在将旋转矩阵转换为四元数时,可以使用以下方法来防止将270度与90度混淆:
import numpy as np
def matrix_to_axis_angle(matrix):
trace = np.trace(matrix)
angle = np.arccos((trace - 1) / 2.0)
axis = 1 / (2 * np.sin(angle)) * np.array([
matrix[2, 1] - matrix[1, 2],
matrix[0, 2] - matrix[2, 0],
matrix[1, 0] - matrix[0, 1]
])
return axis, angle
def axis_angle_to_quaternion(axis, angle):
if angle > np.pi:
angle = 2 * np.pi - angle
axis = -axis
q = np.array([np.cos(angle / 2), axis[0] * np.sin(angle / 2), axis[1] * np.sin(angle / 2), axis[2] * np.sin(angle / 2)])
return q
# 输入旋转矩阵
rotation_matrix = np.array([[0, 0, 1], [1, 0, 0], [0, 1, 0]])
# 将旋转矩阵转换为旋转轴和旋转角度
axis, angle = matrix_to_axis_angle(rotation_matrix)
# 根据旋转轴和旋转角度构造四元数
quaternion = axis_angle_to_quaternion(axis, angle)
print(quaternion)
通过使用旋转轴和旋转角度,可以确保在转换旋转矩阵为四元数时不会混淆270度和90度。