視覺SLAM十四講(一)——羅德里格斯轉換公式推導

最近在學習SLAM,主要的學習資料爲高翔的《視覺SLAM十四講》,首先安利一下這本書,這本書由淺入的介紹了SLAM的整體結構,算法介紹與實際應用。可以說是一本既是通俗有趣的高科技講義,又是一本足以指導研發實踐的翔實教程。

       在書籍第三講,關於三維空間剛體運動中,由於轉動矩陣的數值計算較爲複雜,所以提出了轉動向量的概念,即轉動向量的方向空間剛體轉動的轉動軸,向量的模代表着轉動的的角度,代表軸的方向的單位向量,所以旋轉矩陣R所對應的轉動向量爲。兩者之間的關係爲:

 

       我們可以看到旋轉軸向量可以通過

 

 

得到軸的單位向量。且:

 

且垂直分量和平行分量各自的旋轉分量爲:

所以轉動後的;將前面的各式代入可以得到:

上述表達爲矢量運算的表達式,對於矩陣運算,形式需要改變一下。首先就在線性變換中,可以採取一種反對稱矩陣進行矩陣變換,其中爲:

則:

所以:

則可以令,則由上式可以的到:

 

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       因此可以得到書中所得到的羅德里格斯轉換公式了。

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