使用Eigen实现四元数、欧拉角、旋转矩阵、旋转向量之间的转换

文章目录

  • 一、旋转向量
    • 1.1 初始化旋转向量
    • 1.2 旋转向量转旋转矩阵
    • 1.3 旋转向量转欧拉角(xyz,即RPY)
    • 1.4 旋转向量转四元数
  • 二、旋转矩阵
    • 2.1 初始化旋转矩阵
    • 2.2 旋转矩阵转旋转向量
    • 2.3 旋转矩阵转欧拉角(xyz,即RPY)
    • 2.4 旋转矩阵转四元数
  • 三、欧拉角
    • 3.1 初始化欧拉角(xyz,即RPY)
    • 3.2 欧拉角转旋转向量
    • 3.3 欧拉角转旋转矩阵
    • 3.4 欧拉角转四元数
  • 四、四元数
    • 4.1 初始化四元数
    • 4.2 四元数转旋转向量
    • 4.3 四元数转旋转矩阵
    • 4.4 四元数转欧拉角(xyz,即RPY)
  • 五、齐次欧式变换

  • Vector3.normalized的特点是当前向量是不改变的并且返回一个新的规范化的向量;
  • Vector3.Normalize的特点是改变当前向量,也就是当前向量长度是1

一、旋转向量

1.1 初始化旋转向量

旋转角为alpha(顺时针),旋转轴为(x,y,z)

Eigen::AngleAxisd rotation_vector(alpha,Vector3d(x,y,z))
Eigen::AngleAxisd yawAngle(alpha,Vector3d::UnitZ());

1.2 旋转向量转旋转矩阵

Eigen::Matrix3d rotation_matrix;
rotation_matrix=rotation_vector.matrix();
Eigen::Matrix3d rotation_matrix;
rotation_matrix=rotation_vector.toRotationMatrix();

1.3 旋转向量转欧拉角(xyz,即RPY)

Eigen::Vector3d eulerAngle=rotation_vector.matrix().eulerAngles(0,1,2);

1.4 旋转向量转四元数

Eigen::Quaterniond quaternion(rotation_vector);
Eigen::Quaterniond quaternion;
Quaterniond quaternion;

Eigen::Quaterniond quaternion;
quaternion=rotation_vector;

二、旋转矩阵

2.1 初始化旋转矩阵

Eigen::Matrix3d rotation_matrix;
rotation_matrix<<x_00,x_01,x_02,x_10,x_11,x_12,x_20,x_21,x_22;

2.2 旋转矩阵转旋转向量

Eigen::AngleAxisd rotation_vector(rotation_matrix);
Eigen::AngleAxisd rotation_vector;
rotation_vector=rotation_matrix;

Eigen::AngleAxisd rotation_vector;
rotation_vector.fromRotationMatrix(rotation_matrix);

2.3 旋转矩阵转欧拉角(xyz,即RPY)

Eigen::Vector3d eulerAngle=rotation_matrix.eulerAngles(0,1,2);

2.4 旋转矩阵转四元数

Eigen::Quaterniond quaternion(rotation_matrix);
Eigen::Quaterniond quaternion;
quaternion=rotation_matrix;

三、欧拉角

3.1 初始化欧拉角(xyz,即RPY)

Eigen::Vector3d eulerAngle(roll,pitch,yaw);

3.2 欧拉角转旋转向量

Eigen::AngleAxisd rollAngle(AngleAxisd(eulerAngle(0),Vector3d::UnitX()));
Eigen::AngleAxisd pitchAngle(AngleAxisd(eulerAngle(1),Vector3d::UnitY()));
Eigen::AngleAxisd yawAngle(AngleAxisd(eulerAngle(2),Vector3d::UnitZ()));
 
Eigen::AngleAxisd rotation_vector;
rotation_vector=yawAngle*pitchAngle*rollAngle;

3.3 欧拉角转旋转矩阵

Eigen::AngleAxisd rollAngle(AngleAxisd(eulerAngle(0),Vector3d::UnitX()));
Eigen::AngleAxisd pitchAngle(AngleAxisd(eulerAngle(1),Vector3d::UnitY()));
Eigen::AngleAxisd yawAngle(AngleAxisd(eulerAngle(2),Vector3d::UnitZ()));
 
Eigen::Matrix3d rotation_matrix;
rotation_matrix=yawAngle*pitchAngle*rollAngle;

3.4 欧拉角转四元数

Eigen::AngleAxisd rollAngle(AngleAxisd(eulerAngle(0),Vector3d::UnitX()));
Eigen::AngleAxisd pitchAngle(AngleAxisd(eulerAngle(1),Vector3d::UnitY()));
Eigen::AngleAxisd yawAngle(AngleAxisd(eulerAngle(2),Vector3d::UnitZ()));
 
Eigen::Quaterniond quaternion;
quaternion=yawAngle*pitchAngle*rollAngle;

四、四元数

4.1 初始化四元数

Eigen::Quaterniond quaternion(w,x,y,z);

4.2 四元数转旋转向量

Eigen::AngleAxisd rotation_vector(quaternion);
Eigen::AngleAxisd rotation_vector;
rotation_vector=quaternion;

4.3 四元数转旋转矩阵

Eigen::Matrix3d rotation_matrix;
rotation_matrix=quaternion.matrix();

Eigen::Matrix3d rotation_matrix;
rotation_matrix=quaternion.toRotationMatrix();

4.4 四元数转欧拉角(xyz,即RPY)

Eigen::Vector3d eulerAngle=quaternion.matrix().eulerAngles(0,1,2);

五、齐次欧式变换

Isometry3d T=Isometry3d::Identity();
T.rotate(rotation_vector1);
T.pretranslate(t);
cout<<"齐次欧式变换:\n"<<T.matrix()<<endl;

你可能感兴趣的:(视觉slam,激光Slam)