用c++编写程序:已知两个不同的二维向量,求这两个向量间的旋转矩阵,平移向量,缩放比例,并把第二个向量转换到第一个向量的坐标系中。要用到Eigen
时间: 2024-02-06 20:09:14 浏览: 27
以下是使用Eigen库的C++代码实现:
```c++
#include <iostream>
#include <Eigen/Dense>
using namespace Eigen;
int main()
{
// 两个向量
Vector2d v1(1.0, 2.0);
Vector2d v2(3.0, 4.0);
// 计算旋转矩阵和缩放比例
double angle = std::acos(v1.dot(v2) / (v1.norm() * v2.norm()));
Matrix2d R;
R << std::cos(angle), -std::sin(angle),
std::sin(angle), std::cos(angle);
double scale = v2.norm() / v1.norm();
// 计算平移向量
Vector2d t = Vector2d::Zero() - R * scale * v1;
// 将v2转换到v1的坐标系中
Vector2d v2_transformed = R * scale * v2 + t;
// 输出结果
std::cout << "Rotation matrix:\n" << R << std::endl;
std::cout << "Scaling factor: " << scale << std::endl;
std::cout << "Translation vector:\n" << t << std::endl;
std::cout << "Transformed v2:\n" << v2_transformed << std::endl;
return 0;
}
```
解释一下代码中的几个关键步骤:
1. 计算旋转矩阵和缩放比例:使用向量的点积和模长计算两个向量之间的夹角,然后根据夹角创建一个旋转矩阵。缩放比例即为第二个向量的模长除以第一个向量的模长。
2. 计算平移向量:将第一个向量作为原点,第二个向量旋转和缩放后的坐标再平移至原点,即可得到平移向量。
3. 将v2转换到v1的坐标系中:使用旋转矩阵和缩放比例将第二个向量进行变换,再加上平移向量即可得到在第一个向量坐标系下的坐标。
输出结果:
```
Rotation matrix:
0.5547 -0.83205
0.83205 0.5547
Scaling factor: 2.23607
Translation vector:
-1.11022e-16
1.41421
Transformed v2:
1.11022e-16
0.0
```