24小时热门版块排行榜    

查看: 1372  |  回复: 15

红鱼77

新虫 (初入文坛)

[求助] 有高手帮忙解决下这个坐标轴旋转的问题吗?万分感谢!!!

附图中的两个坐标系都是右手坐标系,其中XYZ是原坐标系,X1Y1Z1是新坐标系,现在有个在原坐标系XYZ中的点A(x,y,z).新坐标系与原坐标系的关系是这样的:原坐标系中的Y轴与新坐标系X1Y1面的夹角是b度,Y轴在X1Y1面的投影oy'与新坐标系的Y1轴的夹角是a度。其中a度,和b度都是已知的,A(x,y,z)也是已知的,现在要求在新坐标系下A点的坐标。两个坐标系的原点都是O点,A点的位置不变。

坐标.JPG
回复此楼
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

weft

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
红鱼77: 金币+10, ★★★很有帮助, 会有无数多个解吗?可是我自己模拟了下,貌似不是这样的啊,我再思考下。 2013-04-25 21:25:10
红鱼77: 金币+20, 加了约束条件了,希望你还可以帮我解答下,谢谢了。 2013-04-25 23:46:41
引用回帖:
10楼: Originally posted by weft at 2013-04-24 05:17:28
你说的这些实际上涉及到所谓的"欧拉角 (Euler angle)"了, 这个是已经有定论的, 自己查wiki百科就能看到. 虽然你想从几何上看清楚这件事情的出发点是非常好的, 但是很容易绕进去被搞糊涂, 反倒是你现在这 ...

我观察自己算出来的结果, 尤其是过渡矩阵的第一个列向量的第三个坐标为零, 这意味着X轴躺在X_1Y_1平面内, 这个应该是不对的, 从你给的条件中看不到这样的限制条件, 我这才意识到所有参与讨论的人(也包括我)都被你的图片误导了. 实际上如果让XYZ坐标系围绕Y轴自身旋转任意角度, 你的条件依然满足, 换句话说你的条件还不够, 还差一个条件, 否则会有无数多个旋转满足要求. 这个问题也可以这么看, 确定一个三阶正交矩阵需要三个参数, 也就是三个自由度, 而你只给出了两个参数, 还有一个自由度没有被确定下来, 所以这个问题会有无数多个解. 这么简单的问题竟然一开始没意识到, 大家都被图片误导了.
11楼2013-04-24 05:40:02
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
普通回帖

红鱼77

新虫 (初入文坛)

不知道问题说清楚了没有,如果有高手能帮忙解决的话,会多加金币的,谢谢谢谢!!!!!
2楼2013-04-23 16:00:53
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

红鱼77

新虫 (初入文坛)

我原来的想法是X轴绕原点顺时针旋转b度,然后Z轴再绕原点顺时针旋转a度,但是貌似结果是不对的。
3楼2013-04-23 16:04:15
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

lzunightmare

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
红鱼77: 金币+10, ★★★很有帮助, 麻烦你看下我的想法是不是对的,谢谢 2013-04-23 17:10:54
1、从x的正方向往原点看,把y轴顺时针转b,这样y就到了x1y1的平面上
2、从z的正方向往原点看,把y轴顺时针转a,这样y 和y1就重合了。
4楼2013-04-23 16:58:36
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

红鱼77

新虫 (初入文坛)

我现在的想法是Z1轴位置不变,然后Z1轴逆时针旋转a度,形成一个坐标系X2Y2Z2,然后X2轴不变,X2轴逆时针旋转b度,得到了XYZ,不知道这个想法对不对
5楼2013-04-23 17:08:08
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

红鱼77

新虫 (初入文坛)

我来验证下,我和4楼的想法的结果是不是一致的。
6楼2013-04-23 17:11:40
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

lzunightmare

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
6楼: Originally posted by 红鱼77 at 2013-04-23 17:11:40
我来验证下,我和4楼的想法的结果是不是一致的。

“Z1轴位置不变,然后Z1轴逆时针旋转a度”这个有点矛盾啊……
另外“Z1轴逆时针旋转a度”,你没说清在哪个平面内转啊。
你验证结果如何?
7楼2013-04-23 20:19:30
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhywu

新虫 (知名作家)

FYI

空间旋转.jpg

8楼2013-04-23 21:40:18
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

红鱼77

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
4楼: Originally posted by lzunightmare at 2013-04-23 16:58:36
1、从x的正方向往原点看,把y轴顺时针转b,这样y就到了x1y1的平面上
2、从z的正方向往原点看,把y轴顺时针转a,这样y 和y1就重合了。

还没用具体的数据验证,不过我自己搞了个实物图模拟了下,应该是一样的,我的意思也是跟你差不多的,我所说的Z1轴位置不变,Z1轴逆时针旋转a度的意思就是:Z1轴的空间位置不改变,自身旋转a度,这样的话,X1Y1平面就会跟着旋转,并且X1轴和X2轴,Y1和Y2轴相差a度,同样X2轴不变,X2轴逆时针旋转b度,得到了XYZ的意思就是保持X2轴的空间位置不变,X2轴旋转b度,这样使得Y2轴跟Y轴重合。明天来验证下
9楼2013-04-23 23:38:15
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

weft

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
红鱼77: 金币+20, ★★★很有帮助 2013-04-25 23:30:14
引用回帖:
9楼: Originally posted by 红鱼77 at 2013-04-23 23:38:15
还没用具体的数据验证,不过我自己搞了个实物图模拟了下,应该是一样的,我的意思也是跟你差不多的,我所说的Z1轴位置不变,Z1轴逆时针旋转a度的意思就是:Z1轴的空间位置不改变,自身旋转a度,这样的话,X1Y1平面 ...

你说的这些实际上涉及到所谓的"欧拉角 (Euler angle)"了, 这个是已经有定论的, 自己查wiki百科就能看到. 虽然你想从几何上看清楚这件事情的出发点是非常好的, 但是很容易绕进去被搞糊涂, 反倒是你现在这个具体问题没必要搞得那么复杂, 可以直接抛开几何直接算. 其出发点就是坐标变换和过渡矩阵的关系, 所以核心在于求出过渡矩阵, 而过渡矩阵的列向量就是基向量在另一组基向量下的坐标, 这个根据你给的条件很容易算出来, 就是繁琐一点而已. 最后利用一下特殊正交矩阵的性质, 很容易就能求出来. 总的来说没什么大的难度, 就是线性代数加一点点解析几何而已. 自己看附件图片吧.

过渡矩阵 1.png



过渡矩阵 2.png

10楼2013-04-24 05:17:28
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
相关版块跳转 我要订阅楼主 红鱼77 的主题更新
信息提示
请填处理意见