JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
naltm00636.pdf896.22 kB
titleクオータニオンとオイラー角によるキネマティックス表現の比較について
Other TitleQuaternion and Euler Angles in Kinematics
Author(jpn)山口, 功; 木田, 隆; 岡本, 修; 狼, 嘉彰
Author(eng)YAMAGUCHI, Isao; KIDA, Takashi; OKAMOTO, Osamu; OOKAMI, Yoshiaki
Author Affiliation(jpn)航空宇宙技術研究所宇宙研究グループ; 航空宇宙技術研究所宇宙研究グループ; 航空宇宙技術研究所宇宙研究グループ; 航空宇宙技術研究所新型航空機実験グループ
Author Affiliation(eng)Space Technology Research Group; Space Technology Research Group; Space Technology Research Group; Advanced Aircraft Research Group
Issue Date1991
PublisherNational Aerospace Laboratory(NAL)
航空宇宙技術研究所
Publication titleTECHNICAL MEMORANDUM OF NATIONAL AEROSPACE LABORATORY
航空宇宙技術研究所資料
Start page15
Publication date1991-06
Languagejpn
DescriptionA summary of quaternion in the kinematics of rigid body dynamics is presented. Quaternion is a four-parameter system for specifying the orientation of a rigid body. Four parameters of quaternion are updated by integrating linear differential equations whose coefficients are the angular velocity of the body. After describing the coordinate systems and vectors, quatemion is introduced. Then, using a comparison with the Euler angles, typical presentation of body orientation and the relationships betweenquatermion and angular velocity are discussed. Finally, a computer simulation algorithm is deriverd to solve rigid body dynamics using quatermion.
本資料は剛体の運動方程式におけるクオータニオンによるキネマティックス表現についてまとめたものである。クオータニオンは4つのパラメータで構成され,物体のオリエンテーションを規定するものであり,オイラー・パラメータ,4元数とも呼ばれる。本資料ではまず座標系やベクトル量が定義された後,クオータニオンが導入される。従来の手法であるオイラー角による物体の姿勢の記述方法と比較しながら,方向余弦行列との関連や物体の角速度ベクトルによるクオータニオンの微分方程式の構成など,クオータニオンの様々な特徴について計算機プログラムのためのアルゴリズムを念頭において考察する。最後に剛体の運動方程式の中でクオータニオンがどのように組み込まれて剛体のキネマティックスを表現するのかについて論じる。
KeywordsKinematics; Quaternion; Euler Angles; Direction Cosine Matrix (DCM); Orientation; Rigid body Dynamics
Document TypeTechnical Report
JAXA Category航空宇宙技術研究所
ISSN0452-2982
SHI-NONALTM0636000
Report NoNAL TM-636
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/23926


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