移动机器人原理与设计(原书第2版)
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

1.1.2 李群

Rn的旋转矩阵的集合形成了一个关于乘法的群,称为一个特殊的正交群(特殊是因为detR=1,正交是由于RTR=I),用SO(n)表示。非常容易得出(SO(n),·)是一个群,其中I是零元素。此外,乘法和逆运算都是平滑的。这使得SO(n)成了一个李群,它是矩阵集Rn×n的流形。

n×n矩阵的矩阵集Rn×n是n2维的,由于矩阵RT·R总是对称的,因此,矩阵方程RTR=I)可以分解成个独立的标量方程。例如,当n=2时,可得个标量方程为:

因此,集合SO(n)形成了一个d-n2-的流形。

当n=1时,可得d=0,集合SO(1)是一个包含单个旋转因子R=1的单元素集合。

当n=2时,可得d=1,则需要一个唯一的参数(或角度)来表示SO(2)。

当n=3时,可得d=3,则需要三个参数(或角度)来表示SO(3)。