Eigen库学习笔记，矩阵运算，欧拉角四元数转换

在学习SLAM时，一定会需要Eigen库，它是一个高层次的C ++开源库，有效支持线性代数，矩阵和矢量运算，数值分析及其相关的算法。为了更有效的阅读代码，更深刻的理解程序逻辑，对Eigen库进行专项学习和训练。根据大佬们的博客教程进行学习，并记录一些重点。

1 编译环境

VMware 16虚拟机安装Ubuntu 20.04

Ubuntu 20.04安装Eigen库

使用Visual Studion Code作为编译IDE

注意：

• Ubuntu系统需要cmake和gcc，正常情况下，学习了解到这个程度，Ubuntu系统上的包基本全了，可以输入一下命令，查看cmake和gcc是否安装，以及安装版本。

cmake --versioin
gcc -v

2 创建CMake工程

1、在想要存放代码的文件夹位置，新建一个空文件夹

2、建立VS Code对文件夹的管理

打开VS Code，文件—>打开文件夹—>选择刚才新建的文件夹

3、创建源文件和CMakeLists.txt文件

查看—>命令面板（快捷键Ctrl+Shift+P）—>搜索并运行 CMake: Quick Start 命令—>选择高版本编译器GCC 9.4—>输入一个英文工程名（对应CMakeLists.txt中project名字）—>回车确认—>选择创建执行文件（Executable）。

生成的主代码文件和CMakeLists.txt文件如图所示，main.cpp名称可以更改，和CMakeLists.txt里的相应位置对应即可。

 4、点击图中右上方编译图标，对模板代码进行编译，软件下方切换到“终端”，若出现老传统语句“Hello, world!”就说明编译器没问题，并且成功创建工程，可以开始Eigen库编程练习了！

注意：

• 如果成功编译了，就不要乱七八糟的改配置文件，赶紧开始主要工作，进行编程练习。

3 Eigen头文件使用

注意：

• 通常添加#include 就够了，注意eigen3！

4 Eigen库使用及练习

可以根据以下博客的代码敲一遍，并且思考用法，学着变通。

Eigen库学习教程(全)_hongge_smile的博客-CSDN博客_eigen教程

注意：

1. 注重向量和矩阵的初始化，即命名和初始赋值。
2. 复习数组和矩阵的基本运算
3. 复习矩阵转置，共轭，共轭转置
4. 矩阵的基础运算，求和，平均值，求迹，求范数等
5. 几何模块（Geometry）很重要，用来表达空间的旋转、平移等变换，包括欧拉角，旋转矩阵，变换矩阵，四元数等

5 四元数和欧拉角转换代码

注意：

• 以下代码中，欧拉角转换四元数后，还可以转换回来原欧拉角。
• 但是，四元数转换欧拉角后，不能转换回原来的四元数。

#include 
#include 
 
using namespace std;
using namespace Eigen;
 
int main() {

    
    //欧拉角转换四元数，还可以转换回来欧拉角
    Vector3d eulerangle(5,5,5);                                                //初始化欧拉角
    Quaterniond Quaternion(0,1,1,1);                                           //初始化四元数
    cout << "eulerangle  :" << eulerangle.transpose() <

输出结果：

eulerangle  :5 5 5
Quaterniond :0 0 0 1
toquaternion : 
0.0971733  0.671063 0.0971733 -0.728553
toeuler: 
5 5 5