使用四元数计算相对取向的问题

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我 2021年1月19日

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这个问题直接联系

//www.tianjin-qmedu.com/matlabcentral/answers/721549-problem-with-calculating-relative-orientation-using-quaternions

编辑: 布莱恩Fanous 2021年1月20日

答:接受布莱恩Fanous

我使用一个IMU提供绝对定向传感器的框架年代相对于固地框架 N 在一个单位四元数的形式

(即从坐标系旋转 N 帧年代 )。第一个字段所提供的四元数是标量的部分,我相信同意MATLAB符号。在我的实验中,我第一次得到一个初始取向(当传感器相对静态)

,我想获得的相对定向传感器的形式ZYX股票欧拉角(更准确地说

)。

这是我试过的程序:

首先,我反初始取向,

然后,我用获得的结果相对四元数如下,

(我也试过

,但并没有给出正确的结果)。

最后,可视化结果,我相对定向转化为欧拉角。我也有参考轨迹计算在动作捕捉软件使用相同的数据。然而,我的结果看起来完全不同的(错误的)所示,

奇怪的是,如果我手动设置 Z 和 Y 旋转的

为零(然后结果转换回四元数形式),角轨迹完全匹配(除了抵消的 Z 和 Y )。

我做错了什么?

这是我使用的MATLAB代码。注意,initQ

和“relQ”

。

                         %的平均四元数使用meanrot获取初始取向。
                        
                         【(1),(2),(3),问(4)]=部分(meanrot(四元数(initData));
                        
                         initQ =问;
                        
                         %第二种方法,如果我手动设置前两个旋转为零。
                        
                         % initEul = quat2eul (q,“ZYX股票”);
                        
                         % initEul (2) = 0;
                        
                         % initEul (1) = 0;
                        
                         % initQ = eul2quat (initEul ZYX股票);
                        
                         relQ = quatmultiply (mocapData quatinv (initQ));
                        
                         eulerAngles = quat2eul(四元数(relQ),“ZYX股票”)* 180 /π;