Quaternions != Rotationsmatrix ???

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nefarius

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Verfasst am: 14.01.2018, 16:02 Titel: Quaternions != Rotationsmatrix ???

Hallo allerseits,

ich würde erwarten dass in diesem Code out1 und out2 gleich sind. Statt dessen weichen sie ab, und out3 gibt etwas out1-ähnliches...
Mein Latein ist echt am Ende, ich hab da schon mindestens einen ganzen Tag reinversenkt.

Code:

clear

v=[1,2,3]'

qObjectRotation = angle2quat(10,20,30)
rObjectRotation = quat2dcm(qObjectRotation)

rOut = zeros(3,3);
rOut(1,1)= -1.0;
rOut(2,2)= 1.0;
rOut(3,3)= 1.0;
qOut = rotm2quat(rOut);

my_v_out1 = rOut * quat2dcm(qObjectRotation) * v % ok
my_v_out2 = quat2dcm(quaternProd(rotm2quat(rOut), qObjectRotation)) * v % not the same, though i would expect that
my_v_out3 = quat2dcm(quaternProd(qObjectRotation, rotm2quat(rOut))) * v % inverted, and reversed in order...

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nefarius

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Verfasst am: 15.01.2018, 23:29 Titel:

update:
Ein Kollege hat mich darauf hingewiesen, dass ich Madgwicks functionen verwendet habe und nicht die Matlab-nativen. Hier nochmal ein code mit ausführlicheren Tests und Kommentaren was ich verstehe und was nicht:

Code:

clc
clear

v=[1,2,3]'; %some random vector

% object attitude from IMU/AHRS algorithm
rObj = angle2dcm (10,20,30, 'ZYX')
qObj = angle2quat(10,20,30, 'ZYX')
qObj2 = rotm2quat(rObj) % <<< this returns -quatconj(qObj), expected qObj
rObj2 = quat2dcm (qObj) % rObj == rObj2 as expected
qObj3 = rotm2quat(rObj2) % qObj3 == qObj2 as expected
rObj3 = quat2dcm (qObj2) % rObj3 != rObj2, unexpected

% NED to ENU conversion
rOut = zeros(3,3);
rOut(1,2)= 1.0;
rOut(2,1)= 1.0;
rOut(3,3)= -1.0;
qOut = rotm2quat(rOut);

rIn = rOut;
qIn = quatconj( qOut );
rIn * rIn % unit matrix (eye3), as expected
rOut * rIn % unit matrix (eye3), as expected
rOut * rOut % unit matrix (eye3), as expected
quatmultiply(qOut, qIn) % unit quaternion, as expected
quatmultiply(qOut, qOut) % -(unit quaternion), unexpected

my_v_out(1:3,1) = rOut * quat2dcm(qObj) * v ; % reference
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply( qOut , qObj )) * v ; % != reference, unexpected
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply(quatconj(qOut), qObj )) * v ; % != reference, expected
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply( qOut , quatconj(qObj))) * v ; % != reference, expected
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply(quatconj(qOut), quatconj(qObj))) * v ; % != reference, expected
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply( qObj , qOut )) * v ; % == reference, unexpected
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply(quatconj(qObj), qOut )) * v ; % != reference, expected
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply( qObj , quatconj(qOut))) * v ; % == reference, unexpected
my_v_out(:,end+1) = quat2dcm(quatmultiply(quatconj(qObj), quatconj(qOut))) * v ; % != reference, expected

display(my_v_out)

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