對四元數解算姿態的理解

2021-08-04 21:39:52 字數 612 閱讀 4118

問題:為什麼不用尤拉角來表示旋轉而要引入四元數呢?

前面介紹了什麼是尤拉角,而且尤拉角微分方程解算姿態關係簡單明瞭,

概念直觀容易理解,那麼我們為什麼不用尤拉角來表示旋轉而要引入四元數呢?

一方面是因為尤拉角微分方程中包含了大量的三角運算,這給實時解算帶

來了一定的困難。而且當俯仰角為90度時方程式會出現神奇的「gimballock」。

所以尤拉角方法只適用於水平姿態變化不大的情況,而不適用於全姿態飛行器的姿態確定。

四元數法只求解四個未知量的線性微分方程組,計算量小,易於操作,是比較實用的工程方法。

四元數是一種超複數。如把四元數的集合考慮成多維實數空間的話,四元數就代表

k i j 著乙個四維空間,相對於複數為二維空間。

簡而言之,四元數包含了剛體旋轉的所有資訊,而在四旋翼飛行器的姿態解算中,

往往使用的是四元數微分方程對四元數進行更新

//四元數更新姿態:

... .html

//四元數:四元數可以理解為乙個實數和乙個向量的組合,也可以理解為四維的向量。

void ano_imu::quaternion_cf(vector3f gyro,vector3f acc, float deltat)

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