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AnimEuler:利用任意欧拉角及旋转序列对欧拉旋转组进行动画处理 - MATLAB开发

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简介:
AnimEuler是一款MATLAB工具包,用于通过任意欧拉角和旋转序列来实现欧拉旋转组的动画效果。它为3D图形中的对象姿态变换提供了便捷的方法。 函数 [coordSys,as] = animEuler(h,rotSet,angs) 用于使用三个任意欧拉角 (angs) 围绕图 (h) 中的三个轴 (rotSet) 对右坐标系进行动画旋转处理。其中,rotSet 是一个包含范围在 [1,3] 内的三个数字的数组,表示身体上的三根轴;例如 rotSet = [3,1,3] 代表的是身体 3-1-3 转动(即 zxz 约定)。所有的角度值都以度为单位。除了动画旋转之外,该函数还会绘制中间参考系。此函数返回矩阵 coordSys 表示欧拉角集的方向余弦矩阵,并且会给出一个数组 (as),其中包含了表示轴的三个表面对象句柄。 如果未提供参数调用,则函数将使用图 1 中的 45,30,60 角作为默认值,用于为 3-1-3 转动设置动画。这些默认值也可以用来替换空输入。此外,该功能还包含辅助函数 make3daxes 和 rot3daxes。

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  • AnimEuler - MATLAB
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    AnimEuler是一款MATLAB工具包,用于通过任意欧拉角和旋转序列来实现欧拉旋转组的动画效果。它为3D图形中的对象姿态变换提供了便捷的方法。 函数 [coordSys,as] = animEuler(h,rotSet,angs) 用于使用三个任意欧拉角 (angs) 围绕图 (h) 中的三个轴 (rotSet) 对右坐标系进行动画旋转处理。其中,rotSet 是一个包含范围在 [1,3] 内的三个数字的数组,表示身体上的三根轴;例如 rotSet = [3,1,3] 代表的是身体 3-1-3 转动(即 zxz 约定)。所有的角度值都以度为单位。除了动画旋转之外,该函数还会绘制中间参考系。此函数返回矩阵 coordSys 表示欧拉角集的方向余弦矩阵,并且会给出一个数组 (as),其中包含了表示轴的三个表面对象句柄。 如果未提供参数调用,则函数将使用图 1 中的 45,30,60 角作为默认值,用于为 3-1-3 转动设置动画。这些默认值也可以用来替换空输入。此外,该功能还包含辅助函数 make3daxes 和 rot3daxes。
  • 可视化:展示由(如yxz)定义的 - MATLAB
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    本项目提供了一个MATLAB工具,用于直观地显示由特定顺序(例如yxz)定义的欧拉角旋转,便于理解与教学。 通常在三维空间中很难直观地展示旋转序列。这项功能能够生成一个可视化图像,展现中间的旋转过程以及对应的参考系统。这有助于更深入地理解旋转顺序,并且可以在报告或论文中用来定义具体的旋转操作。
  • 基于矩阵计算
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    本文介绍了如何通过旋转矩阵来推导并计算旋转欧拉角的方法,详细阐述了数学变换过程和相关公式。 在机器人运动过程中常常需要进行坐标变换。根据旋转矩阵求解欧拉角时,必须考虑到各轴的旋转顺序。文档内提供了不同选择顺序下的旋转矩阵及其对应的计算公式来确定欧拉角。
  • 矩阵化为
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    本文介绍了如何将旋转矩阵转换为欧拉角的方法和步骤。通过详细的数学推导,帮助读者理解两者之间的关系,并提供实用的应用技巧。适合需要进行3D图形变换的研究者和技术人员阅读。 在MATLAB中实现将旋转矩阵转换为欧拉角的简单m文件代码。
  • 求解矩阵中的
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    本文探讨了如何从旋转矩阵中推导出欧拉角的方法,分析了几种常见坐标系下的变换过程,并提供了解算步骤和实例。 在MATLAB中编写代码程序以根据旋转矩阵求解沿x、y、z三个轴的欧拉角。
  • 通过矩阵计算
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    本文章介绍了如何使用旋转矩阵来推导和计算物体在三维空间中的姿态角度——欧拉角。通过具体步骤解析了从旋转矩阵到欧拉角转换的方法。 通过旋转矩阵求欧拉角可以用于从已知的旋转矩阵推算出旋转角度。这种方法对于任何形式的旋转矩阵都有一定的参考价值。
  • 通过矩阵计算
    优质
    本文介绍了如何利用旋转矩阵来推导并计算出欧拉角的方法,详细解析了二者之间的转换关系及其应用。 通过旋转矩阵可以计算绕X轴、Y轴和Z轴的旋转角度,直接代入公式求解即可。这种方法适用于3*3旋转矩阵的计算。
  • 四元数、矩阵
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    本文探讨了四元数、欧拉角和旋转矩阵在三维空间中表示物体旋转的基本概念及其相互转换方法。适合希望深入了解3D图形学或机器人技术的读者。 旋转矩阵、四元数以及欧拉角之间的转换涉及一系列数学公式推导过程。这些转换在三维空间中的物体姿态表示与变换中有广泛应用。从旋转矩阵到四元数的转换可以通过特征向量分解或直接通过特定坐标轴计算得到,而由四元数转回至旋转矩阵则需要利用四元数乘法和单位化性质来实现。 欧拉角通常以三个独立的角度(绕不同轴)表示物体姿态。从欧拉角到旋转矩阵的转换可以通过依次应用各角度对应的旋转变换矩阵相乘获得,而逆向操作则是通过求解方程组得到各个单独的角度值。 值得注意的是,在进行这些变换时需要考虑奇异性问题(如万向锁现象),这会影响某些方法的有效性。此外,四元数因其紧凑表示和避免奇异性的优势在工程实践中更受欢迎。