四元数

通过复向量在三维空间中应用旋转

四元数是在力学、航空航天、计算机图形学、视觉处理和其他应用中用于计算旋转的向量。它们由四个元素组成:三个扩展了已知的虚数,一个定义了旋转的大小。四元数通常表示为:

\ [q = w + x \ mathbf{我}+ y \ mathbf {j} + z \ mathbf {k}{哪里}\四\ \四\文本mathbf{我}^ 2 = \ mathbf {j} ^ 2 = \ mathbf {k} ^ 2 = \ mathbf{我}\ mathbf {j} \ mathbf {k} = 1 \]

这种旋转格式需要的计算量比旋转矩阵少。

使用四元数的常见任务包括:

  • 四元数、旋转矩阵和方向余弦矩阵之间的转换
  • 执行四元数数学,如范数逆和旋转
  • 模拟用四元数数学建立的六自由度(6DoF)模型

有关详细信息,请参见MATLAB®而且动态仿真模块®这使您能够在不深入理解所涉及的数学的情况下使用四元数。

参见:欧拉角线性化数值分析优化设计实时仿真蒙特卡罗模拟基于模型的测试航空航天工具箱航空航天Blockset传感器融合和跟踪工具箱

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