PCL 点云旋转：轴角表示法

PCL点云旋转：轴角表示法详解
最新推荐文章于 2025-03-21 15:50:25 发布
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本文介绍了PCL中点云旋转的重要性和轴角表示法的应用。通过轴角表示法，使用PCL库可以实现点云的旋转操作，其中轴向量定义旋转方向，角度决定旋转幅度。文章提供了实现点云旋转的源代码示例，包括如何设置旋转轴和角度，并展示了如何将旋转后的点云进行可视化。这种方式简单直观，适用于各种点云旋转任务。

点云旋转是计算机视觉和图形学中的重要任务之一，它在多个领域中得到广泛应用，如三维重建、目标识别和姿态估计等。在PCL（Point Cloud Library）中，点云旋转可以使用不同的表示方法，其中轴角（Axis-Angle）表示法是一种常用且有效的方式。

轴角表示法通过一个轴向量和一个角度来描述旋转操作。轴向量定义了旋转的方向，而角度则表明了旋转的幅度。在PCL中，点云旋转函数支持通过旋转矩阵或轴角进行点云变换。下面将介绍如何使用轴角表示法来实现点云的旋转，并给出相应的源代码。

首先，我们需要引入PCL库，并定义一个新的点云对象用于存储原始点云和旋转后的点云。

#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_types.h>
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点云平移旋转——基础知识探究
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08-03 850
对于给定的点云，平移操作可以通过将每个点的坐标值与平移向量相加来实现。点云可以通过一系列的三维点坐标来表示，每个点由其在三维空间中的坐标位置决定。对于给定的点云，旋转操作可以通过将每个点的坐标值与旋转矩阵相乘来实现。在上述代码中，我们先定义了一个包含三个点的点云，然后定义了旋转角度和旋转轴。接下来，通过计算旋转矩阵并将其应用于点云，实现对点云的旋转操作。在上述代码中，我们先定义了一个包含三个点的点云，然后定义了一个平移向量。最后，通过将每个点的坐标与平移向量相加，实现对点云的平移操作。
PCL 点云旋转：使用轴角表示法
weixin_50547796的博客
07-29 226
在上述代码中，我们使用了pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr类型的指针来表示点云。轴角表示法是一种描述三维空间中旋转的方法，它使用一个单位向量表示旋转轴，并使用一个角度表示旋转的大小，在PCL中，我们可以使用Eigen库来进行向量和矩阵操作，因此我们将使用 Eigen来实现轴角表示法。点云旋转是三维空间中计算机视觉和几何处理中常用的操作之一，在本文中我们将探讨如何使用轴角表示法来实现PCL (点云库)中的点云旋转，我们将介绍轴角表示法的基本概念，并提供相应的源代码示例。
几种旋转表示法
Aromash的博客
03-28 9215
几种旋转表示法 1.欧拉角表示旋转 2.四元数表示旋转 该部分摘录了知乎大神的回答，原文链接如下： 如何形象地理解四元数？ 如何使用四元数来表示旋转呢？ 假设空间中存在两个原点重合的坐标系，我们称为当前坐标系和期望坐标系；则一定可以找到空间中过原点的一根轴，使得当前坐标系绕该轴旋转一个角度与从而与目标坐标系重合(而这种轴角的组合是唯一的，以旋转角最小为准则)；这根旋转轴即为四元数的虚部，旋转角则构...
SLAM-14讲第三章_2
weixin_38498629的博客
03-21 391
旋转向量 1. 轴角法 用一个轴绕着一定角度旋转表示旋转变换 轴角法表示:(x,y,z,θ)(x,y,z,\theta)(x,y,z,θ) 其中包含两个部分: 轴:(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z) 角度:θ\thetaθ 2. 旋转向量 轴角法的轴:(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z)方向的单位向量n⃗\vec nn 轴角法的角度:θ\thetaθ 旋转向量如下: (xiθ,yiθ,ziθ)(x^i \theta,y^i \theta,z^i \theta)(xiθ,yiθ,ziθ)
姿态运动学，轴角法
liuanqi368的博客
03-21 265
答案是否定的，因为当旋转角度是0的时候，旋转轴可以是任意的，等效为求解 0×x=0 这个方程；但是在应用中，一一对应很重要，这也就暴露出了轴角法表示的最致命的问题。一个坐标系相对于另一个坐标系之间的姿态就可以用个一个轴（单位向量）和一个角来表示了，轴角法表示。可以用一个3×1的矢量来表示，矢量的大小就是旋转角度，方向就是旋转轴，这是旋转矢量法表示。事实上，有人已经证明了，虽然旋转的自由度是三，但是仅仅用三个数表示必然会出问题（我忘了原话怎么说的了。好了，应用最广泛的，逼格最高的四元数来了。
[现代机器人学]转动的指数坐标——轴角表示法
MuMianYiFan的博客
04-02 1533
轴角表示法是描述三维旋转的一种方法。它使用一个轴向量和一个旋转角度来唯一地确定一次旋转。具体来说:轴向量(unit vector)表示旋转的轴线方向。旋转角度θ表示绕该轴进行的旋转角度。轴角表示法的优点包括:简单明了,易于理解和计算。可以很容易地复合多次旋转。避免了万向节死锁(gimbal lock)的问题。缺点是当旋转角度接近180度时,轴向量会变得不确定和不稳定。在这种情况下,四元数表示法更加稳定可靠。
pcl点云旋转
最新发布
04-02
用户提到的是轴角表示法，所以可能需要用轴角来生成旋转矩阵，然后应用到点云上。 接下来，我需要确认用户的需求。用户想要具体的实现方法和示例教程，可能需要分步骤说明。首先应该包含头文件，然后读取点云数据，...
pcl 点云旋转
03-12
对于点云旋转而言，可以采用轴角表示法来描述旋转过程[^2]。 下面展示一段利用PCL库完成点云旋转的具体实例代码： ```cpp #include <pcl/io/pcd_io.h> #include <pcl/point_types.h> #include <pcl/console/parse....
四元数笔记（3）—— 轴角表示法与四元数表示的区别
罗伯特祥的博客
09-08 8435
文章目录1. 轴角与四元数的介绍2. 二者的区别3. 欧拉角与四元数的对应 1. 轴角与四元数的介绍 在不了解四元数时，很多人都错误的把轴角表示法当成了四元数。 轴角表示法：使用一个3维向量表示转轴，使用一个角度分量表示绕该轴的旋转角度，即(x,y,z,angle) 轴角表示法避免了Gimbal Lock问题，但是！！它却不适合用来做插值，因为用它得到的插值结果会导致插值不平滑，甚至产生跳跃，这一点与欧拉角描述时相同！ 对于轴角表示法的(ax,ay,az,theta)，转换成四元数描述为： x=
Open3D 点云旋转：轴角表示法
api_debug626的博客
09-26 288
综上所述，本文介绍了如何使用 Open3D 来实现点云的旋转操作，并使用轴角表示法来描述旋转。通过定义旋转轴和旋转角度，并使用旋转矩阵对点云进行旋转，我们可以方便地实现点云的旋转操作，并进一步保存或可视化旋转后的结果。轴角表示法是一种描述旋转的数学表示方法，它使用一个单位向量来表示旋转的轴，并使用一个角度来表示旋转的大小。在 Open3D 中，我们可以通过指定旋转轴和旋转角度来进行点云的旋转。除了保存点云，我们还可以使用 Open3D 的可视化功能来查看旋转后的点云。在上述代码中，我们使用了点云对象的。
ROS学习笔记之——机器人航向角的求解
gwpscut的博客
09-24 1万+
AHRS算法是自动航向基准系统(Automatic Heading Reference System)的简称， IMU是惯性测量装置(Inertial Measurement Unit)的简称，通常包含陀螺仪和加速度计。陀螺仪测量的是角速度，即物体转动的速度，把速度和时间相乘，即可以得到某一时间段内物体转过的角度。加速度计测量的是物体的加速度，我们知道，重力加速度是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度。当物体处于静止状态时，加速度计测量出来的值就等于重力加速度1g, 约等于9.8米每...
点云旋转的轴角表示法和罗德里格斯公式
DevWizard的博客
09-18 96
点云旋转是计算机图形学中常见的操作之一，它可以应用于三维重建、姿态估计等领域。在点云旋转中，轴角表示法和罗德里格斯公式是两种常用的表示方法。本文将介绍这两种方法，并提供相应的源代码实现。轴角表示法使用一个三维向量表示旋转轴。
PCL 点云旋转之轴角式
dayuhaitang1的博客
04-05 542
PCL 点云旋转之轴角式
PCL 旋转矩阵转欧拉角
m0_51204289的博客
11-09 1035
内容抄自优快云点云侠：[【2024最新版】PCL点云处理算法汇总（C++长期更新版）](https://blog.youkuaiyun.com/qq_36686437/article/details/114160640)。质量无忧，永久免费，可放心复制粘贴。
利用PCL实现点云绕质心旋转
爱哭鬼
09-22 727
PCL中点云旋转都是绕原点旋转的，要绕质心旋转，则应该先将点云质心移至原点，绕原点旋转后，再将点云质心移回原来的位置，便达到了点云绕质心旋转的目的。
三维数学基础6：旋转的表示-四元数
JagNil的博客
05-24 1194
三维数学基础4：旋转的表示-四元数 我们先来了解轴角法表示的旋转，其与四元数表述旋转的几何意义相似。 轴角表示旋转 一个以矢量定义的旋转轴，再加上一个标量定义的旋转角，这种表达旋转的方式称为轴角（axis-angle）表达方式。旋转轴A、角度θ\thetaθ可写成4维矢量形式： [Aθ]=[AxAyAzθ] \begin{bmatrix} A & \theta \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} Ax & Ay & Az & \th
齐次矩阵转化为欧拉角坐标系_做控制要知道的刚体旋转知识（三）欧拉角
weixin_39818662的博客
11-28 497
欧拉角前两篇FrancisZhao：做控制要知道的刚体旋转知识（一）轴角法​zhuanlan.zhihu.comFrancisZhao：做控制要知道的刚体旋转知识（二）四元数​zhuanlan.zhihu.com前两个系列讲的是轴角法和四元数，这两个可以归纳为用一次旋转来表示姿态。这篇来讲讲用三次旋转来表示姿态的：欧拉角。旋转是有三个自由度的。轴角法和四元数把两个自由度给了轴，一个自由度给了旋转角...
姿态的三种描述方式——欧拉角、轴角、四元数
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欧拉角、轴角与四元数
YiYeZhiNian的博客
06-15 1万+
1、欧拉角 欧拉角使用最简单的x,y,z值来分别表示在x，y，z轴上的旋转角度，其取值为0-360(或者0-2pi），一般使用roll，pitch，yaw来表示这些分量的旋转值。需要注意的是，这里的旋转是针对世界坐标系说的，这意味着第一次的旋转不会影响第二、三次的转轴。 欧拉角容易出现的问题是 1）不易在任意方向的旋转轴插值； 2）万向节死锁； 3）旋转的次序无法确定。 2、轴角 轴角用一个以单位矢量定义的旋转角，再加上一个标量定义的旋转角来表示旋转。通常的表示[x,y,z,theta]，前面三个表示轴，最
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