在点云匹配中,求上式子中,J关于机器人位姿R和T的导数。P’为机器人坐标系中的三维点云,P为世界坐标系点云。(可以先做二维空间,再做三维空间)
时间: 2024-04-15 16:26:47 浏览: 236
在点云匹配中,假设P'是机器人坐标系中的三维点云,P是世界坐标系中的点云。我们可以先考虑二维空间的情况,然后再推广到三维空间。
在二维空间中,我们可以用一个二维向量表示点云,即P' = [x', y']^T 和 P = [x, y]^T。
机器人位姿可以用一个旋转矩阵R和一个平移向量T表示,即机器人坐标系相对于世界坐标系的变换可以表示为:
P' = R * P + T
我们需要求解J关于机器人位姿R和T的导数。假设J为一个误差函数,它度量了点云匹配的误差。
首先,我们对于旋转矩阵R求导。假设误差函数J只依赖于P'和P之间的欧氏距离,即J = ||P' - P||。
对于旋转矩阵R,我们可以使用四元数来表示。设四元数表示为q = [q0, q1, q2, q3]^T,即旋转矩阵R可以通过四元数进行表达。
那么,对于旋转矩阵R的导数可以通过四元数求导公式得到:
dJ/dR = dJ/dq * dq/dR
其中,dq/dR是四元数q相对于旋转矩阵R的导数。
接下来,我们对于平移向量T求导。假设误差函数J只依赖于P'和P之间的欧氏距离,即J = ||P' - P||。
对于平移向量T的导数,可以直接计算:
dJ/dT = dJ/dP' * dP'/dT
其中,dJ/dP'是误差函数J相对于P'的导数。
以上是对于二维空间的情况进行的求解。在三维空间中,我们将上述方法进行推广,即将二维向量扩展为三维向量,将旋转矩阵扩展为三维旋转矩阵,将四元数扩展为四元数或旋转矩阵等。
需要注意的是,在具体求解过程中,涉及到点云匹配算法和误差函数的具体形式,导数的求解方法可能会有所不同。以上是一种一般性的推导过程,具体应用中需要根据具体情况进行求解。
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