ROS中为什么用四元数描述运动控制

最新推荐文章于 2024-07-28 09:07:03 发布
最新推荐文章于 2024-07-28 09:07:03 发布
阅读量2.2k 收藏 12
点赞数 3
分类专栏： ROS C/C++
本文探讨了描述三维旋转的多种方式，包括旋转矩阵、欧拉角和四元数。旋转矩阵虽直观但存在冗余，欧拉角简单但有万向锁问题。相比之下，四元数不仅避免了这些问题，还简化了旋转运算。文章详细解释了四元数的组成及其在ROS中的应用。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

旋转矩阵用9个量来描述3自由度的旋转，具有冗余性；

欧拉角虽然用3个量来描述3自由度的旋转，但是具有万向锁的问题，

因此我们选择用四元数，（ROS当中描述转向的都是采用的四元数）。一个四元数拥有一个实部和三个虚部组成。

                              q=w+xi=yj+zk

ros中的电机速度控制_4 ros小车与stm32通信：电机驱动调试平台pid调试开发ros底盘里程计...
weixin_30750349的博客
02-04 2642
前言目录1 最快搭建搭建Ubuntu16_04系统安装ros Kinect2 最快搭建树莓派开发系统MPRO 用于调试ros小车底盘，pid开发学学，电机驱动板反馈脉冲等数据的上位机工具。欢迎下载试用。MPRO搭载stm32单片机驱动GA370编码电机，实现PID速度调节，转向控制。实体图如下，采用杜邦线加模块设计。简单易用，可实现插拔，随意插拔适配。公开线路连接图，设计思路有的朋友使用全向移动底...
ros中四元数与欧拉角学习笔记
MakeYouClimax的博客
03-08 709
看了很多关于四元数的理论，但都没有一个人讲到了为什么在ros中引入四元数的概念，后面结合ros wiki上相关资料，有了以下理解。 1 物体自身绕着XYZ三轴转动，有时在外部轴看来只是引入了两个转动轴，存在万向锁现象，所以引入四元数。 2 四元数形式 q= a+bi+cj+dk 3 ROS uses quaternions to track and apply rotations。 四元数有4个分量（x、y、z、w）。没错，“w”是最后一个数字（但要注意：一些像Eigen这样的库把w作为第一个数字！）。 不
如何理解ROS中欧拉角和四元数
qq_37082966的博客
07-10 1067
在ROS想必不少人碰到过欧拉角和四元数，它俩为什么会经常出现在一起呢？ 在以后开发机器人的定位模块时了解这些参数是很有必要的， 下面给出一位大神的关于欧拉角的介绍，很容易明白，也指出为什么会用到四元数的问题哦。 给上链接：如何理解欧拉角 ...
《ROS中级课程》第19课 tf2之四元数基础
llb_1203的博客
08-23 761
本节课学习了四元数的基本概念以及相关的数学操作，如逆矩阵和旋转矩阵。还学习了两种不同类型间的四元数类型的转换。
ROS四元数、欧拉角互转
da_ge_chen的博客
09-29 2393
#include<ros/ros.h> #include<geometry_msgs/PoseWithCovarianceStamped.h> //amcl_pose #include<tf/transform_datatypes.h> //转换函数头文件 #include <tf/tf.h> class RobotMove { public: ...
ROS TF2 中的 四元数 基础部分
月照银海似蛟龙的博客
10-16 8103
ROS TF2 中的 四元数 基础部分1、四元数的组成2、将 RPY坐标系 下的 角度 转换为 四元数3、如何通过四元数 做 旋转4、四元数转置5、求两个姿态（四元数）的旋转5、 完毕 这篇博客主要讲解 ROS中四元数用法的基础知识。 1、四元数的组成 ROS使用四元数来跟踪和应用旋转。 一个四元素有4个成员（x,y,z,w）。 注意： w 是最后一个，但是一些库像 Eigen 把 w 放在第一的位置。 不绕x / y / z轴旋转的 常用单位 四元数为（0,0,0,1）： 在一个节点 加入下面 代码
欧拉角/四元数转化为机器手坐标系描述矩阵
04-13
在机器人学和三维空间表示中，欧拉角和四元数是两种常用的方式来描述物体的旋转状态。它们各自有其特点和应用场景，但在特定的情况下，可能需要将它们转换成机器手坐标系的描述矩阵，以便更好地进行运动规划和控制。...
ros四元数
最新发布
03-23
好的，用户想了解ROS中四元数的使用方法、示例或教程。首先，我需要回顾一下... - `ros2_control_demo`：包含IMU和运动控制中的四元数应用[^2]。 - `moveit2_tutorials`：展示MoveIt中姿态规划的完整流程[^3]。 ---
ROS 四元数
03-20
嗯，用户想了解ROS中的四元数。首先，我需要回忆一下ROS中四元数的相关知识。四元数在机器人学里用于表示旋转，相比欧拉角...通过理解ROS四元数的实现机制，开发者能更高效地处理机器人姿态估计、运动控制等核心问题。
ROS中旋转矩阵到欧拉角转换实战及欧拉角四元数互换
欧拉角是一种常用于描述三维空间中刚体旋转的参数，通常用三个旋转角度（如yaw、pitch和roll）来表示。在这个例子中，我们看到了如何使用`tf`库来处理这些转换。 首先，我们看到代码创建了一个单位四元数`q2`(1,0,0...
【ROS2】中级:tf2-四元数基础知识
cxyhjl的博客
07-13 1158
目标：学习 ROS 2 中四元数使用的基础知识。教程级别：中级时间：10 分钟目录背景先决条件四元数的组成部分ROS 2 中的四元数类型四元数运算1. 首先在 RPY 中思考，然后转换为四元数2 应用四元数旋转3 反转四元数4 相对旋转摘要背景四元数是一种表示方向的四元组，比旋转矩阵更简洁。四元数在分析涉及三维旋转的情况时非常高效。四元数广泛应用于机器人学、量子力学、计算机视觉和 ...
ROS：欧拉角转四元数、四元数转欧拉角
weixin_44190648的博客
06-15 1642
需要注意：有两种四元数类型可以通过ctrl点击Quaternion变量查看对应类型。
ROS之四元数、欧拉角以及旋转矩阵之间的相互转换（tf库）
YiYeZhiNian的博客
05-20 8969
在平时使用ROS时，经常需要用到各种位姿。例如机器人的pose、里程计的数据、机械臂的末端位姿等。大部分时候主要以使用四元数为主，但是四元数本身不是很直观，比如在需要对角度进行加减运算的时候就不太方便直接操作四元数而是会转换成欧拉角的形式，而当我们进行位姿间转换的时候，一般需要进行旋转矩阵进行乘法运算，这时候需要将四元数转换成旋转矩阵。在ROS中，可以使用tf库对这三者进行简单的转换。
再谈ROS TF中的欧拉角和四元数变换及代码验证
Robin's Home
06-12 7301
本文介绍了ROS中TF坐标的基本规则，欧拉角和四元数变换，并以一个实际的旋转的例子介绍ROS代码的实现。 1 先复习一下几个结论： 1.1 ROS的坐标系统使用右手定义 对于 ROS 机器人，如果以它为坐标系的原心，那么： x轴正向：前方 y轴正向：左方 z轴正向：上方 1.2 在一个绕轴线上的旋转，也使用右手定义 即绕轴旋转的正方向为逆时针旋转，当我们将绕z轴旋转90度时，是绕z轴逆时针旋转90度。 1...
三维空间 旋转矩阵 四元数 欧拉角 相互转换 组合旋转
power的专栏
02-16 4564
API和源码  旋转矩阵 四元数 欧拉角 相互转换的源码 这个是开源的源码。在ROS 的TF2包中就有。 TF2是TF的第二个版本。 API说明： http://docs.ros.org/hydro/api/tf2/html/classtf2_1_1Matrix3x3.html http://docs.ros.org/hydro/api/tf2/html/classtf2_1_1Q
旋转矩阵、欧拉角、四元数比较
xixihaha36524的专栏
01-12 1045
来源 http://www.manew.com/7461.html 旋转矩阵、欧拉角、四元数主要用于:向量的旋转、坐标系之间的转换、角位移计算、方位的平滑插值计算。 旋转矩阵、欧拉角、四元数比较 不同的方位表示方法适用于不同的情况。下面是我们对合理选择格式的一些建议: 1.欧拉角最容易使用。当需要为世界中的物体指定方位时,欧拉角能大大的简化人机交互, 包括
四元组与旋转矩阵
windshg的专栏
08-31 323
来源：http://bezier.zhmy.com/archives/2009/156323.html     在3D程序中，通常用quaternion来计算3D物体的旋转角度，与Matrix相比，quaternion更加高效，占用的储存空间更小，此外也更便于插值。在数学上，quaternion表示复数w+xi+yj+zk，其中i,j,k都是虚数单位：  i*i = j*j = k*k= ...
ROS2教程(12) - 四元数 - Linux
2301_79695159的博客
07-28 800
ROS2教程(12) - 四元数 - Linux
四元数定义与几何意义
宁静致远...
10-12 9187
四元数定义 先介绍代数的概念,域F上的一个矢量空间V叫做域F上的代数;如果除数乘、加法外还定义叉乘,如果V是F上的有限维空间,称V为F上的有限维代数;如果乘法满足结合律,称V为结合代数;实数是一维结合代数,复数是二维结合代数,四元数是四维结合代数,都是可除代数;   以i,j,k表示四元数的基元,四元数的一般形式为A = w+xi+yj+zk；（w,x,y,z为实数）基元i,j,k的运算规则为： ...
评论 2
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值