C++之eigen安裝與測試方式

更新時間：2022年12月15日 10:00:32 作者：后廠村路蔡徐坤

這篇文章主要介紹了C++之eigen安裝與測試方式，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

C++eigen安裝與測試

1、eigen庫安裝

1）方法一：源碼安裝（推薦）

官網(wǎng)下載、或git下載eigen源碼

cd eigen
mkdir build
cd build
cmake ..
sudo make install

#安裝后,頭文件安裝在/usr/local/include/eigen3/
#移動頭文件
sudo cp -r /usr/local/include/eigen3/Eigen /usr/local/include

2）方法二：直接安裝（不推薦）

這種方法安裝eigen庫，比較簡單，但是eigen不一定是最新版本。

sudo apt install libeigen3-dev
//若默認安裝的是/usr/local/include/eigen3/Eigen 下，將Eigen文件夾拷貝一份到/usr/local/include 下
sudo cp -r /usr/local/include/eigen3/Eigen /usr/local/include?
sudo cp -r /usr/local/include/eigen3 /usr/include

2、查看eigen的版本號

pkg-config --modversion eigen3

如果可以正確查看版本號，一般說明eigen庫安裝成功

C++ eigen使用

eigen幾何模塊的使用方法

旋轉(zhuǎn)向量 R

利用Eigen::AngleAxisd(參數(shù)：角度，軸)得到

//沿 Z 軸旋轉(zhuǎn) 45 度
Eigen::AngleAxisd rotation_vector ( M_PI/4, Eigen::Vector3d ( 0,0,1 ) );?
//由角軸得到旋轉(zhuǎn)變量
Eigen::Matrix3d R = Eigen::AngleAxisd(M_PI/2, Eigen::Vector3d(0,0,1)).toRotationMatrix()

旋轉(zhuǎn)矩陣 Eigen::Matrix3d

//在這里插入代碼片`旋轉(zhuǎn)向量轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)矩陣
?rotation_vector.toRotationMatrix();?

歐拉角

//( 2,1,0 )表示ZYX順序，即roll pitch yaw順序,將旋轉(zhuǎn)矩陣轉(zhuǎn)換到歐拉角
Eigen::Vector3d rotation_matrix.eulerAngles ( 2,1,0 )

四元數(shù)

//定義四元數(shù)
Eigen::Quaterniond q = Eigen::Quaterniond (rotation_vector);
//旋轉(zhuǎn)矩陣定義四元素
q = Eigen::Quaterniond (rotation_matrix);

歐拉角與四元數(shù)相互轉(zhuǎn)換

// 歐拉角轉(zhuǎn)四元數(shù) R-P-Y
Eigen::Vector3d eulerAngle(yaw,pitch,roll);
Eigen::AngleAxisd rollAngle(AngleAxisd(eulerAngle(2),Vector3d::UnitX()));
Eigen::AngleAxisd pitchAngle(AngleAxisd(eulerAngle(1),Vector3d::UnitY()));
Eigen::AngleAxisd yawAngle(AngleAxisd(eulerAngle(0),Vector3d::UnitZ()));
?
Eigen::Quaterniond quaternion;
quaternion=yawAngle*pitchAngle*rollAngle;

//四元數(shù)轉(zhuǎn)歐拉角 R-P-Y
Eigen::Vector3d eulerAngle=quaternion.matrix().eulerAngles(2,1,0);

四元數(shù)、歐拉角轉(zhuǎn)換實例。

以下代碼在歐拉角出現(xiàn)pi/2時，以及大于pi時會出現(xiàn)問題。

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <eigen3/Eigen/Core>
#include <eigen3/Eigen/Geometry>

using namespace std;
int main()
{
? ? Eigen::Vector3d eulerAngle(M_PI/3,M_PI/5,M_PI/4);
? ? cout<<"roll(X) pitch(Y) yaw(Z)=\n"<< eulerAngle.transpose()<<endl<<endl;

? ? Eigen::AngleAxisd rollAngle(Eigen::AngleAxisd(eulerAngle(0),Eigen::Vector3d::UnitX()));
? ? Eigen::AngleAxisd pitchAngle(Eigen::AngleAxisd(eulerAngle(1),Eigen::Vector3d::UnitY()));
? ? Eigen::AngleAxisd yawAngle(Eigen::AngleAxisd(eulerAngle(2),Eigen::Vector3d::UnitZ()));

? ? Eigen::Quaterniond quaternion;
? ? quaternion=rollAngle*pitchAngle*yawAngle;
? ? Eigen::Vector3d eulerAngle_1=quaternion.matrix().eulerAngles(0,1,2);?
? ? cout<<"roll(X) pitch(Y) yaw(Z)=\n"<< eulerAngle_1.transpose()<<endl<<endl;?

?? ?//Eigen::Vector3d eulerAngle(roll,pitch,yaw);
?? ?//Eigen::AngleAxisd rollAngle(AngleAxisd(eulerAngle(0),Vector3d::UnitX()));
?? ?//Eigen::AngleAxisd pitchAngle(AngleAxisd(eulerAngle(1),Vector3d::UnitY()));
?? ?//Eigen::AngleAxisd yawAngle(AngleAxisd(eulerAngle(2),Vector3d::UnitZ()));
?? ?//Eigen::Quaterniond quaternion;
?? ?//quaternion=yawAngle*pitchAngle*rollAngle;
?? ?//Eigen::Vector3d eulerAngle=quaternion.matrix().eulerAngles(2,1,0);
?? ?
? ? Eigen::Quaterniond quaternion2(-0.5,0,0,1);?
? ? Eigen::Vector3d eulerAngle_2=quaternion2.matrix().eulerAngles(2,1,0);
? ? cout<<"yaw(Z) pitch(Y) roll(Z)=\n"<< eulerAngle_2.transpose()<<endl<<endl; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? return 0;
}

g++ test.cpp

tf 實現(xiàn)四元數(shù)到歐拉角轉(zhuǎn)換接口使用及測試

#include <iostream>
#include <tf/transform_datatypes.h>//轉(zhuǎn)換函數(shù)頭文件
#include <nav_msgs/Odometry.h>//里程計信息格式

using namespace std;
int main ()
{
? ? tf::Quaternion quat(0,0,1,-0.5);
? ? double roll, pitch, yaw;//定義存儲r\p\y的容器

? ? tf::Matrix3x3(quat).getRPY(roll, pitch, yaw);//進行轉(zhuǎn)換
? ? cout << "roll:" << roll << "\npitch:" << pitch << "\nyaw:" << yaw << endl;
? ? return 0;
}

直接編譯命令：

g++ `pkg-config --libs --cflags tf` -ldl tf_test.cpp

歐式變換矩陣(其次坐標包含R，t)

//雖然稱為3d(指3維空間的歐式坐標)，實質(zhì)上是4＊4的矩陣， 旋轉(zhuǎn)R + 平移T
Eigen::Isometry3d T=Eigen::Isometry3d::Identity();
//按照rotation_vector進行旋轉(zhuǎn)
T.rotate (rotation_vector);
//按四元數(shù)表示的旋轉(zhuǎn)
Eigen::Isometry3d T(q);
//把平移向量設(shè)成(1,3,4)
T.pretranslate (Eigen::Vector3d ( 1,3,4 ));?

Eigen::Map 數(shù)組、向量及矩陣的引用。

double parameters[7] = {0, 0, 0, 1, 0, 0, 0};
//quaterd為parameters的引用
Eigen::Map<const Quaterniond> quaterd(parameters[0]);
//同Eigen::Map<const Quaterniond> quaterd(parameters);
//quaterd為parameters[4]的引用，由于元素地址連續(xù)
Eigen::Map<const Eigen::Vector3d> trans(parameters[0] + 4);
//同Eigen::Map<const Eigen::Vector3d> trans(parameters + 4);

引用：類似于變量的別名，一旦指定，不可改變，與變量值綁定

指針：指針存放變量的地址。可更改