旋转矩阵

摘要： 目的:为了实现任意斜面的选择,本文提供了一种磁共振空间定位成像的实现方式。方法:通过定位线旋转绘制功能,实现任意斜面的选择。基于LaBVIEW实现了磁共振在三维空间任意方向的定位功能,在磁共振主计算机实现夹角余弦运算,在FPGA实现了矩阵运算。本文从仿真和成像实验两方面进行了定位成像功能验证。结果:首先验证了单个平面的成像结果,然后再对任意截面进行成像,从这两方面都证明了实验结果的正确性。结论:从仿真和成像实验两方面验证了本文设计的定位功能满足成像要求。

摘要： 文章主要研究通过调节反射面板使反射信号接收效果最佳的问题,当观测天体位于或偏离基准球面正上方时,根据主动反射面的工作原理和几何关系,确定理想抛物面。以反射面尽量贴近理想抛物面为目标建立优化模型,通过图像处理法,对促动器的伸缩量、主索节点的位置坐标、反射面板数量进行求解,达到最佳的接收效果。通过判断射出信号直线与馈源舱平面是否有交点分析该点信号被馈源舱的接收情况,并将优化后馈源舱的接收比与基准反射球面的接收比作比较。

摘要： 对两物块及墙壁之间的弹性碰撞,通过构造系统的状态矢量和作用算符,得到状态转换方程,并结合系统无量纲速度图像,求解出碰撞次数.

摘要： 在两轴伺服转台中,为提高激光经伺服转台后的指向精度,需要保证激光束与伺服转台转轴平行度.通过分析偏差与激光指向精度的关系,研究提高指向精度的方法.介绍了运用空间直线与平面交点的矩阵求解方法和空间三维矩阵变换理论,求解伺服转台在静态和动态的情况下,激光束与反射镜或投影屏的交点.然后根据光的反射原理,推导出在投影屏上的坐标一般式.通过分析激光在投影屏上坐标的一般式,分析偏差产生的位置和大小.仿真实验是先假设偏差,仿真计算出激光在投影屏上的轨迹,然后通过一般式,求出偏差的位置和大小,与仿真假设的偏差进行对比来验证一般式.最后通过激光照射试验,验证了运用一般式计算偏差产生的位置和大小的正确性.根据两轴伺服转台的激光投影轨迹,运用推导出的一般式计算偏差的位置和大小,为提高激光束和转轴的平行度提供了计算依据,有效提高激光指向精度.

摘要： [研究目的]为使纬编针织物具有更真实的模拟效果,[研究方法]文章采用Lumislice技术对纬编织物进行三维模拟.[研究结果与结论]研究认为:在改进的弹簧-质点模型的基础上对线圈进行结构建模,用直线连接线圈型值点,并使用线性插值算法对原有空间直线进行处理,采用加权移动平均法来对这些插值点进行平滑处理.通过对相邻插值点的空间坐标计算三个相对欧拉角,将Lumislice光片放入插值点的同时,对其进行相应的旋转变换.借助于Microsoft Visu?al Studio 2010集成开发工具和OpenGL三维绘图函数库,在计算机上实现了纬编织物的三维建模和动态仿真.与其它更加逼真的纬编织物三维模型相比,提出的建模算法更高效.

摘要： 路径规划是移动机器人、无人机飞行等技术的重要研究内容,随着约束条件的增加,对路径规划算法的效率和精确性的要求也逐步提高.采用改进的A*搜索算法,将航迹最短的同时经过的校正点尽可能少作为目标,对智能飞行器在多约束条件下航迹快速规划进行研究.通过飞行器校正约束条件,计算每次经过校正点后的最大飞行半径,并将该点作为初始点,在可行域中选取最优点作为下一校正点.因为飞行器存在转弯半径,所以对转弯航迹进行了计算,并推导了三维空间内的旋转矩阵.结果表明,改进的A*算法能够迅速地完成所需航迹规划需求.

摘要： [研究目的]为使纬编针织物具有更真实的模拟效果,[研究方法]文章采用Lumislice技术对纬编织物进行三维模拟。[研究结果与结论]研究认为:在改进的弹簧-质点模型的基础上对线圈进行结构建模,用直线连接线圈型值点,并使用线性插值算法对原有空间直线进行处理,采用加权移动平均法来对这些插值点进行平滑处理。通过对相邻插值点的空间坐标计算三个相对欧拉角,将Lumislice光片放入插值点的同时,对其进行相应的旋转变换。借助于Microsoft Visu⁃al Studio 2010集成开发工具和OpenGL三维绘图函数库,在计算机上实现了纬编织物的三维建模和动态仿真。与其它更加逼真的纬编织物三维模型相比,提出的建模算法更高效。

摘要： 为了控制四旋翼(大于1 kg)能够高速稳定地跟随运动轨迹飞行,设计改进的姿态误差比例控制算法和自适应调节位置控制器.利用系绳使四旋翼能够在有限空间里高速稳定地跟踪期望运动轨迹飞行,并且给出系绳拉力的模型.该控制算法基于旋转矩阵定义四旋翼的姿态误差,避免欧拉角表示姿态的奇异性,可用于四旋翼姿态规划的跟随控制.针对四旋翼的欠驱动性质,控制器能够根据四旋翼的状态和期望轨迹调节期望速度,在姿态误差较大时减小速度.仿真结果表明,基于旋转矩阵设计的四旋翼姿态控制方法,能使四旋翼的姿态误差迅速趋近于0,而相比于传统PID控制器,自适应位置控制器在高低速情况下都能使四旋翼稳定跟随期望轨迹.

摘要： 近年来,惯性传感器在人体动作识别中的应用受到了广泛关注,但用户在重新穿戴惯性传感器时,不能保证每次的固定位置完全一致,这会影响识别精度.针对此问题,本文提出一种利用旋转矩阵实现惯性传感器位置校正的人体动作识别方法.首先,将惯性传感器按照不同的位置固定在手腕处采集动作数据.然后,根据矩阵旋转变换原理,通过标准固定位置与其他固定位置的基准数据求取旋转矩阵.最后,对动作数据提取时频域特征,并构造加权BP神经网络模型以验证校正方法的有效性.同时还讨论了不同的数据融合方法对动作识别的影响.结果表明,校正后的动作数据的识别准确率分别为84.25％,85.94％,相比校正前提高了66.16％,54.35％,说明该方法是有效的.

摘要： 为使纬编针织物具有更真实的模拟效果,本文采用Lumislice技术对纬编织物进行三维模拟。在改进的弹簧-质点模型的基础上对线圈进行结构建模,用直线连接线圈型值点,并使用线性插值算法对原有空间直线进行处理,采用加权移动平均法来对这些插值点进行平滑处理。通过对相邻插值点的空间坐标计算三个相对欧拉角,将Lumislice光片放入插值点的同时,对其进行相应的旋转变换。借助于Microsoft Visual Studio 2010集成开发工具和OpenGL三维绘图函数库,在计算机上实现了纬编织物的三维建模和动态仿真。与其它更加逼真的纬编织物三维模型相比,提出的建模算法更高效。

摘要： 旋转矩阵的定义是数字摄影测量研究的关键问题,本文在共形几何代数描述旋转理论的基础上,采用Maple编程对共形几何代数描述的摄影测量经典旋转矩阵进行了实现,通过试验对比,验证了共形几何代数以非矩阵形式描述经典旋转矩阵的正确性,为后续进行深入研究几何代数在摄影测量方程式的定义与表达奠定了基础.

摘要： 针对三维坐标转换模型参数估计的核心是旋转矩阵的表示方法这一客观事实,该文通过对现有三维坐标转换模型中不同旋转矩阵的表示方法进行研究,依据任何一个方阵都可以惟一地分解为一个对称矩阵与一个反对称矩阵之和的矩阵理论,提出了一种使用反对称矩阵表示旋转矩阵的新方法,并详细推导了基于布尔莎模型的三维坐标转换算法——平方根矩阵法;最后,根据文献算例对该方法进行实验分析.实验结果表明,该算法适用于大旋转角,且相较于方向余弦法、罗德里格矩阵法和单位四元数法具有计算收敛速度快、精确度高的优点.

摘要： 空间后方交会是摄影测量学中的一个经典问题，基于共线条件方程的传统空间后方交会算法处理范围有限,仅针对小倾角影像,并且对初值有强烈的依赖性,为了克服这些缺陷,对于航拍影像，提出一种基于单位四元数的空间后方交会解算方法.该方法利用单位四元数描述旋转矩阵,通过平差计算得到单位四元数的解析解,从而确定旋转矩阵,最终计算影像的外方位元素.经实验证明,相比较传统方法,本文提出的算法不需要提供初值,可处理的影像倾角范围也有了很大提高,而且由于在平差时避免了三角函数的参与,因此该方法具有计算时间短、迭代次数少等优点。

摘要： 在信息安全传输过程中,进行图像加密很重要,通过运用四元数的有关知识,提出了一种彩色图像加密算法,把彩色图像的RGB值和四元数的三个虚部的系数联系起来,直接用一个四元数来表示彩色图像的像素点,并运用单位四元数的作为密钥,得到一旋转矩阵,随后给出了对彩色图像直接加密的安全体制.该算法具有较强的安全性,并全部已编程实现.

摘要： 本文介绍了常用的坐标转换方法，分析了各种坐标转换方法的特点和注意事项，通过算例说明七参数转换模型中旋转矩阵的三角函数值在欧勒角较大时强行近似带来的精度损失以及七参数模型与一步法模型各自的适用条件和优缺点。

摘要： 本文自主开发了二维河口海洋水沙特性数值计算模式ccost-2d。该模式采用正交曲线网格、水位计算类似于ECOM的隐式技术、冻结网格法模拟滩地出没水面的动边界技术、通过旋转矩阵克服科氏力产生的计算弱不稳定问题。泥沙采用挟沙力模型。以伶仃洋的水沙特性为算例，用ccost-2d模式进行了计算。模拟结果与ECOMSED模式的计算结果进行了对比，基本一致，并有更好的计算效率。

摘要： 本文采用一种特定的旋转矩阵和循环矩阵,对收发两端具有相同天线的MIMO系统提出了一种空时块码构造方法,给出了其等价信道模型,并用球译码方法对其进行译码.仿真结果表明,这种编码方案在QPSK或16QAM调制方式下经球译码译码得到的性能与某些已知的最优编码方案基本相同或更好。

摘要： 舰船目标的ISAR成像是分析目标特征进而对其识别的有效手段，效果取决于对舰船偏航、横滚和俯仰运动的分析和利用。本文首先提出用于舰船目标ISAR成像的雷达回波数据仿真建模方法：以此为基础，分析了偏航、横滚和俯仰运动的成像机理，总结出其特点：利用不同位置散射点间的相对多卜勒频率变化规律，提取出舰船运动信息，从而给出一种项视图和侧视图成像时间的选择方法。仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要： 舰船目标的ISAR成像是分析目标特征进而对其识别的有效手段，效果取决于对舰船偏航、横滚和俯仰运动的分析和利用。本文首先提出用于舰船目标ISAR成像的雷达回波数据仿真建模方法：以此为基础，分析了偏航、横滚和俯仰运动的成像机理，总结出其特点：利用不同位置散射点间的相对多卜勒频率变化规律，提取出舰船运动信息，从而给出一种项视图和侧视图成像时间的选择方法。仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要： 舰船目标的ISAR成像是分析目标特征进而对其识别的有效手段，效果取决于对舰船偏航、横滚和俯仰运动的分析和利用。本文首先提出用于舰船目标ISAR成像的雷达回波数据仿真建模方法：以此为基础，分析了偏航、横滚和俯仰运动的成像机理，总结出其特点：利用不同位置散射点间的相对多卜勒频率变化规律，提取出舰船运动信息，从而给出一种项视图和侧视图成像时间的选择方法。仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要： 本发明公开了一种可见光与红外双光相机旋转矩阵自动校准方法，其具体实现流程如下：步骤一、标定可见光相机与红外相机的焦距，步骤二、可见光相机到红外相机旋转矩阵的初始化，步骤三、可见光相机对每一帧进行人脸检测，如果检测出人脸框，则将当前帧的全部人脸框坐标、以及当前帧的时间信息打包发送给红外相机。本发明能够应用于红外相机与可见光相机组成的双目相机中，在物理结构确定的情况下，可以实时自动校准旋转矩阵，使可见光人脸框与红外人脸框达到最大的匹配，该算法的实时性，能够有效的避免由于镜头畸变造成视频边缘区域，人脸框从可见光相机转换到红外相机上时误差较大的情况。

摘要： 本发提供了了一种基于旋转矩阵的因子图协同定位方法：首先构建基于旋转矩阵的协同定位方法因子图模型，在因子图方法流程中加入旋转矩阵因子节点，然后建立基于旋转矩阵的协同定位方法，构造旋转矩阵以及设计旋转角度，并对系统的位置状态信息进行滤波更新，最后通过传递的概率密度函数对系统的位置状态进行滤波融合估计；从而实现在不改变系统中惯性器件的测量精度的情况下，通过实时在因子图内部变换主从艇的坐标值，使得参与因子图计算的主从艇坐标不一致，解决常规的因子图协同定位方法定位误差突然增大的问题，增强协同定位系统的鲁棒性。

摘要： 本发明涉及无人机技术领域，提供一种旋转矩阵计算方法及装置，应用于无人机的软云台，所述软云台上安装有摄像装置，所述方法包括：利用摄像装置的透视锥体，计算软云台的投影矩阵；根据无人机的飞行姿态角，计算软云台的视图矩阵；根据摄像装置的安装角度与飞行姿态角，计算软云台的模型矩阵；将投影矩阵、视图矩阵和模型矩阵相乘，得到旋转矩阵。本发明实施例可以准确、快速地计算出旋转矩阵，具有良好的实用性。

摘要： 本发明公开了一种基于TCP坐标系下平移运动的旋转矩阵标定方法。该方法首先设置标准球，然后控制机器人携带扫描仪在TCP坐标系下沿TCP坐标系三个轴方向做平移运动，在运动过程中对标准球进行扫描；获取运动中不同位置处标准球的点云数据及球心在描仪坐标系下的坐标；之后分别计算得到球心在TCP坐标系和扫描仪坐标系下的三个正交单位平移向量，然后根据对应的平移向量完成旋转矩阵的标定。本发明采用自动化的标定流程，仅需在TCP坐标系下沿三个坐标轴方向进行三次平移即可完成旋转矩阵的标定，无需设置特征点和标定板等，操作简单，标定效率高，而且避免了装夹误差，标定精度高，适用于机械、汽车等领域复杂零件机器人测量加工一体化。

摘要： 本发明实施例公开了一种基于姿态旋转矩阵的控制性能边界设计方法、装置及介质；该方法包括：根据刚体本体系相对于惯性系的当前姿态旋转矩阵和刚体本体系相对于惯性系的期望姿态旋转矩阵获取针对被控刚体的姿态误差矩阵；根据所述姿态误差矩阵生成姿态误差函数；根据基于姿态旋转矩阵的无穷小转动的表达式计算姿态误差函数的导数；利用叉乘运算和迹运算的性质化简姿态误差函数的导数并导出3维姿态误差向量；根据设定的控制性能要求，对所述姿态误差向量中的每个分量进行不等式约束；利用SO(3)上的平移不变度量将所述对姿态误差向量中每个分量的不等式约束上界转化为对被控刚体在所述控制性能要求下的姿态误差边界，即控制性能边界。

摘要： 本发明提出一种基于旋转矩阵拓扑结构的姿态路径规划方法、系统、设备和介质。所述方法具体包括具体为：步骤一、姿态的离散化与图结构的建立：将被处理的对象离散化并在其上建立图结构；步骤二、建立姿态限制；步骤三、对A*算法中代价函数进行设计，从而完成路径规划。本发明能够规划出一条快速从危险姿态机动到安全姿态的路径，并且在机动过程中避开危险姿态。

摘要： 本发明公开了一种基于旋转矩阵的外骨骼设备穿戴误差校正方法和装置，方法包括：在外骨骼设备的穿戴者直立情况下进行IMU自校准；在外骨骼设备的穿戴者平躺情况下，根据IMU测量的加速度值计算IMU安装平面与人体矢状面的夹角α作为穿戴偏斜角度；在外骨骼设备的穿戴者正常运动情况下，根据夹角α以及IMU测量得到的欧拉角计算误差校正后的关节角度。本发明在不借助于外部设备的情况下，准确测量穿戴者的关节角度，为外骨骼设备或者康复监测设备提供准确的运动信息反馈。

摘要： 本发明涉及基于旋转矩阵的GNSS模糊度函数降相关的测姿方法。该方法包括：建立双差载波相位姿态测量方程；构建空间几何基本模型；利用空间旋转矩阵将方程组所代表的空间几何关系，映射为所述的空间几何基本模型；分析卫星空间几何关系与噪声误差的关系，调整方程组以降低噪声误差对浮点整周模糊度的影响；在新坐标系空间中计算方程组的浮点解；利用适应度函数确定整周模糊度的整数解；利用整周模糊度的整数解代入各自对应的双差载波相位测量方程，持续跟踪，获得实时姿态信息。本发明的方法在整周模糊度的解算过程中巧妙地引入了旋转矩阵，建立空间几何关系与噪声误差降相关调整的过程，解决模糊度函数法在处理噪声误差方面的不足。

摘要： 本发明公开了一种可见光与红外双光相机旋转矩阵自动校准方法，其具体实现流程如下：步骤一、标定可见光相机与红外相机的焦距，步骤二、可见光相机到红外相机旋转矩阵的初始化，步骤三、可见光相机对每一帧进行人脸检测，如果检测出人脸框，则将当前帧的全部人脸框坐标、以及当前帧的时间信息打包发送给红外相机。本发明能够应用于红外相机与可见光相机组成的双目相机中，在物理结构确定的情况下，可以实时自动校准旋转矩阵，使可见光人脸框与红外人脸框达到最大的匹配，该算法的实时性，能够有效的避免由于镜头畸变造成视频边缘区域，人脸框从可见光相机转换到红外相机上时误差较大的情况。

摘要： 本发提供了了一种基于旋转矩阵的因子图协同定位方法：首先构建基于旋转矩阵的协同定位方法因子图模型，在因子图方法流程中加入旋转矩阵因子节点，然后建立基于旋转矩阵的协同定位方法，构造旋转矩阵以及设计旋转角度，并对系统的位置状态信息进行滤波更新，最后通过传递的概率密度函数对系统的位置状态进行滤波融合估计；从而实现在不改变系统中惯性器件的测量精度的情况下，通过实时在因子图内部变换主从艇的坐标值，使得参与因子图计算的主从艇坐标不一致，解决常规的因子图协同定位方法定位误差突然增大的问题，增强协同定位系统的鲁棒性。