ROSにおける姿勢表現

クオータニオンRPYの違いを視覚的に理解する

1. クオータニオン

ROSで標準的に使われる回転表現です。4つの要素(x, y, z, w)で3次元の回転を表し、ジンバルロックの問題がありません。 実際の計算では、浮動小数点演算の誤差を補正するため、単位クオータニオン(ノルムが1)を維持するように定期的に正規化が行われます。
紫色の線は現在の回転軸を示します。

操作のヒント: まず x, y, z のスライダーで回転軸(紫色の線)を決め、次に w のスライダーでその軸周りの回転量を調整する、と考えると直感的です。

クオータニオンのノルム: 1.0000

2. ロール・ピッチ・ヨー

ROSでも利用可能なRPY形式です。機体のX(Roll), Y(Pitch), Z(Yaw)軸周りの回転をラジアン単位で適用します。Pitchが±π/2に近づくとジンバルロックが発生します。