万向节锁

Gimbal Lock
是一个在航空航天、导航、机器人学和某些类型的传感器中使用万向节系统时可能遇到的现象。
在理想情况下，一个三轴万向节系统可以提供完全自由的旋转，即在三个正交轴（通常是X、Y和Z轴）上独立旋转。然而，当两个或多个万向节的旋转轴对齐时，就会发生万向节锁。这时，一个轴的旋转会限制或锁定其他轴的旋转自由度，导致无法实现完全的三维旋转。

万向节锁的典型例子是在飞行器的控制系统中。例如，如果飞行器的俯仰（pitch）和滚转（roll）轴对齐，那么当其中一个轴旋转到极限位置时，两个轴的旋转就会合并，导致飞行器的偏航（yaw）轴被锁定，无法独立控制。

在三维空间中，一个物体理论上有六个自由度：三个平移自由度（沿X、Y、Z轴移动）和三个旋转自由度（绕X、Y、Z轴旋转）。万向节锁减少了旋转自由度，这在某些应用中可能是不可接受的。

使用四元数来表示和控制旋转，可以避免万向节锁的问题