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00065
00066 #ifndef QUATERNION_H
00067 #define QUATERNION_H
00068
00074
00075 static const char header_quat_rcsid[] = "$Id: quaternion.h,v 1.12 2005/11/15 19:25:58 gourdeau Exp $";
00076
00077 #include "robot.h"
00078
00079 #ifdef use_namespace
00080 namespace ROBOOP {
00081 using namespace NEWMAT;
00082 #endif
00083
00084 #define BASE_FRAME 0
00085 #define BODY_FRAME 1
00086 #define EPSILON 0.0000001
00087
00092 class Quaternion
00093 {
00094 public:
00095 Quaternion();
00096 Quaternion(const Real angle_in_rad, const ColumnVector & axis);
00097 Quaternion(const Real s, const Real v1, const Real v2,
00098 const Real v3);
00099 Quaternion(const Matrix & R);
00100
00101 Quaternion operator+(const Quaternion & q)const;
00102 Quaternion operator-(const Quaternion & q)const;
00103 Quaternion operator*(const Quaternion & q)const;
00104 Quaternion operator/(const Quaternion & q)const;
00105 Quaternion conjugate()const;
00106
00107
00108 Quaternion i()const;
00109 Quaternion & unit();
00110 Quaternion exp() const;
00111 Quaternion power(const Real t) const;
00112 Quaternion Log() const;
00113
00114 Quaternion dot(const ColumnVector & w, const short sign)const;
00115 ReturnMatrix E(const short sign)const;
00116
00117 Real norm()const;
00118 Real dot_prod(const Quaternion & q)const;
00119 Real s()const { return s_; }
00120 void set_s(const Real s){ s_ = s; }
00121 ReturnMatrix v()const { return v_; }
00122 void set_v(const ColumnVector & v);
00123 ReturnMatrix R()const;
00124 ReturnMatrix T()const;
00125
00126 private:
00127 Real s_;
00128 ColumnVector v_;
00129 };
00130
00131
00132
00133 Quaternion operator*(const Real c, const Quaternion & rhs);
00134 Quaternion operator*(const Quaternion & lhs, const Real c);
00135 Quaternion operator/(const Real c, const Quaternion & rhs);
00136 Quaternion operator/(const Quaternion & lhs, const Real c);
00137
00138 ReturnMatrix Omega(const Quaternion & q, const Quaternion & q_dot);
00139
00140 short Integ_quat(Quaternion & dquat_present, Quaternion & dquat_past,
00141 Quaternion & quat, const Real dt);
00142 Real Integ_Trap_quat_s(const Quaternion & present, Quaternion & past,
00143 const Real dt);
00144 ReturnMatrix Integ_Trap_quat_v(const Quaternion & present, Quaternion & past,
00145 const Real dt);
00146
00147 Quaternion Slerp(const Quaternion & q0, const Quaternion & q1, const Real t);
00148 Quaternion Slerp_prime(const Quaternion & q0, const Quaternion & q1, const Real t);
00149
00150 Quaternion Squad(const Quaternion & p, const Quaternion & a, const Quaternion & b,
00151 const Quaternion & q, const Real t);
00152 Quaternion Squad_prime(const Quaternion & p, const Quaternion & a, const Quaternion & b,
00153 const Quaternion & q, const Real t);
00154
00155 #ifdef use_namespace
00156 }
00157 #endif
00158
00159 #endif