matlab练习程序（求向量间的旋转矩阵与四元数）

问题是这样，如果我们知道两个向量v1和v2，计算从v1转到v2的旋转矩阵和四元数，由于旋转矩阵和四元数可以互转，所以我们先计算四元数。

我们可以认为v1绕着向量u旋转θ​角度到v2，u垂直于v1-v2平面。

四元数q可以表示为cos(θ/2)​+sin(θ/2)​u，即：q0​=cos(θ/2)​，q1​=sin(θ/2)​u.x，q2=sin(θ/2)​u.y，q3=sin(θ/2)​u.z

所以我们求出u和θ/2即可，u等于v1与v2的叉积，不要忘了单位化；θ/2用向量夹角公式就能求。

matlab代码如下：

clear all;
close all;
clc;
 
v1=[  ];
v2=[  ];
 
%转为单位向量
nv1 = v1/norm(v1);
nv2 = v2/norm(v2);
 
if norm(nv1+nv2)==
    q = [   ];
else
    u = cross(nv1,nv2);
    u = u/norm(u);
 
    theta = acos(sum(nv1.*nv2))/;
    q = [cos(theta) sin(theta)*u];
end
 
%由四元数构造旋转矩阵
R=[*q().^-+*q()^  *(q()*q()+q()*q()) *(q()*q()-q()*q());
    *(q()*q()-q()*q()) *q()^-+*q()^ *(q()*q()+q()*q());
    *(q()*q()+q()*q()) *(q()*q()-q()*q()) *q()^-+*q()^];
 
s = nv1*R;
 
%显示结果
v2
s*norm(v2)

参考：

https://stackoverflow.com/questions/1171849/finding-quaternion-representing-the-rotation-from-one-vector-to-another

https://blog.csdn.net/shenshikexmu/article/details/70991286

https://blog.csdn.net/shenshikexmu/article/details/53608224