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红鱼77

新虫 (初入文坛)

[求助] 还是一个坐标系的问题,烦请高手进来帮忙!拜托!

如果在XYZ的坐标系中有四个点,分别为ABCD,构成了原点为中心的一个长方形,这四个点坐标分别为A (1,0,0.65) B(1,0,-0.65) C(-1,0,-0.65) D(-1,0,0.65),其实就是这个长方形面的法线为Y轴了,并且AD/BC边与地面平行,Y轴与地面的夹角为b度(已知,这里假设为45度吧),Y轴在地面的投影与正南方向(即新坐标系的Y1轴)夹角为a度(已知,假设为60度)。然后再以这个长方形的中心点即XYZ坐标系的原点建立一个地面坐标系,X1Y1面就是与地面平行的面(假设X1轴指向正西方向,Y1轴指向正南方向),Z1方向就是天顶的方向(与地面垂直)。这个长方形的位置始终不动。求这个长方形四个顶点ABCD在X1Y1Z1的坐标系中的坐标A1B1C1D1。并且如果再将地面坐标系X1Y1Z1的Y1轴抬高85度,也就是从X1轴向原点看去,Y1Z1面逆时针旋转c度(已知,假设为70度),构成了另一个新坐标系X2Y2Z2。当然,长方形的位置仍然保持不动。求这时候ABCD在这个新坐标系X2Y2Z2的坐标A2B2C2D2。
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weft

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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感谢参与,应助指数 +1
红鱼77: 金币+40, ★★★很有帮助, 是的,我晕掉了,确实是矛盾的,那你算出答案了吗?可以把四个点的坐标的结果发给我看下吗?谢谢 2013-04-26 14:42:11
1. 关于X1Y1Z1坐标系, 你增加了"AD/BC边与地面平行"这个条件, 没错吧? 如果你确定的, 那可以如下分析: 根据你的描述, "X1Y1面就是与地面平行的面", 所以AD/BC边与X1Y1面平行, 注意到AD/BC边也平行于X轴, 所以X轴与X1Y1面平行, 但X轴与X1Y1面相交于原点, 所以X轴必定位于X1Y1面中, 这正是我原来给出解答后的疑问, 现在得到了证实, 因此我原来给出的公式就是你想要的.

2. 关于X2Y2Z2坐标系, 只需要在原来的过渡矩阵再右乘一个很简单的基本旋转矩阵就行了. 问题是你说"抬高85度", 又说"逆时针旋转c度(已知,假设为70度", 这个85度和70度岂不是自相矛盾?
2楼2013-04-26 05:03:30
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dogear8

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
总的来说,该问题是坐标线性变换问题。关键在于求出转换矩阵,这里有一个简单的思路可循:
    空间中坐标轴的旋转总可以降解为绕其中两个坐标轴旋转的合成,得到围绕单轴旋转的转换矩阵相信不会难倒楼主吧!然后,将n此旋转矩阵点乘便得到转换矩阵。本题中,便是先绕x轴转过-b度然后绕z轴转过-a度。问题便解决喽!
    至于补充问题,我想不足以成为独立问题,用上述方法解决即可!希望对你能有帮助。
3楼2013-04-26 08:35:42
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红鱼77

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by weft at 2013-04-26 05:03:30
1. 关于X1Y1Z1坐标系, 你增加了"AD/BC边与地面平行"这个条件, 没错吧? 如果你确定的, 那可以如下分析: 根据你的描述, "X1Y1面就是与地面平行的面", 所以AD/BC边与X1Y1面平行, 注意到AD/BC边也平 ...

是抬高85度,也就是逆时针旋转c度(c=85)
4楼2013-04-26 14:42:50
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weft

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
红鱼77: 金币+20, ★★★很有帮助, 谢谢,我来验证看看这个结果是不是跟我预期的一样。 2013-04-28 09:53:52
引用回帖:
4楼: Originally posted by 红鱼77 at 2013-04-26 14:42:50
是抬高85度,也就是逆时针旋转c度(c=85)...

算了一下, 是左乘而不是右乘一个基本旋转矩阵.

Transformation matrix 1.png



Transformation matrix 2.png

5楼2013-04-27 04:02:16
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