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    python 求两个向量的顺时针夹角操作

    作者:baoxin1100 时间:2021-07-18 17:42

    以上述图片举例,要求 相对 的顺时针夹角。注意:这里使用图像坐标系

    1 定义求顺时针角度的函数

    import numpy as np
    def clockwise_angle(v1, v2):
     x1,y1 = v1
     x2,y2 = v2
     dot = x1*x2+y1*y2
     det = x1*y2-y1*x2
     theta = np.arctan2(det, dot)
     theta = theta if theta>0 else 2*np.pi+theta
     return theta

    2 求 , 然后求夹角

    v1 = [2-0, 1-0] = [2,1]
    v2 = [4-0, 5-0] = [4,5]
    theta = clockwise_angle(v1,v2)
    print(theta*180/np.pi) # 24.77

    补充:求2个向量顺逆时针(最小角度)旋转角度 Python

    求向量 a 旋转到向量 b 的顺时针(逆时针)最小角度。

    正常求2个向量夹角用内积公式就可以计算,然而求得的结果不包含方向信息。

    如果需要方向信息的话需要引入向量的外积来帮助我们判断。

    theta是两个向量的夹角,n是垂直与2维平面的方向向量,由右手定则可以判断方向。

    根据定义可以通过向量的坐标计算外积

    这里面由于u,v是二维平面上的向量, u3 v3 都为0。 所以 u叉乘v = (u1v2 - u2v1)*K。

    所以等式两边的标量相等可以求夹角rho。

    rho 是带正负号的和旋转方向有关,但是范围在 -90 ~ 90度。

    可以通过rho正负号,结合向量的点乘重新计算带方向的夹角。

    这里面顺时针旋转为负,逆时针旋转为正。

    def GetClockAngle(v1, v2):
     # 2个向量模的乘积
     TheNorm = np.linalg.norm(v1)*np.linalg.norm(v2)
     # 叉乘
     rho = np.rad2deg(np.arcsin(np.cross(v1, v2)/TheNorm))
     # 点乘
     theta = np.rad2deg(np.arccos(np.dot(v1,v2)/TheNorm))
     if rho < 0:
      return - theta
     else:
      return theta
    a = [0,1]
    b = [1,0]
    c = [-1,0]
    d = [0, -1]
    e = [-1, -1]
    f = [1, -1]
    g = [1, 1]
    h = [-1, 1]
    print(GetClockAngle(a,g), GetClockAngle(a,b), GetClockAngle(a,f), GetClockAngle(a,d), \
     GetClockAngle(a,e), GetClockAngle(a,c), GetClockAngle(a,h))
    '''
    结果
    (-45.00000000000001, -90.0, -135.0, 180.0, 135.0, 90.0, 45.00000000000001)
    '''
    

    以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持站长博客。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。

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