基于Eigen的坐标转换库-TransForms3d

基于Eigen的坐标转换库-TransForms3d

本篇文章属于开源库TransForms系列，该库主要用于C++坐标转换使用，以及一些标定算法的实现和优化，目前还在不断更新中，请持续关注。

开源地址：https://gitee.com/ohhuo/transforms3d_cpp

基础模块：

• 基础坐标转换，四元数、欧拉角和旋转矩阵互相转换和齐次坐标生成-20210504
• 坐标转化组，帮你做那些头疼的关系换算-20210531

拓展模块：

• 坐等更新

一、介绍与安装

• 基于Eigen库实现，对一些常用的变换进行了封装
• 实现欧拉角与旋转矩阵的互相转换，欧拉角到四元数的转换
• 实现四元数与旋转矩阵的互相转换，四元数到欧拉角的转换
• 实现通过齐次矩阵合成与部分转换
• 持续更新中…

Git：仓库地址 | Wiki：函数列表

1.源码引入

复制TransForms.cpp和TransForms.h到你的工程即可

2.编译安装

git clone https://gitee.com/ohhuo/transforms3d_cpp.git
cd transforms3d_cpp
mkdir build 
cd build
cmake ..
make
sudo make install
sudo ldconfig

二、 函数列表 1.基础部分 1.1 角度转换 角度转弧度

    /**
     * @description: 角度转为弧度
     * @param {double} angle 角度值
     * @return 返回对应弧度值,一般在-3.14~3.14之间
     */
    static double Degrees(double angle);

弧度转角度

    /**
     * @description: 弧度转为角度
     * @param {double} degrees 弧度值
     * @return 返回对应的角度值，一般在-180~180之间
     */
    static double Angle(double degrees);

1.2 欧拉角部分 角度制欧拉角转旋转矩阵

	/**
     * @description: 角度制欧拉角转旋转矩阵,此函数默认的旋转顺序是x-y-z.
     * @param {double} rx 绕x轴的旋转.
     * @param {double} ry 绕y轴的旋转.
     * @param {double} rz 绕z轴的旋转.
     * @return {Matrix3d}  返回3✖3的旋转矩阵.
     */
    static Matrix3d EulerAngle2Mat(double rx, double ry, double rz);

欧拉角转旋转矩阵

    /**
     * @description: 欧拉角转旋转矩阵
     * @param {Vector3d} eular 欧拉角rx,ry,rz 
     * @return {Matrix3d} 返回3✖3的旋转矩阵.
     */
    static Matrix3d EulerAngle2Mat(Vector3d eular);

欧拉角转四元数

    /**
     * @description:欧拉角转四元数
     * @param {double} rx 绕x轴的旋转
     * @param {double} ry 绕y轴的旋转
     * @param {double} rz 绕z轴的旋转
     * @return {Quaterniond} 返回对应的四元数
     */
    static Quaterniond Euler2Quat(double rx, double ry, double rz);

角度制欧拉角转四元数

    /**
     * @description: 角度制欧拉角转四元数
     * @param {double} rx 绕x轴的旋转
     * @param {double} ry 绕y轴的旋转
     * @param {double} rz 绕z轴的旋转
     * @return {Quaterniond} 返回对应的四元数
     */
    static Quaterniond EulerAngle2Quat(double rx, double ry, double rz);

旋转矩阵转欧拉角（弧度制）

    /**
     * @description: 旋转矩阵转欧拉角(弧度制)
     * @param {Matrix3d} 3✖3的旋转矩阵
     * @return {Vector3d} 欧拉角
     */
    static Vector3d Mat2Euler(Matrix3d mat);

欧拉角转旋转矩阵

  /**
     * @description: 欧拉角转旋转矩阵
     * @param {double} rx 绕x轴的旋转
     * @param {double} ry 绕y轴的旋转
     * @param {double} rz 绕z轴的旋转
     * @return {*}
     */
    static Matrix3d Euler2Mat(double rx, double ry, double rz);

旋转矩阵转角度制欧拉角

    /**
     * @description: 旋转矩阵转角度制欧拉角(角度制)
     * @param {Matrix3d} 3✖3的旋转矩阵
     * @return {Vector3d}  欧拉角 
     */
    static Vector3d Mat2EulerAngle(Matrix3d mat);

1.3 四元数部分 四元数转旋转矩阵

    /**
     * @description: 四元数转旋转矩阵
     * @param {Quaterniond} 四元数
     * @return {Matrix3d} 对应的旋转矩阵
     */
    static Matrix3d Quat2Mat(Quaterniond quat);

四元数转欧拉角

    /**
     * @description: 四元数转欧拉角
     * @param {Quaterniond} 四元数
     * @return {Vector3d} 对应的欧拉角
     */
    static Vector3d Quat2Eular(Quaterniond quat);

四元数转弧度制欧拉角(角度制)

    /**
     * @description: 四元数转弧度制欧拉角(角度制)
     * @param {Quaterniond} 四元数
     * @return {Vector3d} 对应的欧拉角
     */
    static Vector3d Quat2EularAngle(Quaterniond quat);

四元数转弧度制欧拉角(角度制)

    /**
     * @description: 旋转矩阵转四元数
     * @param {Matrix3d} 3✖3的旋转矩阵
     * @return {Quaterniond} 对应的四元数
     */
    static Quaterniond Mat2Quat(Matrix3d mat);

1.4 齐次矩阵部分 通过位置和欧拉角合成一个齐次矩阵

    /**
     * @description: 通过位置和欧拉角合成一个齐次矩阵
     * @param {Vector3d} positon 平移位置
     * @param {Vector3d} rotEular  旋转变换(欧拉角形式)
     * @return {*}
     */
    static Matrix4d Compose(Vector3d positon, Vector3d rotEular);

通过位置和四元数合成一个齐次矩阵

    /**
     * @description: 通过位置和四元数合成一个齐次矩阵
     * @param {Vector3d} positon 平移位置
     * @param {Quaterniond} quat 四元数
     * @return {Matrix4d} 齐次矩阵
     */
    static Matrix4d Compose(Vector3d positon, Quaterniond quat);

通过三个位置和三个欧拉角合成一个齐次矩阵

    /**
     * @description: 通过三个位置和三个欧拉角合成一个齐次矩阵
     * @param {double} x 沿x轴的平移
     * @param {double} y 沿y轴的平移
     * @param {double} z 沿z轴的平移
     * @param {double} rx 绕x轴的旋转
     * @param {double} ry 绕y轴的旋转
     * @param {double} rz 绕z轴的旋转
     * @return {Matrix4d} 返回4✖4的齐次变换矩阵
     */
    static Matrix4d ComposeEuler(double x, double y, double z, double rx, double ry, double rz);

将齐次矩阵转换成平移和欧拉角形式，方便理解

    /**
     * @description:  将齐次矩阵转换成平移和欧拉角形式，方便理解
     * @param {Matrix4d} 4✖4的齐次变换矩阵
     * @return {VectorXd} x,y,z,rx,ry,rz
     */
    static VectorXd H2EulerAngle(Matrix4d t);

三、鸣谢与反馈 1. 贡献

• 作者:桑欣 | Autor:SangXin
• 邮箱 | Email 2876424407@qq.com

2. 反馈

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