歐拉角
- ABB 工業(yè)機(jī)器人在環(huán)形陣列異形產(chǎn)品中點(diǎn)位處理
上的點(diǎn)位示教及歐拉角變換的研究已有相關(guān)報(bào)道。李福武等[1]利用Robot-Studio 仿真軟件對(duì)碼垛機(jī)器人作業(yè)仿真分析，論證了工業(yè)機(jī)器人碼垛作業(yè)的可行性，提高了識(shí)別效率，未對(duì)環(huán)形陳列產(chǎn)品的點(diǎn)位進(jìn)行研究。朱程廣等[2-3]對(duì)歐拉角到四元數(shù)轉(zhuǎn)化展開(kāi)了研究，歐拉角角度的變化范圍廣和精度高的特點(diǎn)。韓華[4]為了提高企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，利用RobotStudio 仿真軟件對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)及論證，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，減少產(chǎn)品調(diào)試時(shí)間。王陽(yáng)等人[5]針對(duì)工人
裝備制造技術(shù) 2023年6期2023-08-23
- 基于殘差網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)頭部姿態(tài)估計(jì)方法研究與應(yīng)用
的人臉檢測(cè)；在歐拉角的計(jì)算過(guò)程中融入回歸和分類(lèi)損失，利用交叉熵?fù)p失和均方差損失來(lái)計(jì)算模型估計(jì)的歐拉角，可以有效提高歐拉角的預(yù)測(cè)精度，從而提高頭部姿態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確率，使其在應(yīng)用中得到更加有效的結(jié)果。關(guān)鍵詞：頭部姿態(tài)估計(jì)；歐拉角；殘差網(wǎng)絡(luò)；交叉熵?fù)p失中圖法分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A１ 引言近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，各種電子科技產(chǎn)品進(jìn)入人們的日常生活，如何合理開(kāi)發(fā)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的功能，成為當(dāng)前重要的研究工作之一。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)（Ｃｏ
計(jì)算機(jī)應(yīng)用文摘 2023年12期2023-07-14
- 基于殘差網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)頭部姿態(tài)估計(jì)方法研究與應(yīng)用
的人臉檢測(cè)；在歐拉角的計(jì)算過(guò)程中融入回歸和分類(lèi)損失，利用交叉熵?fù)p失和均方差損失來(lái)計(jì)算模型估計(jì)的歐拉角，可以有效提高歐拉角的預(yù)測(cè)精度，從而提高頭部姿態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確率，使其在應(yīng)用中得到更加有效的結(jié)果。關(guān)鍵詞：頭部姿態(tài)估計(jì)；歐拉角；殘差網(wǎng)絡(luò)；交叉熵?fù)p失中圖法分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A１ 引言近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，各種電子科技產(chǎn)品進(jìn)入人們的日常生活，如何合理開(kāi)發(fā)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的功能，成為當(dāng)前重要的研究工作之一。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)（Ｃｏ
計(jì)算機(jī)應(yīng)用文摘·觸控 2023年12期2023-07-14
- 基于Kinect的手方向?qū)崟r(shí)估計(jì)系統(tǒng)
的四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角以便可以直觀地觀察手的方向變化。為了消除由Kinect噪聲引起的歐拉角抖動(dòng)，利用一種將卡爾曼濾波和中值濾波結(jié)合的算法來(lái)平滑歐拉角，濾除噪聲。最后，對(duì)計(jì)算出的歐拉角進(jìn)行可視化，主要通過(guò)兩種方法，分別是在彩色圖像中繪制代表手方向的坐標(biāo)系以及運(yùn)用OpenGL構(gòu)建3D手模型。圖1 手方向?qū)崟r(shí)估計(jì)系統(tǒng)框圖1.1 尋找目標(biāo)用戶(hù)深度傳感器(Kinect)以其成本低，提供彩色圖像數(shù)據(jù)以及來(lái)自紅外傳感器的深度數(shù)據(jù)的特點(diǎn)而在人機(jī)交互領(lǐng)域越來(lái)越被研究者青睞[
計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件 2023年2期2023-03-15
- 基于極值搜索算法的多旋翼無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定控制
行期間，橫滾軸歐拉角的偏差情況基本穩(wěn)定在3°以?xún)?nèi)，在未加入階躍信號(hào)擾動(dòng)信號(hào)的前10 s內(nèi)，無(wú)人機(jī)橫滾軸歐拉角的偏差幅值為1.5°，在加入階躍擾動(dòng)信號(hào)后的初始階段（10～30 s），無(wú)人機(jī)橫滾軸歐拉角的偏差出現(xiàn)了較大幅度的波動(dòng)，最大值達(dá)到了3°。但是在階躍信號(hào)擾動(dòng)作用中期（30～60 s），無(wú)人機(jī)橫滾軸歐拉角的偏差逐漸恢復(fù)穩(wěn)定，與未加入階躍擾動(dòng)信號(hào)前10 s內(nèi)狀態(tài)基本一致。在階躍信號(hào)擾動(dòng)作用后期（60～80 s），由于信號(hào)的階躍屬性，該階段的信號(hào)擾動(dòng)強(qiáng)度最大
信息記錄材料 2022年9期2022-11-22
- 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的聲表面波溫度傳感器快速優(yōu)化設(shè)計(jì)
型對(duì)敏感基片的歐拉角進(jìn)行大步長(zhǎng)優(yōu)化；同時(shí)，結(jié)合仿真數(shù)據(jù)并利用多項(xiàng)式回歸模型對(duì)敏感基片的歐拉角進(jìn)行小步長(zhǎng)快速優(yōu)化。文中提出的FEM/BEM仿真模型與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)SAWR的精確模擬，而且可大幅提高優(yōu)化效率。優(yōu)化結(jié)果與實(shí)際器件的中心頻率相對(duì)誤差為0.4%，值相對(duì)誤差為1.2%。文中提出的FEM/BEM仿真模型與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與純FEM/BEM方法相比，單個(gè)切型計(jì)算速度提高了2 000多倍。所設(shè)計(jì)的優(yōu)化系統(tǒng)可用于諧振器敏感基片
包裝工程 2022年15期2022-08-23
- 線激光傳感器測(cè)量系統(tǒng)的安裝姿態(tài)標(biāo)定方法*
標(biāo)定模型，并以歐拉角描述安裝姿態(tài)，以平面和球面為靶標(biāo)分析繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的姿態(tài)角，最后解算姿態(tài)矩陣。該方法結(jié)合了平面與球面的線激光測(cè)量特性，減小測(cè)量誤差對(duì)標(biāo)定的影響，可有效提高標(biāo)定精度。1 線激光傳感器測(cè)量系統(tǒng)建模系統(tǒng)由X、Y、Z三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，線激光傳感器，數(shù)據(jù)傳輸線和上位機(jī)等組成，其中線激光傳感器采用了激光三角測(cè)量技術(shù)。在移動(dòng)機(jī)構(gòu)末端安裝線激光傳感器，使其按指定路徑對(duì)零件掃描，傳感器數(shù)據(jù)與機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)構(gòu)成三維數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析得到測(cè)量結(jié)
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2022年7期2022-07-27
- 基于數(shù)值歷表的月球物理天平動(dòng)研究
。1 月球轉(zhuǎn)動(dòng)歐拉角月球歷表中包含各個(gè)天體在國(guó)際天球坐標(biāo)系中的位置和速度狀態(tài)信息，還包含月球的轉(zhuǎn)動(dòng)歐拉角。利用INPOP19a，INPOP17a和DE430歷表中跨度600年的數(shù)據(jù)提取得到的歐拉角比較如圖1～圖3。圖1 INPOP19a與INPOP17a歐拉角的差別圖2 INPOP17a與DE430歐拉角的差別由圖1～圖3可知，INPOP17a與DE430歐拉角差別較大，INPOP19a更為穩(wěn)定。其中，φ和θ在不同歷表中相差0.05″左右。但是ψ隨著時(shí)間逐
天文研究與技術(shù) 2022年4期2022-07-18
- 對(duì)定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體歐拉角的獨(dú)立性及坐標(biāo)變換矩陣的分析
定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的歐拉角作為一組廣義坐標(biāo)是獨(dú)立的,即,任意一個(gè)歐拉角的變化不會(huì)引起其余兩個(gè)的變化,并且與歐拉角相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)也與順序無(wú)關(guān),這與通常情況下定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體的有限位移與轉(zhuǎn)動(dòng)順序有關(guān)并不矛盾,或者說(shuō)歐拉角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)與順序無(wú)關(guān)是一個(gè)特例。在教學(xué)過(guò)程中,導(dǎo)出隨體坐標(biāo)系到固定坐標(biāo)系的變換矩陣時(shí),往往又是規(guī)定了先進(jìn)動(dòng)再章動(dòng)最后自轉(zhuǎn)的順序,很容易引起學(xué)生困惑：既然歐拉角的變化與順序無(wú)關(guān),為何這時(shí)又要規(guī)定順序？這里,對(duì)上述問(wèn)題說(shuō)明以下兩點(diǎn)：(1)歐拉角作為一組廣義坐標(biāo)
力學(xué)與實(shí)踐 2022年2期2022-04-28
- 基于離散滑?？刂频乃男盹w行器軌跡跟蹤
數(shù)的研究均采用歐拉角表示旋轉(zhuǎn)矩陣，并用歐拉角的一階導(dǎo)數(shù)近似載體角速度?；诮颇Ｐ驮O(shè)計(jì)的控制器僅適合于歐拉角較小的懸停狀態(tài)，并不能應(yīng)用于機(jī)動(dòng)性要求較高的大角度飛行。為了解決大角度飛行的控制問(wèn)題，LEE等[6-7]提出了幾何控制。幾何控制在非線性群SO(3)(Special Orthogonal Group)上描述飛行器的動(dòng)力學(xué)模型，并基于此模型設(shè)計(jì)控制律。文獻(xiàn)[8-10]對(duì)基于該模型的軌跡跟蹤控制算法進(jìn)一步研究，結(jié)果表明，基于SO(3)的動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)控制
電光與控制 2022年4期2022-04-07
- 由歐拉角確定一次回轉(zhuǎn)軸的簡(jiǎn)單解法
100083)歐拉角以及一次回轉(zhuǎn)軸，不僅在教學(xué)上是理解定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，而且在應(yīng)用方面，如進(jìn)行航天器、機(jī)器人、機(jī)械手等剛性部件的姿態(tài)描述、大角度姿態(tài)機(jī)動(dòng)的軌跡規(guī)劃[1]等，也起著重要作用。首先，歐拉角便于剛體姿態(tài)的描述，歐拉角是三個(gè)獨(dú)立的廣義坐標(biāo)，當(dāng)章動(dòng)角不為零時(shí)，剛體姿態(tài)與歐拉角一一對(duì)應(yīng)，兩組歐拉角之差反映了剛體的有限位移。當(dāng)章動(dòng)角為零時(shí)，其運(yùn)動(dòng)退化為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸的位置以及剛體轉(zhuǎn)過(guò)的角度仍然是確定的，轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以視為進(jìn)動(dòng)角與自轉(zhuǎn)角之和，一旦根據(jù)其他條件給
力學(xué)與實(shí)踐 2022年1期2022-03-12
- Unity3D隨機(jī)尋路算法設(shè)計(jì)
的選擇，這涉及歐拉角和四元數(shù)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，角色行走過(guò)程中的速度控制問(wèn)題考慮通過(guò)插值運(yùn)算函數(shù)來(lái)解決.本節(jié)通過(guò)深入討論歐拉角、四元數(shù)、插值運(yùn)算等相關(guān)的數(shù)學(xué)理論和應(yīng)用，來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)尋路算法.1.1 歐拉角與四元數(shù)Unity3D游戲開(kāi)發(fā)中，隨機(jī)游走時(shí)要時(shí)刻根據(jù)地形調(diào)整移動(dòng)對(duì)象的角度，這涉及對(duì)象的旋轉(zhuǎn)控制問(wèn)題，常用的角度旋轉(zhuǎn)表示方法一般有歐拉角和四元數(shù).歐拉角是指在三維空間通過(guò)指定與三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸相關(guān)聯(lián)的三個(gè)角度來(lái)表示任意方向的方法，是用來(lái)表示三維坐標(biāo)系中方向和方向變換
- 基于最小二乘法MEMS慣性傳感器姿態(tài)解算算法
數(shù)[4].根據(jù)歐拉角法對(duì)傾向角和航向角分開(kāi)求解特點(diǎn)，減小磁場(chǎng)變化干擾[5].再對(duì)歐拉角中奇異值問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，分為兩種狀態(tài)的濾波模式，克服了傳統(tǒng)歐拉角中的奇異值問(wèn)題.1 姿態(tài)解算常用的姿態(tài)解算方法有歐拉角、方向余弦法、四元數(shù)法.方向余弦法方程參數(shù)多，計(jì)算量較大，效率低，不方便對(duì)姿態(tài)的變化的理解.四元數(shù)法計(jì)算量小，易于操作，但易受外界磁場(chǎng)影響.歐拉角表達(dá)姿態(tài)形象直觀，簡(jiǎn)單易懂，但會(huì)出現(xiàn)萬(wàn)向鎖現(xiàn)象[6].由于歐拉角法求取時(shí)傾斜角和航向角分離的特點(diǎn)，求取的傾斜角不
- 基于卡爾曼濾波法的船載慣性測(cè)量單元設(shè)計(jì)*
得穩(wěn)定、可靠的歐拉角姿態(tài)信息。此方法簡(jiǎn)單易行，通過(guò)數(shù)據(jù)融合提升了常規(guī)的微電子傳感器對(duì)歐拉角姿態(tài)信息測(cè)量的精度，可廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，尤其為動(dòng)中通系列產(chǎn)品及類(lèi)似設(shè)備的民用化、普遍化提供了可能。1 姿態(tài)信息與歐拉角在介紹姿態(tài)板構(gòu)成前首先要說(shuō)明一下什么是姿態(tài)。此處的姿態(tài)源于飛行器姿態(tài)[3]，它著力描述的是研究對(duì)象體軸相對(duì)于地面的角位置，通常用偏航角、俯仰角與橫滾角三個(gè)角度表示。偏航角(yaw)，研究對(duì)象機(jī)體縱軸在水平面上的投影與該面上參數(shù)線之間的夾角；俯仰角(
空間電子技術(shù) 2021年4期2021-11-10
- 基于歐拉角的捷聯(lián)慣性組合導(dǎo)航濾波算法比較?
，分別為3 雙歐拉角姿態(tài)解算法歐拉角雖然使用簡(jiǎn)單易懂且獨(dú)立方程數(shù)最少，但是一旦俯仰角達(dá)到±90°時(shí)方程組就會(huì)出現(xiàn)奇異點(diǎn)，進(jìn)而無(wú)法確定橫滾角與航向角的大小。于是可以考慮采用正反兩組歐拉方程進(jìn)行交替運(yùn)算，避開(kāi)各自奇異點(diǎn)。動(dòng)坐標(biāo)系相對(duì)參考坐標(biāo)系方位，由動(dòng)坐標(biāo)系依次繞3個(gè)不同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的3個(gè)轉(zhuǎn)角來(lái)確定，如果三個(gè)軸的順序是y-z-x，則令對(duì)應(yīng)的航向角、俯仰角和橫滾角為正歐拉角，分別記為 φ、θ、γ，如圖1（a）所示，角速度為。如果變換順序是y-x-z，則航向角、橫滾角和
艦船電子工程 2021年9期2021-10-11
- 基于自抗擾的多旋翼全姿態(tài)矢量控制方法
姿態(tài)控制還是以歐拉角作為姿態(tài)環(huán)的被控對(duì)象分別控制偏航角、俯仰角、橫滾角三個(gè)自由度。這種方法不可避免地忽略了歐拉角表示剛體旋轉(zhuǎn)的奇異點(diǎn)也就是萬(wàn)向節(jié)死鎖問(wèn)題[1],由于歐拉角的萬(wàn)向節(jié)死鎖問(wèn)題,無(wú)人機(jī)在處于機(jī)頭向上垂直姿態(tài)時(shí)其真實(shí)值沒(méi)有明確的物理意義可言,對(duì)于歐拉角萬(wàn)向節(jié)死鎖問(wèn)題,文獻(xiàn)[2～4]提出了基于四元數(shù)反饋的姿態(tài)控制方法,文獻(xiàn)[5～8]提出了基于李群李代數(shù)的姿態(tài)控制方法。本文將提出了一種基于方向余弦矩陣(DCM)姿態(tài)矢量的控制方法,避免使用歐拉角出現(xiàn)奇異
傳感器與微系統(tǒng) 2021年7期2021-07-15
- 基于雙歐拉角的UKF組合導(dǎo)航濾波算法
矩陣、四元數(shù)、歐拉角、羅德里格斯參數(shù)(Rodrigues parameter, RP)和修正RP(modified RP, MRP)等[10]。方向余弦矩陣可以全姿態(tài)表達(dá),但求解計(jì)算量大;歐拉角、RP和MRP都是維數(shù)最小的姿態(tài)表示法,但存在奇異性;四元數(shù)憑借著全局非奇異、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為線性等優(yōu)勢(shì),成為應(yīng)用最廣泛的姿態(tài)表達(dá)形式[11-12]。四元數(shù)參數(shù)之間相互并不獨(dú)立,存在著規(guī)范性約束,若直接與非線性濾波結(jié)合,容易造成濾波發(fā)散。對(duì)此,Crassidis等[13
系統(tǒng)工程與電子技術(shù) 2021年7期2021-07-05
- 面向發(fā)動(dòng)機(jī)噴管測(cè)量的多目拼接算法
thm2.3 歐拉角計(jì)算為降低算法的復(fù)雜度及更好地估計(jì)矢量噴管的姿態(tài)，將求出的轉(zhuǎn)換矩陣轉(zhuǎn)換為歐拉角表示。通過(guò)已求出的轉(zhuǎn)換矩陣求解旋轉(zhuǎn)矩陣R(9個(gè)參數(shù))，進(jìn)而求出歐拉角(3個(gè)參數(shù))，從而降低算法的復(fù)雜度。旋轉(zhuǎn)矩陣可表示為：繞X軸歐拉角可表示為：繞Y軸歐拉角可表示為：繞Z軸歐拉角可表示為：3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證3.1 數(shù)據(jù)拼接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)矢量噴管?chē)娍?靜態(tài)狀況下噴口邊沿視為圓形)在偏轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)形成各種空間位姿，下面僅對(duì)噴口的幾何形狀進(jìn)行仿真。仿真了半徑為153.85 cm、圓心
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2021年5期2021-05-09
- 淺析歐拉角的定義及應(yīng)用
本文首先介紹了歐拉角的定義及其在不同學(xué)科的應(yīng)用，然后分析了歐拉角作為表達(dá)剛體姿態(tài)方法的優(yōu)缺點(diǎn).【關(guān)鍵詞】歐拉角;姿態(tài);偏航角;滾動(dòng)角;俯仰角【基金項(xiàng)目】湖南工學(xué)院教研教改項(xiàng)目（JY201841）一、旋轉(zhuǎn)矩陣描述剛體在空間中的姿態(tài)，我們可以用旋轉(zhuǎn)矩陣.假設(shè)參考坐標(biāo)系（固定坐標(biāo)系）為坐標(biāo)系{A}，固連于剛體的坐標(biāo)系為{B}，則剛體相對(duì)于參考坐標(biāo)系的姿態(tài)可表示為ABR=r11 r12 r13r21 r22 r23r31 r32 r33其中ABR是正交矩陣，構(gòu)成矩
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究 2021年2期2021-02-22
- 旋轉(zhuǎn)載體圓錐姿態(tài)解算方法研究*
態(tài)解算方法是以歐拉角為基礎(chǔ)的，如歐拉角姿態(tài)解算方法和基于旋轉(zhuǎn)矢量的雙步姿態(tài)解算方法，前者常用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，后者常用于定位、定向和導(dǎo)航系統(tǒng)，但兩種方法均受錐形運(yùn)動(dòng)影響而出現(xiàn)不同程度的姿態(tài)解算誤差[1-2]，因此姿態(tài)解算得到了國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)載體的錐形運(yùn)動(dòng)存在兩種旋轉(zhuǎn)方式，一種是通過(guò)繞3個(gè)正交軸旋轉(zhuǎn)表征的形式，如圖1所示；另一種是載體因定軸轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的章動(dòng)和進(jìn)動(dòng)表現(xiàn)的雙軸旋轉(zhuǎn)形式，如圖2所示[3-4]。兩種錐形運(yùn)動(dòng)均會(huì)影響姿態(tài)解算方法，特
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2020年4期2020-09-17
- 球形電動(dòng)機(jī)三維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡插值算法
文提出一種基于歐拉角數(shù)字積分角度插補(bǔ)算法，此插值算法以傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)字積分法為基礎(chǔ)，首先對(duì)球形電機(jī)建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求解出球形電機(jī)運(yùn)動(dòng)的歐拉角，并分析了歐拉角的奇異性問(wèn)題，最后對(duì)三個(gè)歐拉角角度依次進(jìn)行插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)球形電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制.1 三自由度永磁球形電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理1.1 永磁球形電機(jī)裝置結(jié)構(gòu)三自由度永磁球形電動(dòng)機(jī)裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示.永磁球形電動(dòng)機(jī)由半殼定子和球形轉(zhuǎn)子構(gòu)成，在球形轉(zhuǎn)子的表面赤道平面裝有p 對(duì)永磁極，且按照N、S
天津理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年4期2020-07-19
- 基于多傳感器融合的老人跌倒檢測(cè)
的姿態(tài)矢量包括歐拉角、四元數(shù)、加速度。歐拉角用于確定平躺姿態(tài)和非平躺姿態(tài)，四元數(shù)和加速度用來(lái)分析平躺時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度。該算法具有計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性好并且檢測(cè)精度高、檢測(cè)方便的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞： 老人; 跌倒檢測(cè); 歐拉角; 卡爾曼濾波方程; 姿態(tài)檢測(cè); 活動(dòng)強(qiáng)度中圖分類(lèi)號(hào)： TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： AFall Detecton for Elder People Based on Mult-sensor FusonOU Guowe， MENG Shan（C
微型電腦應(yīng)用 2020年1期2020-05-11
- 后方交會(huì)解算方法選取的若干問(wèn)題
將旋轉(zhuǎn)變換采用歐拉角與四元數(shù)來(lái)表達(dá)，稱(chēng)為歐拉角法和四元數(shù)法［2］。但是由于歐拉角存在一些天生缺陷，在使用過(guò)程中需要特別注意。本文旨在從理論角度分析歐拉角方法是如何產(chǎn)生自身缺陷，并在此基礎(chǔ)上介紹其與方向余弦陣以及四元數(shù)之間的關(guān)系，從而給出實(shí)際應(yīng)用中的一些建議。1 歐拉角歐拉角（Euler angle）的概念最早由歐拉于1776年提出，簡(jiǎn)單來(lái)講，它是描述三維空間任一剛體相對(duì)固定坐標(biāo)系的姿態(tài)或者方位（orientation）的三個(gè)角度。對(duì)于任何一個(gè)空間物體上的隨
廣東土木與建筑 2020年3期2020-04-07
- Unity3D中的最短旋轉(zhuǎn)研究
位的參數(shù)分別是歐拉角和四元數(shù)。文章采用具體實(shí)例驗(yàn)證最短旋轉(zhuǎn)與四元數(shù)的關(guān)系，給出了尋找最短旋轉(zhuǎn)的解決方案。關(guān)鍵詞：Unity 3D;最短旋轉(zhuǎn);四元數(shù)在Unity 3D中，實(shí)現(xiàn)物體旋轉(zhuǎn)有多種方式，如旋轉(zhuǎn)矩陣、歐拉角和四元數(shù)等[1]。旋轉(zhuǎn)需要兩個(gè)基本參量軸和角，物體從一個(gè)方位旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)方位可以采用多次改變軸和角的方式，依次旋轉(zhuǎn)。其中，有一種旋轉(zhuǎn)方式是只繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)一次就能達(dá)到指定方位，且旋轉(zhuǎn)角度在﹣180°～180°之間，稱(chēng)這樣的旋轉(zhuǎn)方式為最短旋轉(zhuǎn)。這個(gè)定義由
無(wú)線互聯(lián)科技 2019年20期2019-12-25
- 四旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制中四元數(shù)與歐拉角的轉(zhuǎn)換
行控制環(huán)路中，歐拉角便于終端輸出，適合人的直觀觀察和理解，方便人為調(diào)整姿態(tài)控制參數(shù)，進(jìn)而調(diào)整四旋翼飛行姿態(tài)，但是占用內(nèi)存較大。而四元數(shù)占用內(nèi)存少，且方便在環(huán)路控制中實(shí)現(xiàn)插值操作，因此可提高機(jī)器運(yùn)算速度，實(shí)現(xiàn)快速參數(shù)設(shè)定，因此研究四元數(shù)與歐拉角之間的轉(zhuǎn)換方式具有一定的研究意義。關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);姿態(tài);四元數(shù);歐拉角1 四元數(shù)四元數(shù)（Quaternions）是簡(jiǎn)單的超復(fù)數(shù)，由愛(ài)爾蘭數(shù)學(xué)家哈密頓在1843年提出的數(shù)學(xué)概念，總所周知復(fù)數(shù)是由實(shí)數(shù)加上虛數(shù)單位i組成，其
- 智能預(yù)警消防車(chē)定位研究
姿態(tài)角，要用到歐拉角，如圖1所示。圖1 歐拉角歐拉角是用來(lái)確定定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛體位置的一組獨(dú)立角參量，由章動(dòng)角β、旋進(jìn)角(即進(jìn)動(dòng)角)α和自轉(zhuǎn)角γ組成。任何方向都可以通過(guò)3個(gè)基本旋轉(zhuǎn)角來(lái)實(shí)現(xiàn)，即圍繞坐標(biāo)系的軸旋轉(zhuǎn)。歐拉角可以通過(guò)這3個(gè)旋轉(zhuǎn)角來(lái)定義，它們也可以通過(guò)元素定義的幾何形狀和幾何定義來(lái)表明。3個(gè)角的基本旋轉(zhuǎn)可以是外在的，或者固有的。不同的需求或場(chǎng)合可以使用不同的旋轉(zhuǎn)軸組來(lái)定義歐拉角。因此，任何使用歐拉角分析的模型都應(yīng)該在定義之后進(jìn)行研究。在此項(xiàng)目里，歐拉角只
中國(guó)現(xiàn)代教育裝備 2019年17期2019-10-16
- 基于修正羅德里格參數(shù)的繩系衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模型
述參數(shù)主要有：歐拉角、等效旋轉(zhuǎn)矢量法、方向余弦矩陣、四元數(shù)、修正羅格里格參數(shù)及其變化形式[16]。歐拉角是一組由3個(gè)元素組成的參數(shù)，對(duì)旋轉(zhuǎn)描述無(wú)冗余，但在旋轉(zhuǎn)角為90°時(shí)產(chǎn)生奇點(diǎn)。方向余弦矩陣和歐拉角可以相互推導(dǎo)，有9個(gè)分量，無(wú)奇點(diǎn)，但增加了計(jì)算復(fù)雜度。四元數(shù)是一組滿足特定條件的4個(gè)元素的參數(shù)，無(wú)奇點(diǎn)，但對(duì)旋轉(zhuǎn)描述有一個(gè)參數(shù)的冗余。修正羅格里格斯參數(shù)(Modified Rodrigues Parameters，MRPs)是一組由三個(gè)元素組成的參數(shù)向量，在旋
航天控制 2019年4期2019-09-19
- 歐拉角和等效軸角參數(shù)表示下機(jī)械腕的軌跡規(guī)劃和奇異性分析
問(wèn)題，研究了由歐拉角和等效軸角參數(shù)表示的數(shù)學(xué)奇點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算角速度和角加速度，研究機(jī)械腕的奇異位形，并根據(jù)它們之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了三種軌跡規(guī)劃方案，以保證機(jī)械腕運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，以及機(jī)械腕姿態(tài)的優(yōu)雅性和簡(jiǎn)潔性，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。關(guān)鍵詞：歐拉角;奇異性;軌跡規(guī)劃中圖分類(lèi)號(hào)：O152.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)有了巨大的發(fā)展。機(jī)器人操作手是由一系列連桿和相應(yīng)運(yùn)動(dòng)組成，要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，完成規(guī)定的操作，研究機(jī)械腕的運(yùn)動(dòng)規(guī)律必不可少[1]。在笛卡
- 基于陀螺儀的智能騎行掛飾
元數(shù)（四元），歐拉角格式（EulerAngleforma）的數(shù)據(jù)融合算法。產(chǎn)品通過(guò)求解在6050，滾動(dòng)角和俯仰角獲得的算法計(jì)算偏航角來(lái)解決。我們知道，歐拉角表達(dá)被旋轉(zhuǎn)的最簡(jiǎn)單的方法，形成一個(gè)三維向量，表示所述對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)角度大約三個(gè)坐標(biāo)軸（X，Y，歐拉角表達(dá)被旋轉(zhuǎn)的最簡(jiǎn)單的方法，形成一個(gè)三維向量，表示所述對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)角度大約三個(gè)坐標(biāo)軸（X，Y，Z軸）的值。以x，y，z軸表示偏航、橫滾和俯仰非常簡(jiǎn)單。因此我們需要編程將6050得到的四元數(shù)矩陣轉(zhuǎn)化成歐拉角矩陣
- 軸對(duì)稱(chēng)推力矢量控制伺服機(jī)構(gòu)空間運(yùn)動(dòng)解耦研究*
提出了一種利用歐拉角描述噴管姿態(tài)、通過(guò)空間齊次坐標(biāo)變換矩陣原理對(duì)兩路噴管伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行空間位移計(jì)算的空間解耦計(jì)算方法。圖1 噴管軸對(duì)稱(chēng)推力矢量控制系統(tǒng)Fig.1 Symmetrical thrust vector control system of nozzle1 理論建模分析1.1 空間歐拉角描述歐拉角的物理概念直觀，特別適合于描述物體的空間姿態(tài)。歐拉角的示意圖如圖2所示，做定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體有三個(gè)自由度，對(duì)應(yīng)的三次任意有限轉(zhuǎn)動(dòng)均可描述物體在固定坐標(biāo)系下的空間
飛控與探測(cè) 2019年4期2019-09-09
- 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下Schmid因子
0.2以下。在歐拉角為(85.5°,45°,65°)時(shí)，Schmid因子取得最大0.4925。(0-110)[-2110]柱面滑移的Schmid因子(見(jiàn)圖2b)隨著φ的增大而增大，在歐拉角為(10°,90°,75°)時(shí)，取得最大Schmid因子 0.4827。(2-1-12)[-2113]的錐面滑移系的Schmid分布，見(jiàn)圖2c。φ貼近在0°或者90°范圍時(shí)，Schmid因子更大，基本呈現(xiàn)出Schmid因子隨φ的增加先增加再減小的趨勢(shì)。結(jié)合室溫下臨界分切應(yīng)
沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) 2019年3期2019-07-29
- 任意姿態(tài)下矢量物理量的測(cè)量數(shù)據(jù)修正計(jì)算方法探討
法都是直接引用歐拉角旋轉(zhuǎn)變換公式[1-3]。但是仔細(xì)分析,歐拉角旋轉(zhuǎn)變換公式是基于有先后次序的繞坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)變換,而實(shí)際測(cè)量的姿態(tài)角,有陀螺儀測(cè)量、慣導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量、傾斜儀測(cè)量、磁場(chǎng)傳感器測(cè)量以及多傳感器組合測(cè)量,測(cè)量傳感器或設(shè)備輸出的姿態(tài)角有不同的定義,與旋轉(zhuǎn)歐拉角的定義不一定完全一致。因此,直接引用歐拉角旋轉(zhuǎn)變換公式進(jìn)行修正計(jì)算,可能存在原理性誤差。在運(yùn)動(dòng)載體中的矢量測(cè)量以及導(dǎo)航定位中的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換中也都存在類(lèi)似的問(wèn)題。本文對(duì)姿態(tài)角定義和傳感器測(cè)量原理進(jìn)行
數(shù)字海洋與水下攻防 2019年1期2019-05-08
- 基于光電編碼器的永磁球形電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子方位測(cè)量系統(tǒng)*
表示轉(zhuǎn)子方位的歐拉角后，由串口發(fā)送到電機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)中作為反饋信號(hào)，并在液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)上實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)試驗(yàn)得到表示球形轉(zhuǎn)子方位的歐拉角參數(shù)，分析了該系統(tǒng)的性能，并對(duì)系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。1 永磁球形電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)球形轉(zhuǎn)子方位測(cè)量裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，采用O型框作為平衡框的外框，采用C型框作為平衡框的中框，采用球形轉(zhuǎn)子作為內(nèi)框， O型框可以繞安裝支座旋轉(zhuǎn)；C型框可以繞O型框正交軸旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子可以繞C型框正交軸旋轉(zhuǎn)。三
傳感器與微系統(tǒng) 2019年5期2019-05-07
- 基于WebGL的三維GIS空間算法的研究與實(shí)現(xiàn)
轉(zhuǎn)有三種方式：歐拉角[11]、旋轉(zhuǎn)矩陣和四元數(shù)[12]。歐拉角：這是最直觀也最容易理解的旋轉(zhuǎn)表達(dá)方式，物體從初始狀態(tài)到結(jié)束狀態(tài)可以將物體分別繞x、y、z軸按順序旋轉(zhuǎn)不同的角度完成。一共用三個(gè)旋轉(zhuǎn)值和一個(gè)旋轉(zhuǎn)順序表示：(x,y,z,order)其中，x、y、z分別表示物體繞x、y、z軸旋轉(zhuǎn)的角度。order表示三次旋轉(zhuǎn)的順序。當(dāng)用歐拉角控制[13]對(duì)象旋轉(zhuǎn)時(shí)其實(shí)需要將物體繞三個(gè)坐標(biāo)軸的三次旋轉(zhuǎn)，并且如果旋轉(zhuǎn)的順序不同得到的結(jié)果也不相同，一個(gè)歐拉角的參數(shù)中包含
計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件 2019年4期2019-04-15
- 基于彈載捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精確導(dǎo)航的雙歐拉全姿態(tài)方法
法、四元數(shù)法、歐拉角法[3-5]等。其中：方向余弦法更新姿態(tài)矩陣需求解9個(gè)微分方程，求解的姿態(tài)矩陣可全姿態(tài)工作，但計(jì)算量較大[3]；四元數(shù)法計(jì)算量小、計(jì)算精度高，但每次求解到的姿態(tài)矩陣必須經(jīng)過(guò)正交化的誤差修正處理，在飛行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)有界參數(shù)誤差出界的情況[6-8]；歐拉角法求解歐拉角只需求解3個(gè)微分方程，與其他算法相比，需要求解的方程個(gè)數(shù)最少，且求解到的姿態(tài)矩陣永遠(yuǎn)是正交陣，無(wú)需正交化處理，但歐拉角系統(tǒng)有1對(duì)奇異點(diǎn)，在奇異點(diǎn)附近會(huì)產(chǎn)生解算誤差，使輸出姿態(tài)角
上海航天 2019年1期2019-04-03
- 歐拉角姿態(tài)解算的改進(jìn)
究中，用于求解歐拉角的微分方程中包含大量的三角運(yùn)算，會(huì)給實(shí)時(shí)解算帶來(lái)了一定的困難，而且存在的“GimbalLock”現(xiàn)象[2]。所以歐拉角方法不適用于全姿態(tài)飛行器的姿態(tài)確定。本文引入四元數(shù)，進(jìn)而使用了一階龍哥庫(kù)塔求解四元數(shù)微分方程，最終轉(zhuǎn)化為歐拉角得到飛行器空中姿態(tài)。1 坐標(biāo)變換首先進(jìn)行坐標(biāo)變換，利用歐拉角描述一次平面旋轉(zhuǎn)，見(jiàn)圖1.圖1 坐標(biāo)系間的變換關(guān)系[3]設(shè)坐標(biāo)系繞旋轉(zhuǎn)α角后得到坐標(biāo)系X2OY2，空間中有一個(gè)矢量在坐標(biāo)系X1OY1中的投影為rx2，在
裝備制造技術(shù) 2018年3期2018-05-21
- 基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的機(jī)器人定位系統(tǒng)
姿態(tài)描述方法有歐拉角與四元數(shù)兩種。歐拉角便于用戶(hù)使用，但是歐拉角本身在運(yùn)算中卻具有極大的缺點(diǎn)： 一，歐拉角運(yùn)算的時(shí)候會(huì)有大量的三角函數(shù)運(yùn)算，計(jì)算量大；二，歐拉角存在萬(wàn)向節(jié)死鎖。因此本文采用旋轉(zhuǎn)四元數(shù)描述旋轉(zhuǎn)過(guò)程，旋轉(zhuǎn)四元數(shù)可以表示成如下形式：（1）上式中 描述旋轉(zhuǎn)角度， 是一個(gè)單位向量，描述的是旋轉(zhuǎn)軸的方向，所以上述四元數(shù)描述的是物體繞 旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)了 。通過(guò)查閱文獻(xiàn)可以知道四元數(shù)微分如下：其中Gyrox，Gyroy，Gyroz分別表示陀螺儀測(cè)量輸出的三軸角
知識(shí)文庫(kù) 2018年17期2018-05-14
- 基于3-RPS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的視覺(jué)設(shè)備安裝 平臺(tái)建模與仿真
運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，采用歐拉角來(lái)描述。2.2 視覺(jué)設(shè)備安裝平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解如圖2 所示，設(shè) φi（ i = 1,2,3）為支桿 AiBi和基座OAi的夾角。例如，在固定坐標(biāo)系下球關(guān)節(jié) Bi的位置向量可以表示為：將式（2）~（4）代入式（5）可得：球關(guān)節(jié)iB 對(duì)于定平臺(tái)的位置向量2q 也可以寫(xiě)成：因此，通過(guò)式（9）~（12）可以求得Z-Y-X 型歐拉角，如下式：2.3 視覺(jué)設(shè)備安裝平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解如圖2 所示，動(dòng)坐標(biāo)相對(duì)與定坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)變換矩陣為：其中，點(diǎn)P 為上平臺(tái)形
新型工業(yè)化 2018年12期2018-04-24
- 用于艦艇運(yùn)動(dòng)條件下姿態(tài)測(cè)量補(bǔ)償?shù)淖鴺?biāo)變換算法
，還將姿態(tài)角與歐拉角等同［6～12］。本文就姿態(tài)角和歐拉角的概念進(jìn)行了研究，通過(guò)嚴(yán)格的推導(dǎo)得出了利用姿態(tài)角求解艦艇載體坐標(biāo)系到地理坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣的一種實(shí)用公式。2 相關(guān)定義說(shuō)明從文獻(xiàn)［13］中摘錄姿態(tài)角相關(guān)定義：縱軸：沿運(yùn)載體主體所規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向并通過(guò)設(shè)計(jì)重心的軸。橫軸：垂直于縱軸，通常與對(duì)稱(chēng)平面垂直并通過(guò)設(shè)計(jì)重心的軸。沿縱軸正向向右取為正向。姿態(tài)角：運(yùn)載體首向角、橫搖角、和縱搖角的統(tǒng)稱(chēng)。如圖1所示。O-XYZ表示地理東北天坐標(biāo)系，O-X′Y′Z′表
艦船電子工程 2018年2期2018-03-23
- 絞刀運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的歐拉角表示
絞刀運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的歐拉角表示蘇召斌，林 森（中交天津港航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津 300457）傳統(tǒng)的絞刀運(yùn)動(dòng)往往被簡(jiǎn)化為橫移加旋轉(zhuǎn)的二維運(yùn)動(dòng)方式，這種運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化方法難以準(zhǔn)確地定義絞刀的位置和姿態(tài)。以剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，嚴(yán)格推導(dǎo)了絞刀運(yùn)動(dòng)的歐拉表示方法，以全新的視角描述了絞刀的運(yùn)動(dòng)。對(duì)繞任意軸轉(zhuǎn)動(dòng)的歐拉旋轉(zhuǎn)進(jìn)行了公式推導(dǎo)，能夠簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確地描述絞刀的位置和姿態(tài)變化。使用絞刀橫移偏轉(zhuǎn)角度、下放角度和旋轉(zhuǎn)角度定義絞刀的位置和姿態(tài)，并給出了絞刀和刀齒位置姿態(tài)的表達(dá)形
中國(guó)港灣建設(shè) 2017年12期2017-12-28
- 利用三分量磁傳感器解算姿態(tài)問(wèn)題研究
傳感器；姿態(tài)；歐拉角；坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)了解載體姿態(tài)對(duì)于載體導(dǎo)航、定位等工作具有重大幫助[1]。載體姿態(tài)的測(cè)量方式有多種，根據(jù)對(duì)象以及任務(wù)要求的不同，姿態(tài)傳感器可選用磁感應(yīng)式、慣性式等。磁感應(yīng)傳感器由于利用了地磁場(chǎng)，結(jié)構(gòu)中沒(méi)有可動(dòng)部件，所以具有較好的抗沖擊和抗干擾性，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積較小、啟動(dòng)快、成本低，成為許多載體姿態(tài)測(cè)量的首選器件[2]。三分量磁傳感器由三軸微加速度計(jì)和三軸微磁強(qiáng)計(jì)組成，利用大地磁場(chǎng)和重力場(chǎng)在地理坐標(biāo)系和載體坐標(biāo)系之間的方向余弦轉(zhuǎn)換進(jìn)
聲學(xué)與電子工程 2017年3期2017-10-14
- 從CATIA位置矩陣求解歐拉角的計(jì)算方法分析
行位置矩陣求解歐拉角的應(yīng)用場(chǎng)合，接著對(duì)位置矩陣和歐拉角的定義進(jìn)行了描述。然后推導(dǎo)了從位置矩陣到歐拉角的轉(zhuǎn)換公式，并提出兩種從位置矩陣求解歐拉角的計(jì)算方法，分別為下三角矩陣求解方法和上三角矩陣求解方法。同時(shí)說(shuō)明了上述方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。最后說(shuō)明了一類(lèi)特殊類(lèi)型的位置矩陣，分析其對(duì)應(yīng)的歐拉角無(wú)唯一解的原因并提出相應(yīng)的求解方法。【關(guān)鍵詞】位置矩陣；歐拉角；計(jì)算方法0 引言在進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)仿真時(shí)通常需要將三維設(shè)計(jì)軟件中的數(shù)模導(dǎo)入到多體仿真軟件中[1]，以CATI
科技視界 2017年6期2017-07-01
- 星敏數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為參考系歐拉角姿態(tài)的方法*
據(jù)轉(zhuǎn)換為參考系歐拉角姿態(tài)的方法*淡 鵬**1，2,王 丹2，郭延臣2(1.宇航動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710043；2.西安衛(wèi)星測(cè)控中心，西安 710043)針對(duì)三軸穩(wěn)定衛(wèi)星星敏感器姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換參考系歐拉角姿態(tài)計(jì)算的相關(guān)問(wèn)題，首先，系統(tǒng)地總結(jié)了轉(zhuǎn)換計(jì)算的方法，給出了星敏數(shù)據(jù)計(jì)算姿態(tài)矩陣及姿態(tài)矩陣解算歐拉角的方法；然后，對(duì)工程上常用的312及321轉(zhuǎn)序，從編程角度提出了一種全角度歐拉角解算及值選擇方法；最后，分析了采用所提方法轉(zhuǎn)換計(jì)算中的常見(jiàn)誤差因素
電訊技術(shù) 2016年12期2017-01-03
- 一種基于EGI和標(biāo)準(zhǔn)人臉模板的三維人臉點(diǎn)云拼合算法
應(yīng)的特征點(diǎn)計(jì)算歐拉角，分別使待配準(zhǔn)三維人臉點(diǎn)云旋轉(zhuǎn)至與人臉模型大致相同的位置，完成粗配準(zhǔn)，并把粗配準(zhǔn)結(jié)果作為新的初始位置。采用最近點(diǎn)迭代算法（ICP）分別對(duì)三維人臉點(diǎn)云與標(biāo)準(zhǔn)人臉模型進(jìn)行精確配準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)兩組三維人臉點(diǎn)云的拼接。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：點(diǎn)云拼接；三維人臉；高斯圖；最近點(diǎn)迭代算法；歐拉角DOIDOI：10.11907/rjdk.162008中圖分類(lèi)號(hào)：TP312文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2016）011004204基金項(xiàng)目基金
軟件導(dǎo)刊 2016年11期2016-12-22
- 旋轉(zhuǎn)矢量在高動(dòng)態(tài)全姿態(tài)飛行器運(yùn)動(dòng)方程中的應(yīng)用
框架。既克服了歐拉角法不適于全姿態(tài)解算的缺點(diǎn)，同時(shí)，相比于四元數(shù)法又提高了高動(dòng)態(tài)角運(yùn)動(dòng)情況下姿態(tài)解算的效率。對(duì)旋轉(zhuǎn)矢量法、四元數(shù)法和歐拉角法在數(shù)值解算中的不可交換誤差進(jìn)行了分析。據(jù)此，針對(duì)單通道具有高動(dòng)態(tài)特性的軸對(duì)稱(chēng)飛行器，建立了基于準(zhǔn)彈體系的旋轉(zhuǎn)矢量法，提高了解算效率。基于某型滾轉(zhuǎn)導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)字仿真表明了旋轉(zhuǎn)矢量法在姿態(tài)解算中的有效性和廣泛性。飛行器控制、導(dǎo)航技術(shù)；旋轉(zhuǎn)矢量；歐拉角；四元數(shù)；高動(dòng)態(tài)；全姿態(tài)0 引言飛行器運(yùn)動(dòng)方程是表征飛行器運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)
兵工學(xué)報(bào) 2016年3期2016-10-14
- 坐式垂直起降無(wú)人機(jī)的一種姿態(tài)解算算法的設(shè)計(jì)
四元數(shù)轉(zhuǎn)換出的歐拉角會(huì)出現(xiàn)奇異點(diǎn)，即萬(wàn)向節(jié)死鎖。從解算算法出發(fā)，提出了一種更改旋轉(zhuǎn)順序的方法，避免奇異點(diǎn)出現(xiàn)。結(jié)果表明，此方法可以很好地應(yīng)用在垂直起降無(wú)人機(jī)的姿態(tài)解算上。關(guān)鍵詞：飛行器控制；坐式垂直起降無(wú)人機(jī)；姿態(tài)測(cè)量；四元數(shù)；歐拉角；萬(wàn)向節(jié)死鎖E-mail：liudh@hebust.edu.cn劉東輝,奚樂(lè)樂(lè),牛孟然，等.坐式垂直起降無(wú)人機(jī)的一種姿態(tài)解算算法的設(shè)計(jì)[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2016,37(1):47-51.LIU Donghui, XI
河北科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年1期2016-03-03
- 三種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型的比較
羅德里格參數(shù)、歐拉角、四元數(shù)構(gòu)造旋轉(zhuǎn)矩陣,進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,然后做出比較。文章對(duì)三種模型的誤差和效率都作出了實(shí)驗(yàn)分析,結(jié)果表明,在沒(méi)有較好的初值情況下,羅德里格和四元數(shù)模型效率較高,但歐拉角和羅德里格模型的精度較高。因此,在沒(méi)有初值的情況下,建議優(yōu)先選取羅德里格模型。羅德里格參數(shù);歐拉角;四元數(shù);坐標(biāo)轉(zhuǎn)換0 引 言在大地測(cè)量、攝影測(cè)量、和工程測(cè)量等應(yīng)用中,經(jīng)常用到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,這就需要解算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型中的未知參數(shù),其中關(guān)鍵的部分是解算構(gòu)成旋轉(zhuǎn)矩陣的未知參數(shù)。有多種
全球定位系統(tǒng) 2016年6期2016-02-21
- 基于單位四元數(shù)的單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向
共面條件方程；歐拉角中圖分類(lèi)號(hào)：P23收稿日期：2014-10-30基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41471381；41101441);南京航空航天大學(xué)研究生創(chuàng)新基地開(kāi)放基金項(xiàng)目(kfjj130133)作者簡(jiǎn)介：柳建鋒(1990-)，男，碩士研究生.Independent relative orientation based on unit quaternionLIU Jian-feng,SHENG Qing-hong,WANG Hui-nan(Co
測(cè)繪工程 2015年6期2015-12-29
- 基于位姿分離法的模塊化機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
態(tài)逆解時(shí),采用歐拉角表示機(jī)械臂末端相對(duì)于基座的姿態(tài),減少了計(jì)算量.以SCHUNK模塊化7自由度機(jī)械臂為例,進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解分析,并基于虛擬樣機(jī)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證.7自由度;冗余機(jī)械臂;逆運(yùn)動(dòng)學(xué);位姿分離法7自由度機(jī)械臂屬于冗余自由度機(jī)械臂[1].在機(jī)械臂末端(以下簡(jiǎn)稱(chēng)末端)位姿確定的情況下,非冗余機(jī)械臂的關(guān)節(jié)變量和末端位姿是一一對(duì)應(yīng)的.而冗余機(jī)械臂和非冗余機(jī)械臂最大的區(qū)別就在于自運(yùn)動(dòng)特性[2].同樣在末端位姿確定的情況下,冗余自由度機(jī)械臂有多組關(guān)節(jié)角與之相對(duì)
- 基于四元數(shù)的四旋翼飛行器姿態(tài)解算算法
有多種方法，如歐拉角、方向余弦、四元數(shù)法等。1 歐拉角算法飛行器在飛行過(guò)程中相對(duì)于水平面發(fā)生了一定角度的傾斜，此時(shí)我們不能直觀的說(shuō)飛行器傾斜了多少角度，因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)，我們可以把它的運(yùn)動(dòng)矢量正交分解為幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成。同理，我們把飛行器的旋轉(zhuǎn)分解為三個(gè)軸上的旋轉(zhuǎn)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)的角度就是歐拉角[2]，如圖1所示，圖中α、β、γ就是歐拉角。1.1 坐標(biāo)系飛行器飛行的參數(shù)必須在一個(gè)確定的坐標(biāo)系下才能進(jìn)行描述。對(duì)于飛行器來(lái)說(shuō)常用的坐標(biāo)系有地理坐標(biāo)系和機(jī)體坐標(biāo)系。
制造業(yè)自動(dòng)化 2015年23期2015-05-11
- 基于歐拉角分析法的電動(dòng)二維轉(zhuǎn)鏡讀數(shù)修正
致的問(wèn)題，利用歐拉角加以分析，并提出了一種軟件修正的方法。1 問(wèn)題的提出實(shí)際應(yīng)用中二維轉(zhuǎn)臺(tái)多數(shù)采用力矩電機(jī)實(shí)現(xiàn)方位、俯仰方向的轉(zhuǎn)動(dòng)功能，高精度的光電編碼器給出轉(zhuǎn)臺(tái)兩軸的轉(zhuǎn)角值［3］。如圖1所示的二維轉(zhuǎn)鏡即是一個(gè)實(shí)例。本文中的二維轉(zhuǎn)鏡是用于輕武器紅外瞄具瞄準(zhǔn)基線變化量測(cè)量系統(tǒng)。在測(cè)量系統(tǒng)中二維轉(zhuǎn)鏡對(duì)光線進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)光線走動(dòng)量進(jìn)行測(cè)量。二維轉(zhuǎn)臺(tái)包括方位和俯仰兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，其中俯仰的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是固定的，方位的轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向隨著俯仰軸的轉(zhuǎn)動(dòng)改變。其通過(guò)對(duì)平面鏡進(jìn)行調(diào)整
長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2014年6期2014-12-07
- 6自由度在剛體初始軌跡中的數(shù)值研究
究傳統(tǒng)求解剛體歐拉角缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用全角度轉(zhuǎn)換的四元數(shù)法求解歐拉角，解決了非全角度轉(zhuǎn)換的四元數(shù)法在大攻角情況下轉(zhuǎn)換不準(zhǔn)確的問(wèn)題。對(duì)6自由度方法進(jìn)行了算例驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法正確、實(shí)用，與已有的模型相比具有更好的工程應(yīng)用價(jià)值。6自由度;歐拉角;四元數(shù);角度轉(zhuǎn)換;機(jī)彈分離在研究物體(如飛行器外掛物、導(dǎo)彈等)6自由度運(yùn)動(dòng)姿態(tài)[1]時(shí)，本文引入“固化原理”，即忽略物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的變形，這樣物體的姿態(tài)可看作繞各個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。物體的運(yùn)動(dòng)是關(guān)于時(shí)間的連續(xù)性問(wèn)題，可以通過(guò)
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程 2014年3期2014-09-05
- 大姿態(tài)角入水時(shí)的魚(yú)雷半實(shí)物仿真方法研究
。通過(guò)重新定義歐拉角以及合理設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)的角速率限幅值和角加速度限幅值可以解決上述問(wèn)題。本文對(duì)大姿態(tài)角入水下的半實(shí)物仿真問(wèn)題進(jìn)行深入分析，針對(duì)立式三軸轉(zhuǎn)臺(tái)提出基于正歐拉角或反歐拉角的半實(shí)物仿真方法，試驗(yàn)結(jié)果表明仿真方法有效可行，而采用正歐拉角還是反歐拉角，可以事先通過(guò)數(shù)學(xué)仿真進(jìn)行確定。1 問(wèn)題分析和解決方法1.1 歐拉角定義繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體相對(duì)參考坐標(biāo)系的角位置，可以用3次獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的3個(gè)轉(zhuǎn)角來(lái)確定。這就是著名的歐拉法。這3個(gè)獨(dú)立的角度稱(chēng)為歐拉角。在實(shí)際使用中歐
艦船科學(xué)技術(shù) 2014年3期2014-08-26
- 慣導(dǎo)系統(tǒng)拐彎狀態(tài)下姿態(tài)角誤差變化研究
過(guò)程中水平方向歐拉角誤差大小發(fā)生“跳變”的現(xiàn)象，找出影響拐彎狀態(tài)下水平姿態(tài)角誤差變化的因素。首先對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)前后失準(zhǔn)角變化大小進(jìn)行了定量分析；然后推導(dǎo)出歐拉角誤差和失準(zhǔn)角之間關(guān)系式，得出產(chǎn)生歐拉角誤差變化的原因；最后通過(guò)仿真和試驗(yàn)對(duì)上述結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。慣導(dǎo)系統(tǒng)；定量分析；歐拉角誤差；失準(zhǔn)角地面車(chē)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，由于水平姿態(tài)角誤差的大小對(duì)導(dǎo)航定位結(jié)果影響非常大[1]，0.01°水平姿態(tài)角誤差對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度誤差中舒拉振蕩幅值大約為1.5n mile。在進(jìn)行車(chē)載試驗(yàn)時(shí)，
航天控制 2014年3期2014-08-09
- 四元數(shù)在水下航行體運(yùn)動(dòng)建模中的應(yīng)用
并給出四元數(shù)與歐拉角之間的關(guān)系。隨后，在建立動(dòng)力學(xué)方程時(shí)，將水下航行體視為由水下航行體和CMG組成的多剛體系統(tǒng)，并使用四元數(shù)來(lái)代替動(dòng)力學(xué)方程中的歐拉角項(xiàng)。最后，使用龍格庫(kù)塔法對(duì)所建立的模型進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，所建立的模型能有效避免使用歐拉角方法建立模型時(shí)所產(chǎn)生的奇異問(wèn)題。四元數(shù)；控制力矩陀螺；水下航行體；運(yùn)動(dòng)模型0 引 言目前，大多數(shù)水下航行體均采用歐拉角方法來(lái)建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，而當(dāng)水下航行體俯仰角出現(xiàn)±90°情況時(shí)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程就會(huì)出現(xiàn)奇異［1］。由
中國(guó)艦船研究 2014年2期2014-07-19
- 四元數(shù)與歐拉角剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)值積分算法及其比較
程中的應(yīng)用，對(duì)歐拉角表示的狀態(tài)方程數(shù)值積分與四元數(shù)的保辛積分進(jìn)行比較.重陀螺的數(shù)值仿真結(jié)果表明四元數(shù)保辛積分的數(shù)值結(jié)果明顯優(yōu)于歐拉角狀態(tài)方程積分.與歐拉角狀態(tài)方程積分相比，四元數(shù)保辛積分在剛體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值仿真中更具優(yōu)勢(shì).關(guān)鍵詞：四元數(shù)； 歐拉角； 剛體動(dòng)力學(xué)； 保辛； 重陀螺中圖分類(lèi)號(hào)： TP391.9； O313.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A0引言四元數(shù)、歐拉角和方向余弦[1]是描述剛體旋轉(zhuǎn)最主要的3種坐標(biāo)形式.方向余弦法需要9個(gè)參量，應(yīng)用較少；而另外2種則應(yīng)用廣
計(jì)算機(jī)輔助工程 2014年1期2014-03-13
- 傾轉(zhuǎn)機(jī)身無(wú)人機(jī)俯仰角奇異問(wèn)題研究
對(duì)傳統(tǒng)四元數(shù)向歐拉角轉(zhuǎn)換公式的奇異性,分析了尾坐式垂直起降無(wú)人機(jī)在傾轉(zhuǎn)機(jī)身時(shí)俯仰角奇異的問(wèn)題,提出一種新的四元數(shù)向歐拉角轉(zhuǎn)換方法。將雙歐法與四元數(shù)法相結(jié)合,利用正歐拉角與反歐拉角奇異倒掛的特點(diǎn),克服了傳統(tǒng)四元數(shù)向歐拉角轉(zhuǎn)換時(shí)俯仰角出現(xiàn)的奇異性。仿真結(jié)果表明,該方法實(shí)現(xiàn)了俯仰角在全角度范圍的變化,有效地解決了尾坐式垂直起降無(wú)人機(jī)在傾轉(zhuǎn)機(jī)身時(shí)俯仰角奇異的問(wèn)題。傾轉(zhuǎn)機(jī)身; 四元數(shù); 雙歐法; 奇異性; 全角度0 引言垂直起降飛行器對(duì)跑道無(wú)依賴(lài),且具有可懸停的優(yōu)勢(shì)
飛行力學(xué) 2013年5期2013-11-06
- 雙歐控制法在運(yùn)載器水彈道中的應(yīng)用
工作。采用正反歐拉角2套姿態(tài)描述系統(tǒng), 利用各自的奇異特點(diǎn), 設(shè)計(jì)了在彈道初始階段利用正歐拉角控制規(guī)避和爬升彈道、末期利用反歐拉角精確控制出水俯仰角至90°的雙歐拉控制法, 并進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明, 利用雙歐拉控制法既可以保證彈道數(shù)據(jù)的直觀性, 又可大幅提高運(yùn)載器出水俯仰角的控制精度。該方法不但可以用于運(yùn)載器水彈道控制方案設(shè)計(jì), 亦可用于同類(lèi)別的涉及大姿態(tài)機(jī)動(dòng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。導(dǎo)彈運(yùn)載器; 水彈道; 雙歐拉控制法; 控制系統(tǒng)0 引言潛射導(dǎo)彈具有攻擊突
水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào) 2013年6期2013-09-19
- 基于擬歐拉角描述的上面級(jí)姿態(tài)控制律設(shè)計(jì)
108?基于擬歐拉角描述的上面級(jí)姿態(tài)控制律設(shè)計(jì)夏喜旺 劉漢兵 杜 涵上海宇航系統(tǒng)工程研究所,上海 201108上面級(jí)在多星部署過(guò)程中將涉及大角度姿態(tài)機(jī)動(dòng)問(wèn)題，衛(wèi)星釋放所引起的質(zhì)心橫移將給上面級(jí)姿態(tài)控制帶來(lái)困難。根據(jù)系統(tǒng)質(zhì)心的橫移情況，在上面級(jí)體坐標(biāo)系中確定矢量噴管的平衡位置，進(jìn)而確定出矢量噴管指向指令方向時(shí)的上面級(jí)姿態(tài)。調(diào)制姿態(tài)四元數(shù)可以得到描述上面級(jí)姿態(tài)偏差的擬歐拉角及相應(yīng)的擬歐拉角速度，在擬歐拉角描述的上面級(jí)姿態(tài)運(yùn)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，選擇合適的滑模面，構(gòu)造
航天控制 2012年3期2012-08-12
- 基于MATLAB的一種并聯(lián)頂舉機(jī)構(gòu)逆解與工作空間分析
-XYZ的可用歐拉角表示的齊次坐標(biāo)變換矩陣描述。用歐拉角描述機(jī)構(gòu)空間姿態(tài)，由于歐拉角表示的旋轉(zhuǎn)矩陣只有三個(gè)參數(shù)，所以用歐拉角將平臺(tái)的位姿參數(shù)與變換矩陣聯(lián)系起來(lái)，方便了求解運(yùn)算。設(shè)上平面的單位矢量為Nt=（ntx,nty,ntz）T，歐拉角為α、β 、γ，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與絕對(duì)坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的方向余弦角為θx、θy、θz。為了計(jì)算方便以及保證 ntx、nty、ntz與 α、β、γ 為單值對(duì)應(yīng)，需要對(duì)歐拉角做如下規(guī)定：平臺(tái)的法向單位矢量即為方向余弦：根據(jù)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)情況，
制造業(yè)自動(dòng)化 2011年3期2011-02-19