计算两个未知点之间的俯仰角和偏航角

Question

我已经在一个三维空间中使用点（X、Y、Z）进行工作，并想要计算两个点之间的俯仰角和偏航角。

我的当前代码：

pitch = (float) (1/Math.tan((Y1 - Y2) / (Z1 - Z2)));
yaw = (float) (1/Math.tan((X1 - X2) / (Z1 - Z2)));

在运行时，X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2都是未知的，直到此时它们才从两个随机生成的点中收集。

但出现了一些问题，我的结果明显错误，我尝试了许多不同的组合并搜索了无数内容，但一无所获。

一些限制条件包括：

1. 俯仰角只能小于或等于90°，或大于或等于-90°（90°≥ pitch ≥ -90°）
2. 永远没有翻滚，因此不适用
3. 在程序中声明之前，所有坐标都是未知的
4. 俯仰角始于Z轴，即前后方向，其中向上的俯仰为正
5. Y为上方，Z为前后方向，X为侧面
6. 偏航角始于直接朝向Z轴

这是我第一次处理3D角度，我已经读到俯仰和偏航可以分别计算，就像我的示例中，在两个不同的2D平面上进行计算，但这样并不起作用。

任何帮助都将不胜感激。

- pathurs

Answer 1

也许这可以帮助你。这是由LucasEmanuel制作的教程，它是关于Minecraft的俯仰和偏航计算，但是它也适用于你的情况！

首先，你需要计算delta x、y、z：

double dX = first_location.getX() - second_location.getX();
double dY = first_location.getY() - second_location.getY();
double dZ = first_location.getZ() - second_location.getZ();

接下来，您需要计算偏航角：

double yaw = Math.atan2(dZ, dX);

并为此提出的建议：

double pitch = Math.atan2(Math.sqrt(dZ * dZ + dX * dX), dY) + Math.PI;

如果你需要矢量图，则应按以下方式进行：

double X = Math.sin(pitch) * Math.cos(yaw);
double Y = Math.sin(pitch) * Math.sin(yaw);
double Z = Math.cos(pitch);

Vector vector = new Vector(X, Z, Y);

原始教程

基本上计算应该是一样的。 如果这并没有帮助到你，我很抱歉！

- Gerret

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这会导致弧度还是角度？ - pathurs

我认为这是度数，但我不确定。^^正如我所说，这不是来自我！ - Gerret

仍在检查一些微调和其他问题，所以尚未接受。 - pathurs

以防万一有人来到这个问题并且也想知道是角度还是弧度，答案是弧度。请参考Java Math库文档获取更多信息。 - JolonB

你可以通过以下方式将角度转换为弧度： lat_radians = lat_degrees * (M_PI / 180); long_radians = long_degrees * (M_PI / 180); 高度 = _altitude; - Earl