Concept
Rotation formalisms in three dimensions
Concepts associés (16)
Orientation dans l'espace
L'orientation d'un objet dans l'espace est une partie de la description de la façon dont un objet est placé dans l'espace. Cette orientation est relative et ne peut être décrite que par rapport à une orientation de référence ; l'orientation est alors la rotation imaginaire que l'objet devrait subir pour être placé de la même façon que la référence. Une rotation n'est pas en général suffisante pour retrouver le placement de référence et il est le plus souvent nécessaire de faire subir une translation à l'objet, ce qui correspond à la position de l'objet dans l'espace.
Screw axis
A screw axis (helical axis or twist axis) is a line that is simultaneously the axis of rotation and the line along which translation of a body occurs. Chasles' theorem shows that each Euclidean displacement in three-dimensional space has a screw axis, and the displacement can be decomposed into a rotation about and a slide along this screw axis. Plücker coordinates are used to locate a screw axis in space, and consist of a pair of three-dimensional vectors. The first vector identifies the direction of the axis, and the second locates its position.
Axis–angle representation
In mathematics, the axis–angle representation parameterizes a rotation in a three-dimensional Euclidean space by two quantities: a unit vector e indicating the direction (geometry) of an axis of rotation, and an angle of rotation θ describing the magnitude and sense (e.g., clockwise) of the rotation about the axis. Only two numbers, not three, are needed to define the direction of a unit vector e rooted at the origin because the magnitude of e is constrained.
Pôle eulérien
thumb|Dans le cas d'une sphère, chaque point de la surface B qui se déplace à la surface de la sphère décrit un arc de cercle qui ont en commun leur centre de rotation représenté par le pôle eulérien E situé sur la surface A. Un pôle eulérien (ou pôle d'Euler) est un centre de rotation permettant de décrire des mouvements à la surface d'une sphère. Plus précisément, en cinématique c'est un point fixe sur une surface euclidienne non plane, autour duquel tourne tout corps se déplaçant sur cette surface selon un mouvement de rotation.
Rodrigues' rotation formula
In the theory of three-dimensional rotation, Rodrigues' rotation formula, named after Olinde Rodrigues, is an efficient algorithm for rotating a vector in space, given an axis and angle of rotation. By extension, this can be used to transform all three basis vectors to compute a rotation matrix in SO(3), the group of all rotation matrices, from an axis–angle representation. In other words, the Rodrigues' formula provides an algorithm to compute the exponential map from so(3), the Lie algebra of SO(3), to SO(3) without actually computing the full matrix exponential.
Quaternions et rotation dans l'espace
Les quaternions unitaires fournissent une notation mathématique commode pour représenter l'orientation et la rotation d'objets en trois dimensions. Comparés aux angles d'Euler, ils sont plus simples à composer et évitent le problème du blocage de cardan. Comparés aux matrices de rotations, ils sont plus stables numériquement et peuvent se révéler plus efficaces. Les quaternions ont été adoptés dans des applications en infographie, robotique, navigation, dynamique moléculaire et en mécanique spatiale des satellites.
Axes conventions
In ballistics and flight dynamics, axes conventions are standardized ways of establishing the location and orientation of coordinate axes for use as a frame of reference. Mobile objects are normally tracked from an external frame considered fixed. Other frames can be defined on those mobile objects to deal with relative positions for other objects. Finally, attitudes or orientations can be described by a relationship between the external frame and the one defined over the mobile object.
Angles d'Euler
En mécanique et en mathématiques, les angles d'Euler sont des angles introduits par Leonhard Euler (1707-1783) pour décrire l'orientation d'un solide ou celle d'un référentiel par rapport à un trièdre cartésien de référence. Au nombre de trois, ils sont appelés angle de précession, de nutation et de rotation propre, les deux premiers pouvant être vus comme une généralisation des deux angles des coordonnées sphériques. Le mouvement d'un solide par rapport à un référentiel (un avion dans l'air, un sous-marin dans l'eau, des skis sur une pente.
Blocage de cardan
Le blocage de cardan est la perte d'un degré de liberté, connue aussi sous le nom anglais de en, qui survient quand les axes de deux des trois cardans nécessaires pour appliquer ou compenser les rotations dans l'espace à trois dimensions sont portés par la même direction. Un cardan est un anneau fixé de façon à pouvoir tourner autour d'un axe. Les cardans sont souvent imbriqués les uns dans les autres de façon à pouvoir tourner autour de plusieurs axes.
Plane of rotation
In geometry, a plane of rotation is an abstract object used to describe or visualize rotations in space. The main use for planes of rotation is in describing more complex rotations in four-dimensional space and higher dimensions, where they can be used to break down the rotations into simpler parts. This can be done using geometric algebra, with the planes of rotations associated with simple bivectors in the algebra.