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Quaternionen und Rotationen

 

010101
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Beiträge: 1
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Wohnort: ---
Version: ---
     Beitrag Verfasst am: 22.11.2018, 20:43     Titel: Quaternionen und Rotationen
  Antworten mit Zitat      
Hallo Forum,

in meiner Frage geht es um Euler-Winkel und Quaternionen. Beide bekomme ich aus einer Tinkerforge IMU 2.0. Ich möchte gerne die Messwerte um die Z-Achse und um 90 Grad drehen (siehe das folgende Skript). Hierfür multipliziere ich die Euler-Winkel mit einer Rotationsmatrix. Die ursprünglichen Euler-Winkel rechne ich weiterhin in Quaternionen um und multipliziere sie mit einem weiteren Quaternion, dass aus dem Drehwinkel erzeugt wurde. Nach der Umrechnung in Euler Winkel sollte dieses Ergebnis (nach meinem Verständnis) mit dem der ersten Transformation übereinstimmen. Tut es jedoch nicht. Wo ist mein Fehler?

Es geht mir nicht darum, einen Vektor zu drehen, sondern das Sensorkoordinatensystem.

Vielen Dank im Voraus Smile

Code:

clearvars; clc; close all;

%% Rotations Matrix
rotationVector = [0 0 pi/2]; % Rotation um die Z-Achse
rotmZYX = eul2rotm(rotationVector);

quat_eul = [87.5 0.01 -3.25]; % Orientierung des Sensorkoordinatensystems | von der IMU
quat_eul = quat_eul/180*pi; % Umrechnung in Radiant

%% Rotation der Euler-Winkel
rot_eul = (quat_eul * rotmZYX) /pi*180 % Umrechnung in Degree
%% Umrechnung in Quaternion
quat0 = eul2quat(quat_eul);
quat1 = quaternion(quat0);

%% Quaternion für Rotation
quat2 = quaternion(rotationVector,'rotvec');

%% Rotation des Quaternion
quat3 = quat1 * quat2;
rot_quat = quat2eul(quat3) /pi*180
 
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Jan S
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Beiträge: 10.755
Anmeldedatum: 08.07.10
Wohnort: Heidelberg
Version: 2009a, 2016b
     Beitrag Verfasst am: 23.11.2018, 14:46     Titel: Re: Quaternionen und Rotationen
  Antworten mit Zitat      
Hallo 010101,
Zitat:
Code:
%% Rotation der Euler-Winkel
rot_eul = (quat_eul * rotmZYX) /pi*180 % Umrechnung in Degree

Das ist seltsam. Die Euler-Winkel im Vektor quat_eul werden hier mit einer Rotations-Matrix multipliziert. Ich kann mir nicht vorstellen, dass das sinnvoll ist. Euler-Winkel sind ja sowieso nur sinntragend, wenn man dazu auch die Reihenfolge der zu nutzenden Achsen definiert. Darum denke ich, dass dieser Schritt falsch ist. Ich würde es eher vermeiden mit Eulerwinkeln, Direction-Cosine-Matrizen und Quaternionen zu rechnen. Nut bei den Rotations-Matrozen zu bleiben wäre bestimmt klarer und sicherer.

Gruß, Jan
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