Question

我正在尝试模拟连接到飞机底面的相机。有时，相机设置为锁定在给定位置（纬度，经度和海拔）。使用http://www.cosinekitty.com/compass.html的计算结果，我能够获得从飞机到选定点的方位角（正=东，负=西）和仰角（正=上，负=下）。

不幸的是，我的相机软件需要相对于飞机的偏航，俯仰和横滚，并且http://www.cosinekitty.com/compass.html的计算结果是绝对的（正北），因此我无法将相机对准飞机转弯时的位置和/或俯仰。

一些可用的飞机数据可能是有用的：纬度，经度，高度，速度矢量x，y，z，偏航，俯仰和横滚。

没有陀螺仪，因此飞机倾斜时，地平线将成一定角度。

我的代码将Eigen和Boost库用于矩阵和四分之一元，但是如果有帮助解决此问题，我愿意尝试任何尝试。

我已经在这个问题上研究了两个星期，并且开始忘记我尝试过的所有不同方法。首先，我尝试着理解Martin John Baker的网站（https://www.euclideanspace.com/maths/geometry/rotations/euler/index.htm）并创建自己的旋转矩阵。最近，我尝试将飞机的偏航角，俯仰角和侧倾角转换为四元数（Euler to Quaternion / Quaternion to Euler using Eigen），取其倒数，然后将其乘以计算出的摄像机偏航角（方位角），俯仰角（仰角）和滚（0.0）。

Eigen::Quaterniond qOwnship, qPoint, qResult;
Eigen::Vector3d euler;

// Initialize ownship
double ownshipRoll = convertTo(ownship->getRoll(), Angle::radian);
double ownshipPitch = convertTo(ownship->getPitch(), Angle::radian);
double ownshipYaw = convertTo(ownship->getHeading(), Angle::radian);

// Initialize point
double pointRoll = 0.0;
double pointPitch = convertTo(calculatedAltitudeAngle, Angle::radian);
double pointYaw = convertTo(calculatedAzimuth, Angle::radian);

// Convert ownship to quaternion
qOwnship = Eigen::AngleAxis<double>(ownshipRoll, Eigen::Vector3d::UnitX()) * Eigen::AngleAxis<double>(ownshipPitch, Eigen::Vector3d::UnitY()) * Eigen::AngleAxis<double>(ownshipYaw, Eigen::Vector3d::UnitZ());

// Convert point to quaternion
qPoint = Eigen::AngleAxis<double>(pointRoll, Eigen::Vector3d::UnitX()) * Eigen::AngleAxis<double>(pointPitch, Eigen::Vector3d::UnitY()) * Eigen::AngleAxis<double>(pointYaw, Eigen::Vector3d::UnitZ());

// Calculate result
qResult = qPoint * qOwnship.inverse();

// Convert quaternion to yaw, pitch, and roll
euler = qResult.toRotationMatrix().eulerAngles(0, 1, 2);

printf("Result Euler roll: %f, pitch: %f, yaw: %f\n", euler[0], euler[1], euler[2]);

我希望输出是照相机相对于飞机的偏航，俯仰和横滚，以便它连续指向所需的纬度，经度和高度。

输出可以是将计算出的方位角/仰角转换为相对偏航角，俯仰角和侧倾角或开始清洁后的结果，并使用具有所需点的纬度，经度和高度的飞机数据。

任何帮助将不胜感激。

飞机（矢量）和点之间的相对角

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