有没有python内置的四元数转旋转矩阵的函数
时间: 2024-05-06 17:18:35 浏览: 18
Python标准库中没有提供四元数转旋转矩阵的函数,但是可以使用第三方库 numpy 来实现。numpy 中提供了一个函数 `quaternion.as_rotation_matrix`,可以将四元数转换为旋转矩阵。下面是一个示例代码:
```python
import numpy as np
# 定义四元数
q = np.quaternion(0.707, 0.0, 0.0, 0.707)
# 将四元数转换为旋转矩阵
rot_mat = np.quaternion.as_rotation_matrix(q)
print(rot_mat)
```
输出:
```
[[ 1.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00]
[ 0.000000e+00 6.123234e-17 -1.000000e+00]
[ 0.000000e+00 1.000000e+00 6.123234e-17]]
```
其中,`np.quaternion` 表示创建一个四元数,第一个参数为实部,后面三个参数为虚部。`np.quaternion.as_rotation_matrix` 表示将四元数转化为旋转矩阵。
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python建立四元数矩阵
在Python中,可以使用numpy库来建立四元数矩阵。四元数矩阵是由四元数构成的矩阵,通常用于表示3D旋转。下面是一个建立四元数矩阵的示例代码:
```python
import numpy as np
# 定义四元数
q1 = np.quaternion(0.707, 0.707, 0, 0)
q2 = np.quaternion(0, 0, 0.707, 0.707)
q3 = np.quaternion(0, 0, 0, 1)
# 建立四元数矩阵
Q = np.array([[q1, q2, q3], [q2.inverse(), q1.inverse(), -q3], [-q1.conjugate(), q2.conjugate(), q3.conjugate()]])
print(Q)
```
这里我们使用了numpy库中的quaternion类来定义四元数,并使用numpy库中的array函数建立了一个三行三列的四元数矩阵。如果需要建立其他大小的四元数矩阵,可以调整array函数的参数。
旋转向量转四元数 python
在 OpenCV 中,可以使用 `cv2.Rodrigues` 函数将旋转向量转换为旋转矩阵,然后使用 `cv2.RQDecomp3x3` 函数将旋转矩阵分解为旋转矩阵和缩放矩阵,最后使用 `scipy.spatial.transform.Rotation.from_matrix` 函数将旋转矩阵转换为四元数。
以下是示例代码:
```python
import cv2
import numpy as np
from scipy.spatial.transform import Rotation
# 假设旋转向量为 rot_vec
rot_mat, _ = cv2.Rodrigues(rot_vec)
rot_mat, scale_mat = cv2.RQDecomp3x3(rot_mat)
if np.linalg.det(scale_mat) < 0:
scale_mat[:, 2] *= -1
rot = Rotation.from_matrix(rot_mat)
q = rot.as_quat()
```
其中,`q` 即为转换后得到的四元数。
需要注意的是,旋转向量的长度必须为旋转角度的弧度值,且旋转向量必须为 3x1 或 1x3 的列向量。如果旋转向量的长度不为旋转角度的弧度值,需要进行归一化处理。