请用c++将四元数转化为旋转矩阵,输出为std::array<double,9> 类型

博客介绍了一个用C++编写的将四元数转化为旋转矩阵的函数。该函数输入为四元数,输出是包含旋转矩阵元素的std::array<double,9>数组,按列优先排列。使用时传入四元数的四个组成部分,函数会返回对应旋转矩阵元素数组。

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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。

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