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将欧拉角转换为旋转矩阵是计算机图形学、机器人技术和3D计算领域的常见任务。欧拉角是描述三维旋转的一种方式,通常由三个角度组成,分别对应于围绕三个坐标轴的旋转。而旋转矩阵是一个用于表示旋转的3x3矩阵。
1 原理介绍
欧拉角描述的是一系列的旋转操作,它们通常遵循特定的顺序。例如,常见的顺序是绕 z
轴旋转(yaw),接着绕 y
轴旋转(pitch),最后绕 x
轴旋转(roll)。用数学符号表示为 (yaw,pitch,roll)。本例为世界坐标系的欧拉角转换。
每次单轴旋转都可以用一个3x3矩阵表示,最终的旋转矩阵是这些单轴旋转矩阵的乘积。
2 详细的数学公式推导
假设欧拉角为 (yaw,pitch,roll),对应的旋转矩阵为: