Python如何实现arctan换算角度

笛卡尔坐标系

对于平面坐标系,任一射线op与x轴夹角θ的范围,可以取[0,2π)或者(-π,π],如无特殊说明, 我们统一使用后者。
将笛卡尔空间坐标系中的点 pc = ( x , y , z ) 表示成球体坐标系中的形式 ps = ( θ , ϕ , r )。

Python如何实现arctan换算角度

其中

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根据球坐标的定义,要求θ∈[−π,π],ϕ∈[−π/2,π/2] ,r∈[0 , +∞)。

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对于 θ,正切函数的周期是 π,因此反正切函数 arctan 一般也只取一个周期,其定义域是 R,值域是(−π/2 , π/2) 。为了解决这个问题,引入了 Arctan 函数,也就是 arctan2 函数。

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atan2 函数的使用 atan2(delta_y , delta_x)

  1. import matha = math.atan2(400,-692.820)# 2.6179936760992044angle = a/math.pi*180# 149.99998843242386

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atan 函数的使用 atan(delta_y / delta_x)

  1. import mathdelta_y = 400delta_x = -692.820if delta_x == 0:    b = math.pi / 2.0    angle = b/math.pi*180    if delta_y == 0:        angle = 0.0    elif delta_y  0 and delta_x 

    atan atan2 的异同

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参数的个数不同

两者返回值都是弧度

如果 delta_x等于0,atan2依然可以计算,但是 atan 则需要提前判断,否则就会导致程序出错

象限的处理

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atan2(b,a)是4象限反正切,它的取值不仅取决于正切值b/a,还取决于点(b,a) 落入哪个象限:

当点 (b,a) 落入第一象限(b>0, a>0)时,atan2(b,a)的范围是 0 ~ pi/2

当点 (b,a)落入第二象限(b>0, a

当点 (b,a)落入第三象限(b

当点 (b,a) 落入第四象限(b0)时,atan2(b,a)的范围是 -pi/2~0

而 atan(b/a) 仅仅根据正切值为a/b求出对应的角度 (可以看作仅仅是2象限反正切):

当 b/a > 0 时,atan(b/a)取值范围是 0 ~ pi/2

当 b/a

取值范围

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Python如何实现arctan换算角度

点 (b,a) 落入第一象限 (b>0, a>0)或 第四象限(b0)时,atan2(b,a) = atan(b/a)

点 (b,a) 落入第二象限 (b>0, a

点 (b,a) 落入第三象限(b0,故 atan(b/a) 取值范围是 0 ~ pi/2,而此时atan2(b,a)的范围是 -pi~-pi/2,故atan(b/a) 计算角度值要减180。

结论: atan 和 atan2函数,建议用 atan2函数

以上就是Python如何实现arctan换算角度的详细内容,更多请关注【创想鸟】其它相关文章!

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