python_3_transforms3d模块

简介

• transforms3d模块相关笔记

python3 transform3d模块 详解

transforms3d是一个Python库，用于处理3D转换、旋转、平移等操作。这个库主要用于处理三维空间中的坐标变换，包括欧拉角、四元数、轴-角等不同表示方式之间的转换。以下是对transforms3d库的一些主要功能和模块的详细解释：

安装transforms3d库

你可以使用以下命令安装transforms3d库：

pip install transforms3d

主要模块和功能

1. transforms3d.euler

该模块提供了欧拉角的转换函数。主要函数有：

• euler2mat：将欧拉角转换为旋转矩阵。
• mat2euler：将旋转矩阵转换为欧拉角。

import transforms3d.euler as tf_euler

# 示例
euler_angles = (0.1, 0.2, 0.3)  # (roll, pitch, yaw)
rotation_matrix = tf_euler.euler2mat(euler_angles)
euler_angles_recovered = tf_euler.mat2euler(rotation_matrix)

2. transforms3d.quaternions

该模块提供了处理四元数的函数。主要函数有：

• quaternion_from_euler：将欧拉角转换为四元数。
• euler_from_quaternion：将四元数转换为欧拉角。

import transforms3d.quaternions as tf_quaternions

# 示例
euler_angles = (0.1, 0.2, 0.3)  # (roll, pitch, yaw)
quaternion = tf_quaternions.quaternion_from_euler(*euler_angles)
euler_angles_recovered = tf_quaternions.euler_from_quaternion(quaternion)

3. transforms3d.axangles

该模块提供了处理轴-角表示的函数。主要函数有：

• axangle2mat：将轴-角表示转换为旋转矩阵。
• mat2axangle：将旋转矩阵转换为轴-角表示。

import transforms3d.axangles as tf_axangles

# 示例
axis_angle = (1, 0, 0, 0.1)  # (x, y, z, angle)
rotation_matrix = tf_axangles.axangle2mat(axis_angle)
axis_angle_recovered = tf_axangles.mat2axangle(rotation_matrix)

4. transforms3d.zooms

该模块提供了处理缩放变换的函数。主要函数有：

• zooms_from_params：将缩放参数转换为缩放矩阵。

import transforms3d.zooms as tf_zooms

# 示例
zoom_params = (2, 3, 4)  # (scale_x, scale_y, scale_z)
zoom_matrix = tf_zooms.zooms_from_params(*zoom_params)

这些模块提供了在3D空间中进行不同类型的变换的工具函数。你可以根据需要选择合适的表示方式，并使用相应的函数进行转换。库的文档提供了更详细的信息和示例，可以帮助你更好地了解如何使用这些功能。

python3 输出旋转轴和旋转角 得到旋转矩阵

在Python中，你可以通过旋转轴和旋转角度来构造旋转矩阵。以下是一个例子，演示了如何通过旋转轴和旋转角度得到旋转矩阵：

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

# 旋转轴（单位向量）
rotation_axis = np.array([1, 0, 0])  # 例如，绕X轴旋转

# 旋转角度（弧度）
rotation_angle = np.radians(90)  # 例如，旋转90度

# 构造Rotation对象
rotation = Rotation.from_rotvec(rotation_angle * rotation_axis)

# 获取旋转矩阵
rotation_matrix = rotation.as_matrix()

print("旋转轴:")
print(rotation_axis)

print("\n旋转角度:")
print(np.degrees(rotation_angle))

print("\n得到的旋转矩阵:")
print(rotation_matrix)

在这个例子中，rotation_axis 是旋转轴的单位向量，rotation_angle 是旋转的角度（以弧度为单位）。通过这两者构造一个 Rotation 对象，然后使用 as_matrix() 方法获取对应的旋转矩阵。确保你的环境中安装了SciPy库：

pip install scipy

以上代码输出的结果分别是旋转轴、旋转角度和得到的旋转矩阵。