物理のかぎしっぽ 公開制作/回転行列 のバックアップ差分(No.4)

*公開制作/回転行列 [#gdbd2d9e]
 
 行列と座標系の回転との間に,どういった関係があるのかを説明したいです.最初に飛行機を例にして,直感的なロール,ピッチ,ヨー角を示し,そのあとでオイラー角と回転行列を説明したいです.
 
 
 **記事ソース [#ge2cbdb0]
 
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  回転行列
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  ある座標があって,それを回転したとします.
  すると当然,それらの座標には決まった関係があります.
  その関係は行列で表すことができます.
  ここで学ぶのは,座標系1から座標系2への回転変換を,
  行列を使って表す方法です.
  
  ロール,ピッチ,ヨー角
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  さて,3次元の座標であれば,原点まわりでの回転は
  三つに分けることができます.つぎの飛行機(のつもり)の
  座標を例にみながら考えましょう.
  
  [図1]
  
  機体が左右に振れる回転をヨー(yaw),上下に振れる回転をピッチ(pitch),
  機体の軸まわりに振れる回転をロール(rool)といいます.
  ここではそれぞれ図のように y 軸まわりの回転, x 軸まわり
  の回転,z 軸まわりの回転としておきます.
  この三つの回転を組み合わせることで,任意の座標系に回転できます.
  
  これは直感的にイメージが湧きやすいのではないかと思います.
  機体を少しローリングさせて(z軸まわりに回転),
  右に旋回(y軸まわりに回転),そして機首を上に上げる
  (x軸まわりに回転)ような動作がイメージできます.
  すると飛行機に座標系が変わり,進行方向も変化するでしょう.
  
  また,このとき回転の方向は,右ネジが進む向きを正とします. 
  
  
  オイラー角
  --------------
  
  ロール,ピッチ,ヨー角で座標系の回転のイメージが湧いたところで,
  つぎはオイラー角です.さきほどの回転は3軸に対応した
  変換なので分かり易かったですが,
  対して,オイラー角は2軸しか使いません.
  すなわち,回転軸を z軸-x軸-z軸 とします.
  
  オイラー角での回転を,数式で考えてみます.
  
  ...
  
  
  @@author: 崎間@@
  @@accept: ?@@
 
 図1
 &ref(崎間/fig1.png);
 
 
 **加筆・修正箇所 [#ke3f7770]
 できれば,記録を残してもらえると助かります.
 #comment
 
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