三维坐标系旋转变换!详细讲解!

首先,看坐标系的旋转方向,即是顺时针旋转还是逆时针旋转。
怎么看呢:从箭头看向箭尾。
下面给出具体例子:
1.绕Z轴旋转

图1中给出了绕Z轴顺时针旋转的示意图,从初始坐标系顺时针旋转
得到坐标系
。
给定初始坐标系下一个坐标为
,那么在坐标系
对应的值为:
注:旋转矩阵是根据投影分量求出来的,比如。需要注意的是,“顺”或者“逆”并不会决定旋转矩阵中各正弦值的符号,需要通过推导得到符号。
若绕Z轴逆时针旋转,坐标系变换方法如下:
2.绕X轴旋转

图2中给出了绕X轴顺时针旋转的示意图,从初始坐标系顺时针旋转
得到坐标系
。
绕X轴逆时针旋转变换:
绕Y轴顺时针旋转变换:
3.绕Y轴旋转

图3中给出了绕Y轴顺时针旋转的示意图,从初始坐标系顺时针旋转
得到坐标系
。
绕Y轴逆时针旋转变换:
绕Y轴逆时针旋转变换:
若坐标系经过多次旋转变换,则按照左乘的方式依次乘以旋转变换矩阵。比如先绕Z轴顺时针旋转,再绕X轴逆时针旋转
,再绕Y轴逆时针旋转
,那么变换公式为:
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