labview - 从 Quaternion 转换为 Roll Pitch Yaw 时如何避免 Gimbal lock

Question

我有一个 IMU 传感器，可以根据四元数为我提供方向，我想将其更改为可读的 RPY 角度。

我从 Wiki 找到了本质上转换它们的公式

对于四元数 q= qr+qi+qj+qk

roll=atan2(2(qr*qi+qj*qk),1-2(qi^2+qj^2))
pitch=arcsin(2(qr*qj-qk*qi))
yaw=atan2(2(qr*qk+qi*qj),1-2(qj^2+qk^2))

据我所知，在 RPY 中表示时可能会出现云台锁定问题。当俯仰接近 +/- 90 度时，我该如何避免这种情况

附言我在 LabVIEW 中编码

Answer 1

Nekomatic 是对的，万向节锁是欧拉角的一个基本问题。要么坚持使用四元数(我建议这样做)，可以在此处找到免费的可下载 LabView 库:https://www.winemantech.com/blog/quaternions-for-rotations-in-native-labview ，labview 机器人工具箱也支持四元数，但需要付费。

否则，请在接近奇点(万向节锁定)时进行跟踪。在奇点角度可能会瞬间从 90 度翻转到 -90 度，因为在现实世界中你知道这不可能发生，你可以围绕它进行编码。可以在此处找到如何执行此操作的示例:http://www.euclideanspace.com/maths/geometry/rotations/conversions/quaternionToEuler/