001關於旋轉矩陣的備忘

2021-08-24 17:33:48 字數 1460 閱讀 7676

關於旋轉矩陣的問題,旋轉矩陣推導(wodownload2)裡面已經寫的很明白。我認為這是寫的很好很詳細的推導過程,因為在很多的博文裡,沒有提到左手還是右手系,也沒有繞座標軸順時針和逆時針旋轉的問題。在此基礎上,增加一點自己之前迷茫的東西,做乙個備忘。

上面提到的博文中,「2.2 三維向量的旋轉」是在左手系繞z軸順時針旋轉的得到的旋轉矩陣。注意,此處說的順時針是指從xoy平面沿著z軸順時針方向看去,並且上述三維座標系是左手系。

此處補充一下右手系。

如圖所示,右手座標系,從p點轉至p』點(注意旋轉方向),則有: x′

=op′

cos(

α+θ)

=op′

cosα

cosθ

−op′

sinα

sinθ

=opc

osαc

osθ−

opsi

nαsi

nθ=x

cosθ

−ysi

nθy′

=op′

sin(

α+θ)

=op′

sinα

cosθ

+op′

cosα

sinθ

=ops

inαc

osθ+

opco

sαsi

nθ=y

cosθ

+xsi

nθx ′=

op′c

os(α

+θ)=

op′c

osαc

osθ−

op′s

inαs

inθ=

opco

sαco

sθ−o

psin

αsin

θ=xc

osθ−

ysin

θy′=

op′s

in(α

+θ)=

op′s

inαc

osθ+

op′c

osαs

inθ=

opsi

nαco

sθ+o

pcos

αsin

θ=yc

osθ+

xsin

θ繞z軸旋轉的情況就是這樣,其他兩種情況的說明在此不再贅述。

以上是向量在座標系中旋轉的問題求得的旋轉矩陣,另外還有向量不變座標系旋轉的情況。

座標系旋轉的通俗表述:某點p,在座標系1下的座標,而後座標系1經過旋轉得到座標系2,要求此時p點在座標系2中的座標。此時又會求得乙個旋轉矩陣。以上兩種情況的旋轉矩陣互為逆陣,其實也很好理解,動手算一下就會很透徹的理解。

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