(个人总结)坐标旋转矩阵中符号正负与旋转方向

(纯干货!)坐标旋转矩阵中符号正负与旋转方向

在对飞机等运动物体动力学特性建模的时候,常常需要进行坐标变换。但是查看很多资料,发现这一块有很多值得注意的地方,以前的自己对这一块也有一些误解,网上各种资料看着也很费劲,正儿八经说清楚的很少。以前学的时候就对坐标旋转矩阵中sin的符号弄得迷迷糊糊的,最近跟人讨论,总结了一个比较好记的结论。

对于右手坐标系而言:从xyz坐标系旋转至x’y’z’坐标系,当绕各个坐标轴的旋转方向为正时(即从旋转轴正向向坐标原点看去为逆时针旋转,此时旋转矢量方向指向对应旋转轴的正向),旋转后的坐标值分别为:
(个人总结)坐标旋转矩阵中符号正负与旋转方向_第1张图片
这里公式看似很简单,但上一段中描述的前提条件却很少有资料进行明确,所以在具体应用的时候,不少文献里都用错了,最常见的错误就是矩阵中sin项前面符号的正负。旋转方向为负时(顺时针旋转),上述公式形式变化为:
(个人总结)坐标旋转矩阵中符号正负与旋转方向_第2张图片
可以用一句话来总结:右手坐标系在进行旋转变换过程中,当旋转方向为正时,旋转矩阵中1 所在行的上一行sin 项为负;旋转方向为负时,sin 项符号相反。(P.S.第三行视为第一行的上一行)

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