Python SciPy Rotation.as_quat用法及代码示例

本文简要介绍 python 语言中 scipy.spatial.transform.Rotation.as_quat 的用法。

用法:

Rotation.as_quat(self, canonical=False)#

表示为四元数。

3 维中的主动旋转可以使用单位范数四元数来表示 [1]。从四元数到旋转的映射是two-to-one，即四元数q和-q，其中-q只是反转每个分量的符号，表示相同的空间旋转。返回值的格式为scalar-last(x,y,z,w)。

参数 ：：

canonical： bool, 默认 False

是否将旋转空间的冗余双覆盖映射到唯一的“canonical”单覆盖。如果为 True，则从 {q, -q} 中选择四元数，使得 w 项为正。如果 w 项为 0，则选择四元数，使得 x、y 和 z 项的第一个非零项为正。

返回 ：：

quat： numpy.ndarray ，形状 (4,) 或 (N, 4)

形状取决于用于初始化的输入的形状。

参考：

[1]

https://en.wikipedia.org/wiki/Quaternions_and_spatial_rotation

例子：

>>> from scipy.spatial.transform import Rotation as R
>>> import numpy as np

表示单次旋转：

>>> r = R.from_matrix([[0, -1, 0],
...                    [1, 0, 0],
...                    [0, 0, 1]])
>>> r.as_quat()
array([0.        , 0.        , 0.70710678, 0.70710678])
>>> r.as_quat().shape
(4,)

表示具有单次旋转的堆栈：

>>> r = R.from_quat([[0, 0, 0, 1]])
>>> r.as_quat().shape
(1, 4)

表示单个对象中的多个旋转：

>>> r = R.from_rotvec([[np.pi, 0, 0], [0, 0, np.pi/2]])
>>> r.as_quat().shape
(2, 4)

四元数可以从旋转空间的冗余双重覆盖映射到具有正 w 项的规范表示。

>>> r = R.from_quat([0, 0, 0, -1])
>>> r.as_quat()
array([0. , 0. , 0. , -1.])
>>> r.as_quat(canonical=True)
array([0. , 0. , 0. , 1.])