[Python] 2点間の角度を計算する方法

import math
# ベクトルaとbの定義
vector_a = [1, 2]
vector_b = [3, 4]
# 内積の計算
dot_product = sum(a * b for a, b in zip(vector_a, vector_b))
# ベクトルの大きさの計算
magnitude_a = math.sqrt(sum(a ** 2 for a in vector_a))
magnitude_b = math.sqrt(sum(b ** 2 for b in vector_b))
# cosθの計算
cos_theta = dot_product / (magnitude_a * magnitude_b)
# 角度θの計算(ラジアン)
angle_radians = math.acos(cos_theta)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = math.degrees(angle_radians)
print(f"2点間の角度は {angle_degrees} 度です。")

import math
# ベクトルaとbの定義
vector_a = [1, 2]
vector_b = [3, 4]
# 外積の計算(2次元の場合)
cross_product = vector_a[0] * vector_b[1] - vector_a[1] * vector_b[0]
# 内積の計算
dot_product = sum(a * b for a, b in zip(vector_a, vector_b))
# 角度θの計算(ラジアン)
angle_radians = math.atan2(cross_product, dot_product)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = math.degrees(angle_radians)
print(f"2点間の角度は {angle_degrees} 度です。")

import math
# 2次元ベクトルaとbの定義
vector_a = [1, 2]
vector_b = [3, 4]
# 内積の計算
dot_product = sum(a * b for a, b in zip(vector_a, vector_b))
# ベクトルの大きさの計算
magnitude_a = math.sqrt(sum(a ** 2 for a in vector_a))
magnitude_b = math.sqrt(sum(b ** 2 for b in vector_b))
# cosθの計算
cos_theta = dot_product / (magnitude_a * magnitude_b)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = math.degrees(math.acos(cos_theta))
print(f"2次元ベクトル間の角度は {angle_degrees} 度です。")

import math
# 3次元ベクトルaとbの定義
vector_a = [1, 2, 3]
vector_b = [4, 5, 6]
# 内積の計算
dot_product = sum(a * b for a, b in zip(vector_a, vector_b))
# ベクトルの大きさの計算
magnitude_a = math.sqrt(sum(a ** 2 for a in vector_a))
magnitude_b = math.sqrt(sum(b ** 2 for b in vector_b))
# cosθの計算
cos_theta = dot_product / (magnitude_a * magnitude_b)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = math.degrees(math.acos(cos_theta))
print(f"3次元ベクトル間の角度は {angle_degrees} 度です。")

import numpy as np
# 2次元ベクトルaとbの定義
vector_a = np.array([1, 2])
vector_b = np.array([3, 4])
# 内積の計算
dot_product = np.dot(vector_a, vector_b)
# ベクトルの大きさの計算
magnitude_a = np.linalg.norm(vector_a)
magnitude_b = np.linalg.norm(vector_b)
# cosθの計算
cos_theta = dot_product / (magnitude_a * magnitude_b)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = np.degrees(np.arccos(cos_theta))
print(f"numpyを使った2次元ベクトル間の角度は {angle_degrees} 度です。")

import math
# 現在の向きと目標の向きのベクトル
current_direction = [1, 0]  # x軸方向
target_direction = [0, 1]   # y軸方向
# 内積の計算
dot_product = sum(c * t for c, t in zip(current_direction, target_direction))
# ベクトルの大きさの計算
magnitude_current = math.sqrt(sum(c ** 2 for c in current_direction))
magnitude_target = math.sqrt(sum(t ** 2 for t in target_direction))
# cosθの計算
cos_theta = dot_product / (magnitude_current * magnitude_target)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = math.degrees(math.acos(cos_theta))
print(f"物体の回転角度は {angle_degrees} 度です。")

import numpy as np
# ロボットアームの現在のベクトルと目標ベクトル
current_vector = np.array([1, 0, 0])
target_vector = np.array([0, 1, 0])
# 内積の計算
dot_product = np.dot(current_vector, target_vector)
# ベクトルの大きさの計算
magnitude_current = np.linalg.norm(current_vector)
magnitude_target = np.linalg.norm(target_vector)
# cosθの計算
cos_theta = dot_product / (magnitude_current * magnitude_target)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = np.degrees(np.arccos(cos_theta))
print(f"ロボットアームの回転角度は {angle_degrees} 度です。")

import numpy as np
# カメラの視線ベクトルとオブジェクトへのベクトル
camera_vector = np.array([0, 0, 1])
object_vector = np.array([1, 1, 0])
# 内積の計算
dot_product = np.dot(camera_vector, object_vector)
# ベクトルの大きさの計算
magnitude_camera = np.linalg.norm(camera_vector)
magnitude_object = np.linalg.norm(object_vector)
# cosθの計算
cos_theta = dot_product / (magnitude_camera * magnitude_object)
# 角度θの計算(度)
angle_degrees = np.degrees(np.arccos(cos_theta))
print(f"カメラの回転角度は {angle_degrees} 度です。")