移动机器人原理与设计(原书第2版)
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1.2.2 运动欧拉矩阵的旋转向量

图1.5 机器人上的固定坐标系R1:(o1,i1,j1,k1

考虑下述情况,一个刚体在坐标系R0中运动,R1为刚体上固连的坐标系(见图1.5)。此处所选约定为造船与轮机工程师协会(SNAME)的一些相关约定。假设这两个坐标系都是标准正交的,令R(t)=R(ψ(t),θ(t),φ(t))为连接两个坐标系的旋转矩阵,则需得到该刚体相对于R0的瞬时旋转向量w,并将其表示为关于的函数。则有:

那么,在坐标系R0中计算出量k,Rψj以及Rψ·Rθ·i之后,可得:

基于此,可得到如下结果:

注意,当cosθ=0时,该矩阵是一个奇异矩阵。因此,必须确保不会有等于的俯仰角θ。