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使用Eigen库的原因
开源线性代数库
矩阵运算,表达刚体旋转
三维空间中刚体的旋转表示
1.旋转矩阵
R和t组成齐次变换矩阵T,表达连续的欧式变换
R的逆矩阵表示相反的旋转
扩展:欧几里得坐标系(即欧式坐标)
定义了内积,角,距离。三维坐标系下的外积:
内积:
几何概念,角:
距离:
d(x,y)=||x-y||
三维坐标系下的外积:
齐次坐标下,向量a x b表示与a,b都垂直的向量
扩展:齐次坐标在欧式空间的好处
1.方便表达点在线上或平面上
直线 l 用ax + by + c = 0表示
p的齐次坐标(x,y,1)
面的原理同上
2.方便表达直线和角点
在齐次坐标下,可以用两个点 p, q 的齐次坐标叉乘结果来表达一条直线 l,也就是
l = p x q
也可以使用两条直线 l, m 的叉乘表示他们的交点 x
x = l x m
3.方便区分点和向量
(1)从普通坐标转换成齐次坐标时,
如果(x,y,z)是个点,则变为(x,y,z,1);
另:如果是点(x,y,z,0)则表示无穷远处的点
如果(x,y,z)是个向量,则变为(x,y,z,0)
(2)从齐次坐标转换成普通坐标时 ,
如果是(x,y,z,1),则知道它是个点,变成(x,y,z);
如果是(x,y,z,0),则知道它是个向量,仍然变成(x,y,z)
4.更优美的表达欧式变换
将平移的加法变成矩阵相乘
当面对连续的旋转平移,就体现了优势,变成了连续的矩阵相乘
2.四元数
w+xi+yj+zk 即(w,x,y,z)
单位四元数才能描述旋转,使用前要归一化:q.normalize( )
3.旋转向量
一个轴,一个角描述旋转,360度一圈,所以有奇异性
旋转向量到旋转矩阵有罗德里格斯公式,opencv和MATLAB有函数实现
旋转向量和旋转矩阵的转换对应于李代数和李群的映射
4.欧拉角
yaw,pitch,roll轴
俯仰角正负90度,一次和第三次旋转共轴,丢失一个自由度
三维旋转需要四个变量
Eigen库的安装与基础
安装:sudo apt-get install libeigen3-dev
1.Eigen库只有头文件,没有.so,.a等二进制库文件
在CMakeLists.txt里只需要添加头文件路径,不需要target_link_libraries将程序链接到库
2.转换图
标签:Eigen,矩阵,旋转,SLAM,坐标,齐次,向量 来源: https://blog.csdn.net/nobody258/article/details/111798618
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