각도(관절각)이 주어졌을 때 말단장치의 직교 좌표상의 위치와 자세를 구하는 문제로, 역기구학에 비하여 해를 쉽게 구할 수 있다. - 위치와 자세의 변환 행렬공간에서 한 점의 위치, orientation을 표시하기 위해선 3차원 공간 상의 한점을 가리키는 벡터와 orientation을 표시할 수 있는 3개의 각이 필요하다. 이를 3*3 행렬로 나타낼 수 있으며, 각각의 열백터들은 서로 수진인 단위백터이다.위치와 orientation을 다음과 같이 하나의 행렬 A로 표시하는 경우, 위치와 orientation의 변환 연산을 행렬 연산으로 쉽게 처리할 수 있음.만큼 이동한 후, z축에 대하여 만큼 회전하고, y축에 대하여 만큼 회전하고, x축에 대하여 만큼 회전한 점의 위치와 자세는 아래와 같이 변환행렬 A 로 표현할 수 있음
