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鱼状推进系统运动学描述的双四元数。 (英语) Zbl 1523.70003号

摘要:本研究探讨了四元数和对偶四元数在人工鱼运动学描述中的应用。这里提供的研究说明了四元数和对偶四元数代数,以及它在所选软件中的实现。当谈到数值稳定性时,四元数比矩阵更好,因为归一化的四元数总是显示正确的旋转,而矩阵更容易由于舍入误差和过度化而失去正交性。虽然四元数比旋转矩阵更紧凑,但使用四元数并不总是提供更少的数值计算和所需的内存量。本文提出了一种四元数表示的代数形式,它比矩阵表示具有更少的存储需求。本文介绍了用于准备这项工作的所有函数,它们可以用于对四元数在特定任务中的工作情况进行更多研究。

MSC公司:

70B15号机组 机构和机器人运动学
70-08 粒子力学和系统力学问题的计算方法
15立方厘米 特殊环上的矩阵(四元数、有限域等)
92立方厘米 生物力学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Chen,L.、Zielinska,T.、Wang,J.和Ge,W.(2020)。使用对偶四元数解决反向运动学问题,国际应用数学与计算机科学杂志30(2):351-361,DOI:10.34768/amcs-2020-0027·Zbl 1461.93344号
[2] Denavit,J.和Hartenberg,R.S.(1955年)。基于矩阵的低副机构运动符号,美国机械工程师学会22(2):215-221,DOI:10.1115/1.4011045·Zbl 0064.15603号
[3] Felski,A.、Jaskólski,K.、Zwolak,K.和Piskur,P.(2020年)。卫星罗盘误差频谱分析,Sensors20(15),论文编号:4067,DOI:10.3390/s20154067。
[4] Grzadziela,A.、Szymak,P.和Piskur,P..(2020年)。《潜水鳍的动力学和效率评估方法》,《生物工程与生物力学学报》22(4):139-150,DOI:10.37190/ABB-01589-220-06。
[5] Horwitz,L.P.和Biedenharn,L.C.(1984年)。四元数量子力学:二次量子化和规范场,《物理学年鉴》157(2):432-488·Zbl 0558.46039号
[6] Hożyn,S.和Zalewski,J.(2020年)。使用光学系统进行自动水面车辆导航的海岸线检测和土地分割,Sensors20(10),论文ID:2799,DOI:10.3390/s20102799。
[7] Jarzebowska,E.和Klak,M.(2020年)。使用动态等效机械手方法的基于四元数的航天器动态建模和再定向控制,见T.Sands(Ed.),《航天器姿态控制进展》,InfoTech Open,Rijeka,第35章,DOI:10.5772/intechopen.88080·兹比尔1490.70005
[8] Jaskólski,K.(2017)。基于离散卡尔曼滤波算法和通用横向墨卡托投影的缺失自动识别系统(AIS)信号二维坐标估计,Szczecin52(124):82-89。
[9] Jaskólski,K.、Felski,A.和Piskur,P.(2019年)。机载标准陀螺罗盘、光纤陀螺罗盘(FOG)和卫星罗盘的罗盘误差比较,Sensors19(8),论文编号:1942,DOI:10.3390/s19081942。
[10] Jaskólski,K.,Marchel,Ł。,Felski,A.、Jaskólski,M.和Specht,M.(2021)。基于同步定位和映射(SLAM)过程模型的自动识别系统(AIS)动态数据完整性监测和轨迹跟踪,Sensors21(24),论文编号:8430。
[11] Joldes,M.和Muller,J.-M.(2020年)。《浮点运算中操纵四元数的算法》,2020年IEEE第27届计算机算术(ARITH)研讨会,美国波特兰,第48-55页,DOI:10.1109/ARITH48897.2020.00016。
[12] Jurczyk,K,Piskur,P和Szymak,P(2020年)。使用视觉和遗传算法的柔性鳍运动学模型的参数识别,波兰海事研究27(2):39-47,DOI:10.2478/pomr-2020-0025。
[13] 基辛斯基,R.、斯图鲁姆斯基,B.和马歇尔,Ł。(2021). 潜艇救援座椅强度分析的更合理模型,海洋工程237,论文编号:109580。
[14] Kluczyk,M.和Grzadziela,A.(2015)。四冲程六缸船用柴油机仿真模型,固态现象236:113-118,DOI:10.4028/www.scientific.net/SSP.236.113。
[15] Leclercq,G.、Lefèvre,P.和Blohm,G.(2013)。使用双四元数的三维运动学:神经科学的理论和应用,行为神经科学前沿7(7):1-25,DOI:10.3389/fnbeh.2013.00007。
[16] M.J.Lighthill(1971)。鱼类运动的大幅度伸长身体理论,伦敦皇家学会学报B:生物科学179(1055):125-138。
[17] Ling,C.,Qi,L.和Yan,H.(2022)。对偶四元数矩阵及其广义逆的右特征值的极小极大原理,arXiv 2203.03161。
[18] Morawski,M.、Slota,A.、Jerzy,Z.和Malec,M.(2020年)。用于水下监视和侦察的鱼形机器人——船体设计和阻力与噪声研究,海洋工程217,论文编号:107889。
[19] H.D.穆顿(2021)。使用欧拉角和四元数比较身体旋转,http://hdl.handle.net/11427/33222。
[20] Naus,K.,Szymak,P.,Piskur,P..,Niedziela,M.和Nowak,A.(2021年)。使用实时全球导航卫星系统、海岸线图像和电子导航图校正无人机空间方位角的方法,能源14(10),论文ID:2810,DOI:10.3390/en14102810。
[21] Pennestr,E.和Valentini,P.P.(2010)。作为刚体运动分析工具的双四元数:生物力学应用教程,机械工程档案57(2):187-205,DOI:10.2478/v10180-010-0010-2。
[22] Piórek,M.和Jabłonski,B.(2020年)。四元数聚类框架,《国际应用数学与计算机科学杂志》30(1):133-147,DOI:10.34768/amcs-2020-0011·Zbl 1464.62327号
[23] Piskur,P.(2022)。使用图像处理方法测量新型仿生折叠鳍的Strouhal数,《海洋科学与工程杂志》10(4),论文编号:484,DOI:10.3390/jmse10040484。
[24] Piskur,P.、Szymak,P..、Flis,L.和Sznajder,J.(2020a)。仿生水下航行器中鳍阻力的分析,Naše more 67(3):192-198。
[25] Piskur,P.、Szymak,P.、Kitowski,Z.和Flis,L.(2020b)。翅片材料性能对仿生水下航行器推进系统的影响,波兰海事研究27(4):179-185,DOI:10.2478/pomr-2020-0078。
[26] Piskur,P.,Szymak,P..,Przybyski,M.,Naus,K.,Jaskólski,K.和Żokowski,M..(2021年)。低速仿生水下航行器的创新节能推进系统,Energies14(24),论文编号:8418,DOI:10.3390/en14248418。
[27] Radavelli,L.、Simoni,R.、De Pieri,E.和Martins,D.(2012年)。Denavit-Hartenberg和双四元数对机器人操纵器运动学的比较研究,《机械计算》31(15):2833-2848。
[28] Sarabandi,S.和Thomas,F.(2019)。从旋转矩阵计算四元数的综述,《机械与机器人杂志》11(2),论文编号:021006,DOI:10.1115/1.4041889。
[29] Sola,J.(2017)。错误状态卡尔曼滤波器的四元数运动学,arXiv 1711.02508,DOI:10.48550/arXiv.1711.02508。
[30] Wawrzyñski,W.,Zieja,M.,Żokowski,M.和Sigiel,N.(2022年)。《自动水下航行器任务规划过程的优化》,波兰科学院公报:技术科学70(2),论文ID:e140371。
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