旋转矩阵和旋转向量

三维旋转有两种表达方式:旋转矩阵旋转向量旋转矩阵用于计算,旋转向量用于直观描述。

  • 计算方法
旋转后的向量 =旋转矩阵 * 原向量;

  • 直观描述

原向量绕旋转向量针旋转,角度为旋转向量的模;


旋转矩阵旋转向量可以通过罗德里格斯(Rodrigues)变换相互转换。

(1)旋转向量 -> 旋转矩阵

旋转矩阵和旋转向量_第1张图片

(2)旋转矩阵 -> 旋转向量



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计算导数dR/dr

(参考了张正友那个标定包里的代码)


(1) 首先引入三个主要中间变量m1、m2、m3:


和一些次要的变量:


旋转矩阵和旋转向量_第2张图片

旋转矩阵R表达式如下



(2) 分别计算导数dm1/dm2、dm2/dm3、dm3/dr:


旋转矩阵和旋转向量_第3张图片

旋转矩阵和旋转向量_第4张图片



其中

旋转矩阵和旋转向量_第5张图片旋转矩阵和旋转向量_第6张图片

旋转矩阵和旋转向量_第7张图片

旋转矩阵和旋转向量_第8张图片


(3)求得最终导数dR/dr








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