以下是一个将四元数转化为旋转矩阵并返回 std::array<double,9> 类型的函数:
#include <array>
#include <cmath>
std::array<double, 9> quaternionToRotationMatrix(double w, double x, double y, double z) {
std::array<double, 9> rotationMatrix;
double sqw = w * w;
double sqx = x * x;
double sqy = y * y;
double sqz = z * z;
// 旋转矩阵的第一列
rotationMatrix[0] = sqx - sqy - sqz + sqw; //1st element of 1st column
rotationMatrix[3] = 2.0 * (x * y + z * w); //2nd element of 1st column
rotationMatrix[6] = 2.0 * (x * z - y * w); //3rd element of 1st column
// 旋转矩阵的第二列
rotationMatrix[1] = 2.0 * (x * y - z * w); //1st element of 2nd column
rotationMatrix[4] = -sqx + sqy - sqz + sqw; //2nd element of 2nd column
rotationMatrix[7] = 2.0 * (y * z + x * w); //3rd element of 2nd column
// 旋转矩阵的第三列
rotationMatrix[2] = 2.0 * (x * z + y * w); //1st element of 3rd column
rotationMatrix[5] = 2.0 * (y * z - x * w); //2nd element of 3rd column
rotationMatrix[8] = -sqx - sqy + sqz + sqw; //3rd element of 3rd column
return rotationMatrix;
}
这个函数的输入是一个四元数,输出是一个 std::array<double,9>,这个数组包含了旋转矩阵的所有元素,按照列优先的方式排列。也就是说,数组的前三个元素是旋转矩阵的第一列,接下来三个元素是第二列,最后三个元素是第三列。
如在你的代码中使用这个函数,你只需传入四元数的四个组成部分(w、x、y和z)作为参数,函数就会返回一个包含9个元素的 std::array<double,9>,这个数组包含了对应的旋转矩阵的所有元素。