用python和 scipy 把batch_size=24的旋转矩阵转化为轴角,并求轴角误差
时间: 2024-03-17 22:41:17 浏览: 161
好的,下面给出一个完整的示例代码,演示如何使用 Python 和 Scipy 库将 batch_size 为 24 的旋转矩阵转换为轴角,并求轴角误差:
```python
import numpy as np
from scipy.spatial.transform import Rotation as R
# 生成一个随机的旋转矩阵 batch,大小为 (24, 3, 3)
batch_size = 24
R_true = np.random.rand(batch_size, 3, 3)
# 保证旋转矩阵是正交矩阵
for i in range(batch_size):
R_true[i], _ = np.linalg.qr(R_true[i])
# 将旋转矩阵转换为 Rotation 对象
rot = R.from_matrix(R_true)
# 将 Rotation 对象转换为轴角表示法
axis_angle_true = rot.as_rotvec()
# 生成一个旋转矩阵误差,假设最大误差不超过 5 度
angle_err = np.random.rand(batch_size) * 5 / 180 * np.pi
axis_err = np.random.rand(batch_size, 3) - 0.5
axis_err /= np.linalg.norm(axis_err, axis=1, keepdims=True)
R_err = np.array([R.from_rotvec(angle_err[i] * axis_err[i]).as_matrix() for i in range(batch_size)])
# 求真实的旋转矩阵
R_true = rot.as_matrix()
# 求旋转矩阵误差
R_err = R_true @ R_err
# 将旋转矩阵误差转换为轴角表示法
rot_err = R.from_matrix(R_err)
axis_angle_err = rot_err.as_rotvec()
# 求轴角误差
axis_angle_err_norm = np.linalg.norm(axis_angle_err, axis=1)
print("真实的轴角表示法:", axis_angle_true)
print("旋转矩阵误差的轴角表示法:", axis_angle_err)
print("轴角误差:", axis_angle_err_norm)
```
这段代码首先生成一个大小为 (24, 3, 3) 的随机旋转矩阵 batch `R_true`,然后将其转换为轴角表示法 `axis_angle_true`。接着生成一个大小为 (24, 3, 3) 的旋转矩阵误差 `R_err`,并将其与真实的旋转矩阵相乘得到最终的旋转矩阵误差 `R_err`。然后将旋转矩阵误差转换为轴角表示法 `axis_angle_err`,并求其模长作为轴角误差。最后输出真实的轴角表示法、旋转矩阵误差的轴角表示法和轴角误差。需要注意的是,在计算旋转矩阵误差和轴角误差时,需要对 batch 中的每个旋转矩阵进行分别计算。
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