如果已知旋转前后的一向量求cos角公式的变化那么该如何求这个旋转矩阵呢?本篇结合Rodrigues' rotation formula介绍一下该旋转矩阵的求法。
已知旋转前向量求cos角公式为P, 旋转后变为Q由点积定義可知:
可推出P,Q之间的夹角为:
由1中可知旋转角所在的平面为有P和Q所构成的平面,那么旋转轴必垂直该平面
已知单位向量求cos角公式 , 将它旋转θ角。由罗德里格旋转公式,可知对应的旋转矩阵 :
其中I是3x3的单位矩阵
是叉乘中的反对称矩阵r:
假设在坐标系(x, y, z)中,向量求cos角公式v=ax+by+czv绕z轴逆时针旋转θ角后得到新的向量求cos角公式v’。
根据2维(x,y)面上的旋转公式可得:
将上式带入v’的公式:
将上式中的叉乘表示为反对称矩阵得:
上式即为罗德里格旋转公式
根据旋转前后的两个向量求cos角公式值,使用上面的方法先求出旋转角度和旋转轴,然后用羅德里格旋转公式即可求出对应的旋转矩阵