使用 Eigen 库中的 Quaternion 类的简单文档:
Eigen::Quaternion 是什么?
Eigen::Quaternion 是 Eigen 库中用于表示四元数的类。四元数是一种数学工具,广泛用于旋转表示,尤其在计算机图形学和机器人学中。
如何创建 Eigen::Quaternion 对象?
你可以使用不同的构造函数来创建 Eigen::Quaternion 对象。以下是一些常见的方法:
- 默认构造函数:创建一个单位四元数(1, 0, 0, 0)。
Eigen::Quaterniond q_default;
- 给定标量和向量构造函数:给定标量 w 和向量 x、y、z 来创建四元数。
Eigen::Quaterniond q_scalar_vector(w, x, y, z);
- 给定旋转矩阵构造函数:使用旋转矩阵来创建四元数。
Eigen::Matrix3d rotation_matrix;
// 假设 rotation_matrix 是一个有效的旋转矩阵
Eigen::Quaterniond q_rotation(rotation_matrix);
如何访问 Eigen::Quaternion 的成员?
Eigen::Quaternion 包含了四个成员:w、x、y 和 z,分别表示四元数的实部和虚部。你可以通过成员函数或者直接访问成员来获取它们的值。
Eigen::Quaterniond q(w, x, y, z);// 通过成员函数获取值
double w_value = q.w();
double x_value = q.x();
double y_value = q.y();
double z_value = q.z();// 或者直接访问成员
double w_direct = q.w;
double x_direct = q.x;
double y_direct = q.y;
double z_direct = q.z;
如何进行四元数的乘法和共轭操作?
Eigen::Quaternion 类支持乘法和共轭操作。
Eigen::Quaterniond q1(w1, x1, y1, z1);
Eigen::Quaterniond q2(w2, x2, y2, z2);// 乘法操作
Eigen::Quaterniond q_result = q1 * q2;// 共轭操作
Eigen::Quaterniond q_conjugate = q1.conjugate();
如何将四元数转换为旋转矩阵或欧拉角?
你可以使用 toRotationMatrix()
成员函数将四元数转换为旋转矩阵,并使用 toEulerAngles()
成员函数将四元数转换为欧拉角。
Eigen::Quaterniond q(w, x, y, z);// 将四元数转换为旋转矩阵
Eigen::Matrix3d rotation_matrix = q.toRotationMatrix();// 将四元数转换为欧拉角
Eigen::Vector3d euler_angles = q.toEulerAngles();
如何进行四元数插值?
Eigen::Quaternion 支持线性插值操作。
Eigen::Quaterniond q1(w1, x1, y1, z1);
Eigen::Quaterniond q2(w2, x2, y2, z2);// 插值因子 t 在 [0, 1] 之间
double t = 0.5;// 线性插值
Eigen::Quaterniond q_interpolated = q1.slerp(t, q2);