使用二阶定向张量将全局旋转到局部坐标系

时间:2016-03-07 10:39:12

标签: matlab rotation orientation coordinate-transformation rotational-matrices

我想在MATLAB中编写一个代码,将全局坐标系转换为本地坐标系。更具体地说,我在全局坐标系中有二阶(3x3矩阵)的方向张量,我想旋转全局坐标系以使x轴与方向对齐。

第二阶的取向张量表示纤维的取向,其中对角线元素表示与x轴,y轴和z轴的取向度。非对角线元件代表光纤从轴上倾斜。

二阶方向张量的一个例子:

a_ij= 
[0.2606 -0.1271 -0.0279
-0.1271  0.6832  0.0564
-0.0279  0.0564  0.0561]

这意味着光纤主要在y轴上取向,在xy平面中倾斜最大。 我现在的目标是旋转坐标系,使x轴与对角线元素的最高值对齐,在本例中为0.6832。

在我的研究中,我得出结论,我必须解决以下等式才能得到必要的角度:

a_primed=Q*a_unprimed*Q^T

a_primed的格式为:

[1 0 0
 0 0 0
 0 0 0]

和Q,它的转置Q ^ T将是旋转矩阵。 Rotation matrix, source: http://www.continuummechanics.org/cm/transformmatrix.html

这是计算必要角度的正确方法吗?另一种方法可能是在方向张量上使用主轴定理,但我对这里的问题有点遗失。

我希望你能指出我正确的方向。 非常感谢任何帮助!

-Fabian

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