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視覺SLAM十四講學習筆記——第三講--三維空間剛體運動

3.1 旋轉矩陣

  3.1.1 點和向量,座標系

  內積可以描述向量之間的投影關係。

  外積的方向垂直於這兩個向量,是兩個向量張成的四邊形的有向面積。還能用外積表示向量的旋轉

  3.1.2 座標系間的歐式變換

  旋轉矩陣是行列式為1的正交矩陣。旋轉矩陣可以描述相機的旋轉。SO(n)是特殊正交群(Special Orthogonal Group)。

  3.1.3 變換矩陣與其次座標

  SE(n)是特殊歐式群(Special Euclidean Group)。

  變換矩陣描述一個6自由度的三維剛體運動。

3.2 實踐

  安裝Eigen: sudo apt-get install libeigen3-dev

  查詢安裝位置: sudo updatedb

              locate eigen3 

3.3 旋轉向量和尤拉角 

  3.3.1 旋轉向量

  變換矩陣描述一個6自由度的三維剛體運動。  https://blog.csdn.net/qq_36764147/article/details/80208138

  任意的旋轉都可以用一個旋轉軸和一個旋轉角來刻畫。

  旋轉向量(三維)其方向與旋轉軸一致,而長度等於旋轉角。變換矩陣使用一個旋轉向量和一個平移向量表達一次變換。

  從旋轉向量到旋轉矩陣的轉換過程由羅德里格斯公式(Rodrigues's Formula)表示。

  3.3.2 尤拉角

  偏航-俯仰-滾轉(yaw-pitch-roll) ZYX軸

3.4 四元數 

  3.4.1 四元數的定義 

  四元數(Quaternion)是緊湊的,也沒有奇異性。

  一個四元數q擁有一個實部和三個虛部。

  單位四元數能夠表示三維空間中任意一個旋轉。

  在四元數中,任意的旋轉都可以由兩個互為相反數的四元數表示

  3.4.2 四元數的運算

  3.4.3 用四元數表示旋轉

  3.4.4 四元數到旋轉矩陣的轉換

  無論是四元數、旋轉矩陣還是軸角,它們都可以用來描述同一個旋轉。