述旋转的不唯一性问题。
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