4.姿态转换实战
写在前面
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上一节小鱼带你一起学习了四种姿态表示方式，这节课我们就利用相关的开源库，来完成姿态的不同表示方式之间的转换。
包含12中转换形式，其中一些转换的计算方式，前面几节课中小鱼有给出相应的公式。
四元数模块:quaternions
- 四元数 转 旋转矩阵
- 旋转矩阵 转 四元数
- 四元数 转 轴角
- 轴角 转 四元数
欧拉模块:euler
- 欧拉角 转 四元数
- 四元数 转 欧拉角
- 欧拉角 转 旋转矩阵
- 旋转矩阵 转 欧拉角
- 欧拉角 转 轴角
- 轴角 转欧拉角
轴角模块:axangles
- 轴角 转 旋转矩阵
- 旋转矩阵 转 轴角
本节主要推荐的是Python的相关实现，用的是小鱼常用的transforms3d库,该库的api设计非常的巴适，小鱼是非常的爱~
1.安装
安装使用pip即可
pip install transforms3d -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple2.四元数相关转换
四元数模块在transforms3d.quaternions里，直接导入即可使用
2.1 四元数与旋转矩阵互转
import transforms3d as tfs
import numpy as np
# 四元数转旋转矩阵
tfs.quaternions.quat2mat([1,0,0,0])
# 旋转矩阵转四元数
tfs.quaternions.mat2quat(np.asarray([[1., 0., 0.],[0., 1., 0.],[0., 0., 1.]]))2.2 四元数与轴角互转
import transforms3d as tfs
import numpy as np
# 四元数转旋轴角
tfs.quaternions.quat2axangle([1,0,0,0])
# 轴角转四元数
tfs.quaternions.axangle2quat([1,0,0],0.5)3.欧拉角相关转换
四元数模块在transforms3d.euler里，直接导入即可使用
3.1 欧拉角与四元数互转
import transforms3d as tfs
import numpy as np
# 固定轴欧拉角转四元数
tfs.euler.euler2quat(0,0,0,"sxyz")
# 四元数转固定轴欧拉角
tfs.euler.quat2euler([1,0,0,0],"sxyz")3.2 欧拉角与旋转矩阵互转
import transforms3d as tfs
import numpy as np
# 固定轴欧拉角转旋转矩阵
tfs.euler.euler2mat(0,0,0,"sxyz")
# 旋转矩阵转固定轴欧拉角
tfs.euler.mat2euler(np.asarray([[1., 0., 0.],[0., 1., 0.],[0., 0., 1.]]),"sxyz")3.3 欧拉角与轴角互转
import transforms3d as tfs
import numpy as np
# 固定轴欧拉角轴角
tfs.euler.euler2axangle(0,0,0,"sxyz")
# 轴角转固定轴欧拉角
tfs.euler.axangle2euler([1,0,0],0.5,"sxyz")4.轴角相关转换
四元数模块在transforms3d.axangle里，直接导入即可使用
4.1 轴角与旋转矩阵互转
import transforms3d as tfs
import numpy as np
# 轴角转旋转矩阵
tfs.axangles.axangle2mat([1,0,0],0.5)
# 旋转矩阵转轴角
tfs.axangles.mat2axangle(np.asarray([[1., 0., 0.],[0., 1., 0.],[0., 0., 1.]]))5.C++实现Eigen
开源地址,欢迎一起加入完善: https://gitee.com/ohhuo/transforms3d_cpp
参考文档：