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cv::QuatEnum 类参考

#include <opencv2/core/quaternion.hpp>

cv::QuatEnum 的协作图

公共类型

枚举  EulerAnglesType(欧拉角类型) {
  INT_XYZ ,
  INT_XZY ,
  INT_YXZ ,
  INT_YZX ,
  INT_ZXY ,
  INT_ZYX ,
  INT_XYX ,
  INT_XZX ,
  INT_YXY ,
  INT_YZY ,
  INT_ZXZ ,
  INT_ZYZ ,
  EXT_XYZ ,
  EXT_XZY ,
  EXT_YXZ ,
  EXT_YZX ,
  EXT_ZXY ,
  EXT_ZYX ,
  EXT_XYX ,
  EXT_XZX ,
  EXT_YXY ,
  EXT_YZY ,
  EXT_ZXZ ,
  EXT_ZYZ
}
 欧拉角类型的枚举。更多...
 

成员枚举文档

◆ EulerAnglesType(欧拉角类型)

欧拉角类型的枚举。

如果不考虑使用两种不同的转换来定义旋转轴的可能性,则存在十二种可能的旋转轴序列,分为两组

  • 真欧拉角(Z-X-Z、X-Y-X、Y-Z-Y、Z-Y-Z、X-Z-X、Y-X-Y)
  • Tait–Bryan 角(X-Y-Z、Y-Z-X、Z-X-Y、X-Z-Y、Z-Y-X、Y-X-Z)。

三个基本旋转可能是外在的(绕原始坐标系的轴 *xyz* 旋转,假设原始坐标系保持静止),或内在的(绕旋转坐标系的轴 *XYZ* 旋转,与运动物体固连,每次基本旋转后改变其方向)。

外在和内在旋转是相关的。

欧拉角的定义如下,

  • \(\theta_1 \) 表示第一个旋转角度,
  • \(\theta_2 \) 表示第二个旋转角度,
  • \(\theta_3 \) 表示第三个旋转角度。

对于 X-Y-Z 顺序的内在旋转,旋转矩阵 R 可以通过下式计算

\[R =X(\theta_1) Y(\theta_2) Z(\theta_3) \]

对于 X-Y-Z 顺序的外在旋转,旋转矩阵 R 可以通过下式计算

\[R =Z({\theta_3}) Y({\theta_2}) X({\theta_1})\]

其中

\[X({\theta_1})={\begin{bmatrix}1&0&0\\0&\cos {\theta_1} &-\sin {\theta_1} \\0&\sin {\theta_1} &\cos {\theta_1} \\\end{bmatrix}}, Y({\theta_2})={\begin{bmatrix}\cos \theta_{2}&0&\sin \theta_{2}\\0&1 &0 \\\ -sin \theta_2& 0&\cos \theta_{2} \\\end{bmatrix}}, Z({\theta_3})={\begin{bmatrix}\cos\theta_{3} &-\sin \theta_3&0\\\sin \theta_3 &\cos \theta_3 &0\\0&0&1\\\end{bmatrix}}. \]

该函数是根据这组约定设计的

  • 右手参考系被采用,并且右手规则用于确定角度的符号。
  • 每个矩阵都表示一个主动旋转(组合矩阵和被组合矩阵都应该作用于初始固定参考系中定义的向量的坐标,并给出在同一参考系中定义的旋转向量的坐标作为结果)。
  • 对于\(\theta_1\) 和 \(\theta_3\),有效范围是 (−π, π]。

    对于\(\theta_2\),有效范围是 [−π/2, π/2] 或 [0, π]。

    对于 Tait–Bryan 角,\(\theta_2\) 的有效范围是 [−π/2, π/2]。当将四元数转换为欧拉角时,欧拉角的解在\( \theta_2 \in (−π/2, π/2)\) 的条件下是唯一的。如果\(\theta_2 = −π/2 \) 或 \( \theta_2 = π/2\),则存在无限个解。这种情况的通用名称是万向锁。对于真欧拉角,\(\theta_2\) 的有效范围是 [0, π]。欧拉角的解在\( \theta_2 \in (0, π)\) 的条件下是唯一的。如果\(\theta_2 =0 \) 或 \(\theta_2 =π \),则存在无限个解,并且会发生万向锁。

枚举器
INT_XYZ 

欧拉角类型为 X-Y-Z 的内在旋转。

INT_XZY 

欧拉角类型为 X-Z-Y 的内在旋转。

INT_YXZ 

欧拉角类型为 Y-X-Z 的内在旋转。

INT_YZX 

欧拉角类型为 Y-Z-X 的内在旋转。

INT_ZXY 

欧拉角类型为 Z-X-Y 的内在旋转。

INT_ZYX 

欧拉角类型为 Z-Y-X 的内在旋转。

INT_XYX 

欧拉角类型为 X-Y-X 的内在旋转。

INT_XZX 

欧拉角类型为 X-Z-X 的内在旋转。

INT_YXY 

欧拉角类型为 Y-X-Y 的内在旋转。

INT_YZY 

欧拉角类型为 Y-Z-Y 的内在旋转。

INT_ZXZ 

欧拉角类型为 Z-X-Z 的内在旋转。

INT_ZYZ 

欧拉角类型为 Z-Y-Z 的内在旋转。

EXT_XYZ 

欧拉角类型为 X-Y-Z 的外在旋转。

EXT_XZY 

欧拉角类型为 X-Z-Y 的外在旋转。

EXT_YXZ 

欧拉角类型为 Y-X-Z 的外在旋转。

EXT_YZX 

欧拉角类型为 Y-Z-X 的外在旋转。

EXT_ZXY 

欧拉角类型为 Z-X-Y 的外在旋转。

EXT_ZYX 

欧拉角类型为 Z-Y-X 的外在旋转。

EXT_XYX 

欧拉角类型为 X-Y-X 的外在旋转。

EXT_XZX 

欧拉角类型为 X-Z-X 的外在旋转。

EXT_YXY 

欧拉角类型为 Y-X-Y 的外在旋转。

EXT_YZY 

欧拉角类型为 Y-Z-Y 的外在旋转。

EXT_ZXZ 

欧拉角类型为 Z-X-Z 的外在旋转。

EXT_ZYZ 

欧拉角类型为 Z-Y-Z 的外在旋转。


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