机器人学,机器视觉与控制学习笔记——位置与姿态描述

时间:2024-05-18 20:38:38
在这一章中主要任务是学习如何在二维和三维世界中描述点和位姿。对于一个点来说我们描述他时只用位置就够了,但是对于描述一个物体来说,我们不仅需要说明位置还需要说明姿态,我们将位置和姿态统称为位姿。
首先应该明确的是
1.一个点用坐标向量来表示,它代表该点在参考坐标系中的位移;
2.刚体用一个单独的坐标系表示,刚体上的点可以用在该坐标系中的向量表示。
3.一个刚体在坐标系中的位置和方向统称为位姿。
4.相对位姿是指一个坐标系相对于另一个坐标系的位姿。
5.空间中的同一个点在不同坐标系下用不同向量表示,他们之间可以用相对位姿转换。
常见的描述旋转变换的方法有
1.正交旋转矩阵
2.欧拉角
3.卡尔丹角或RPY角
4.双向量法
5.绕任意向量选转
6.单位四元数法
需要注意的是旋转的顺序是不能交换的例如:
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用右手快速判定三个坐标轴的方向

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用右手螺旋定则快速判定旋转方向的正负
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下表是位姿变换的各种具体描述方法和工具箱中对应的函数
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下图是不同描述方法间的转换和工具箱中对应的函数
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