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SLAM学习笔记4

SLAM学习笔记4

作者: FOFI | 来源:发表于2019-04-13 18:32 被阅读0次
    在SLAM中常需要估计一个相机的位置和姿态,这是个优化问题,需要对相机位姿求导,而李代数可以方便地表示相机位姿的导数。本笔记记录李群SO(3),SE(3)和李代数so(3),se(3)的对应关系以及李代数的求导表示。最后是李代数的编程练习。
    老规矩,手写拍照...
    李群与李代数1.jpg
    李群与李代数2.jpg
    李群与李代数3.jpg
    Sophus编程练习
    Sophus 可以下载github源码然后cmake编译:
    git clone git://github.com/strasdat/Sophus.git
    cd Sophus
    git checkout a621ff
    mkdir svs_build
    cd svs_build
    cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX:PATH=$HOME/svslocal
    make -j4
    make install
    
    cpp代码:
    #include <iostream>
    #include <cmath>
    
    
    #include <Eigen/Core>
    #include <Eigen/Geometry>
    
    #include "sophus/so3.h"
    #include "sophus/se3.h"
     
    using namespace std; 
    
    int main(int argc , char **argv)
    {
      Eigen::Matrix3d R = Eigen::AngleAxisd(M_PI/2,Eigen::Vector3d(0,0,1)).toRotationMatrix();//z轴旋转pi/2
      Sophus::SO3 SO3_R(R);
      Sophus::SO3 SO3_v(0,0,M_PI/2);
      Eigen::Quaterniond q(R);
      Sophus::SO3 SO3_q(q);
      
      cout<<"SO(3) from matrix:"<<SO3_R<<endl;
      cout<<"SO(3) from vector:"<<SO3_v<<endl;
      cout<<"SO(3) from quaternion:"<<SO3_q<<endl;
      
      //使用对数映射获取它的李代数
      Eigen::Vector3d so3 = SO3_R.log();
      cout<<"李代数so3:"<<so3.transpose()<<endl;
      //hat为向量到反对称矩阵
      cout<<"so3 hat:"<<Sophus::SO3::hat(so3)<<endl;
      //vee 为反对称到向量
      cout<<"so3 hat vee:"<<Sophus::SO3::vee(Sophus::SO3::hat(so3)).transpose()<<endl;
      
      //增加绕动模型
      Eigen::Vector3d update_so3(1e-4,0,0);
      Sophus::SO3 SO3_updated = Sophus::SO3::exp(update_so3)*SO3_R;//左乘更新
      cout<<"SO3 updated:"<<SO3_updated<<endl;
      
      //对SE(3)的操作
      
      Eigen::Vector3d t(1,0,0);
      Sophus::SE3 SE3_Rt(R,t);
      Sophus::SE3 SE3_qt(q,t);
      cout<<"SE3 from R,t:"<<endl<<SE3_Rt<<endl;
      cout<<"SE3 from q,t:"<<endl<<SE3_qt<<endl;
      
      typedef Eigen::Matrix<double,6,1> Vector6d;
      Vector6d se3 = SE3_Rt.log();
      cout<<"李代数se3:"<<se3.transpose()<<endl;
      
      cout<<"se3 hat:"<<Sophus::SE3::hat(se3)<<endl;
      cout<<"se3 hat vee:"<<Sophus::SE3::vee(Sophus::SE3::hat(se3)).transpose()<<endl;
      
      
      Vector6d update_se3 ;
      update_se3.setZero();
      update_se3(0,0) = 1e-4d;
      cout<<"update_se3 is:"<<update_se3.transpose()<<endl;
      Sophus::SE3 SE3_updated = Sophus::SE3::exp(update_se3)* SE3_Rt;
      cout<<"SE3 updated:"<<endl<<SE3_updated.matrix()<<endl;
     
      return 0;
      
      
    }
    
    CMakeLists.txt
    cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
    project(usesophus)
    
    include_directories( "/usr/include/eigen3" )
    
    find_package( Sophus REQUIRED )
    include_directories( ${Sophus_INCLUDE_DIRS} )
    
    add_executable(usesophus main.cpp)
    target_link_libraries( usesophus ${Sophus_LIBRARIES} )
    install(TARGETS usesophus RUNTIME DESTINATION bin)
    

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