基于MATLAB的旋转矩阵至欧拉角转换工具

资 源 简 介

该MATLAB程序通过标准算法将3×3旋转矩阵转换为欧拉角（俯仰角、偏航角、滚转角），适用于计算机视觉中的摄像机姿态解析需求。支持高效精准计算，操作简洁直观。

详 情 说 明

基于旋转矩阵的摄像机姿态欧拉角解析系统

项目介绍

本项目为计算机视觉领域的摄像机姿态解算工具，专门用于将3×3旋转矩阵转换为直观的欧拉角表示。通过标准的数学转换算法，程序能够准确计算出俯仰角(pitch)、偏航角(yaw)和滚转角(roll)，为用户提供易于理解和使用的摄像机姿态数据。

功能特性

• 精确转换算法：采用标准欧拉角转换方法，确保计算结果的数学准确性
• 矩阵验证技术：内置旋转矩阵正交性验证，确保输入数据的合法性
• 奇异值处理：特殊处理欧拉角转换中的奇异值情况，保证计算稳定性
• 角度标准化：自动进行角度象限判断，输出标准化后的角度值
• 单位灵活：支持弧度制输出，可选转换为角度制显示
• 范围控制：所有角度输出均规范在[-π, π]或[-180°, 180°]范围内

使用方法

输入要求

• 格式：3×3双精度浮点数矩阵
• 特性：必须是合法的旋转矩阵（正交矩阵，行列式为1）
• 示例：

[0.7071 -0.7071 0; 0.7071 0.7071 0; 0 0 1]

输出结果

• 格式：1×3双精度浮点数数组
• 内容：[俯仰角(pitch), 偏航角(yaw), 滚转角(roll)]
• 单位：默认为弧度制，支持转换为角度制
• 范围：各角度值在[-π, π]或[-180°, 180°]范围内

基本操作

运行主程序后，按照提示输入3×3旋转矩阵，系统将自动计算并输出对应的欧拉角值。

系统要求

• MATLAB R2016a或更高版本
• 支持基本的矩阵运算功能
• 无需额外的工具箱支持

文件说明

主程序文件实现了旋转矩阵的有效性验证功能，确保输入矩阵满足正交性和行列式值为1的要求；完成了从旋转矩阵到欧拉角的核心转换计算，准确求解俯仰角、偏航角和滚转角数值；提供了角度结果的标准化处理，包括象限判断和输出范围控制；同时支持弧度与角度两种单位制的输出选择，满足不同应用场景的需求。