现在给大家分享关于方位角传递示意图的知识点,其中也会对于方位角是如何传递的的题进行讲解,就让小编带各位解吧!


二维旋转

3D旋转

1两个旋转矩阵R1R2合成仍然是旋转矩阵

2一般情况下R1R2R2R1

行列式detR=1检测所有旋转矩阵的=1。

旋转矩阵的转置是其逆矩阵Rt=R1.t=1,或RRt=Rt.R=i.t=.t.=i

向量范数在旋转下保持不变。

步骤一计算三个点的法向量

第一步是计算任意系统和控制系统中三点形成的平面的法向量。法线向量n定义为垂直于平面的向量,如图C-11a所示。可以使用方程来计算。C-44,从点1到点2的矢量p12与从点1到点3的矢量p13的叉积。法向矢量相对于原点的分量如图C-11b所示。

为了获得结果,应选择用于计算法向量的三个点,以便它们在这三个点的所有可能组合中具有最强的几何配置。这可以通过选择共线最少的三个点来实现。共线最少的点是那些形成最大高度为h的三角形的点,其中h是从最长边到不在该边上的点的垂直距离。图C-12对此进行了说明。高度——的平方公式如等式1所示,其中a是三角形——的最长边的长度。

C-45

图C-12三点构成的三角形的高h

步骤2使用法向量计算倾斜和方位角

法向量相对于任意坐标和控制坐标的倾斜度是它们与垂直方向的角度的大小。法向量的方位角是其在x-y平面上投影的方位角。这些角度的值可以使用方程计算。C-46和C-47来自图C-11b所示法向矢量的分量。请注意,方程中必须使用整圆的反正切值。C-47获得正确的象限。

C-46

C-47

步骤3旋转两个系统中的点

对于任意控制坐标系,形成一个旋转矩阵,其中倾斜和方位角是步骤2中计算的倾斜角和方位角,并且摆动设置为零。公式D-28可用于完成此操作。然后可以将这些矩阵应用于两个系统中的两个点,从而在点之间形成水平线,即具有相等的z值。

第四步计算公共线的摆幅

使用步骤3中的旋转点计算旋转线的方位角。这些线方位角的差异是将旋转任意系统与旋转控制系统对齐所需的摆动。该中间摆动是使用以下方程计算的。C-48。

C-48

步骤5将两个倾斜角、两个方位角和一个滚转组合成旋转矩阵以获得Omega、Phi和Kappa

使用步骤3中任何系统的倾斜和方位角以及步骤4中找到的摆动来形成旋转矩阵Ma。同样,使用步骤3中找到的控制系统的倾斜和方位角来形成Mc。为了形成整体旋转矩阵,我们将Mc乘以Ma的转置,如公式1.C-49所示。

C-49

然后可以使用第1.D-10节中描述的方法从M获得旋转参数omega、phi和kappa。

示例C-4

需要初始近似来求解从近距离体积模型到物空间系统的3D共形坐标变换。给定以下控件和任意坐标,找到所有七个变换参数的初始近似值

观点

控制X,米

控制Y,m

控制Z,米

任意x、mm

任意y、mm

任意z、mm

101

620,466563

96,132223

7050

89956

22278

80038

102

620,447868

96,128214

7669

91672

26623

16375

103

620,450483

96,110658

5331

33237

15477

10528

104

620,460222

96,155033

6250

168921

24411

77641

解决方案可以通过以下步骤找到变换参数的解决方案

步骤1首先,方程。C-45用于寻找几何配置点。构成三角形的最大高度的点是101、102和104,在控制坐标中h=15303m。因此,选择这些点来计算变换参数的初始近似值。任意坐标的法向量na可使用方程式找到。

同样,控制坐标nc的法线向量如下

步骤2使用方程计算每个法向矢量的倾斜角和方位角。C-46和C-47

步骤3使用式(1)中的方法形成两个旋转矩阵。D-28以及步骤2中找到的倾斜和方位角。然后将该矩阵应用于两个系统中的点101和102,生成与x-y平面水平的两对点的坐标。

任何系统中的第101点和第102点

控制系统101、102点

步骤4旋转线之间的摆动,即步骤3中旋转点之间的方位角差,使用公式1计算。C-48。

步骤5旋转矩阵Mc与步骤3中控制坐标上使用的相同。Ma是使用步骤2中的倾斜角a和方位角a以及步骤4中计算的摆动形成的。这些用于计算整体旋转矩阵。

方法如第二部分所述。然后使用D-11求出、phi和。

通过取两个坐标系中每对公共点之间的距离的平均比,可以得到尺度的近似值,结果是s=02997。平移的近似值可以通过取以下值的平均值来找到

使用所有公共点,结果为TX=620,450008m,TY=96,100010m,TZ=1185m。

使用这些初始近似值,对变换参数的第一次迭代修正为

这些小的修正表明初始近似值非常接近最终值。

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