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关于物体在三维空间中的姿态表达的困惑。
2016/03/21
IP:北京
一般来说,一个物体,比如说是一根铅笔吧,为了表达它在三维空间中的姿态,可以用欧拉角不完全的表达。也可以用四元数。
但是四元数据说是用在表达4维空间的,用来表达3维空间的东西,有点不懂啊,哪位大虾给通俗的讲讲?
来自:
航空技术
5
10年9个月前IP:广东
813209
1楼
表达姿态用的是单位四元数,单位四元数的模为1
https://www.kechuang.org/t/33894
quanorm.png
单位四元数的四个分量q0,q1,q2,q3的平方和等于1
四元数有4个维度,由于上面的方程约束,自由度减少了1个,变成了三维的。这样正好可以用于表达三个旋转自由度。
“用来表达3维空间的东西”——实际上是三个旋转自由度。



数学教材关于四元数的部分可以好好读一读,有利于获得全面深入的了解
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10年9个月前IP:陕西
813258
2楼
这个模式的资料我在网上一抓一大把。感谢您费心了。我是因为看不懂,我是初学者,我想 看点通俗易懂的东西。不过,还是谢谢你了。
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10年9个月前IP:广东
813273
3楼
4个未知数4个自由度,加一个方程约束就变成3个自由度了

另外,欧拉角并不是“不完全表达”。它确实是可以唯一确定一个物体的姿态的,只是它在奇点对同一个姿态有多值。并且欧拉角在物体旋转时其导数不连续。这很不利于使用,但它并不是不能用的。阿波罗飞船的捷联惯组用的是欧拉角微分方程。
不完全表达应该是缺失了自由度的情况,例如光有xy坐标并不能完全表达物体在三维空间的位置。

楼主看了一些专业名词,但还不明白它们的意思。如果想真正的理解,一定要仔细看懂书上或者论文的公式和推导过程。发明这个概念的人最初的著作还能在网上找到,可以看他的论文或者后人的总结(教材)。
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
四元数的历史
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10年9个月前IP:陕西
813280
4楼
非常感谢啊。其实生吞活剥的死记硬背我也想过,可是,还是觉得要透彻弄懂比较好。
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