怎样通过Python和齐次坐标变换方法实现坐标系之间的转换?

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怎样通过Python和齐次坐标变换方法实现坐标系之间的转换?

  • 1. 齐次坐标变换方法
  • 2. Python简单demo实现
  • 3. 一个点云数据转换的测试案例
    • 3.1 简单的体素可视化测试案例
    • 3.2 实现点云数据的坐标系变换
      • 3.2.1 一些用到的函数
      • 3.2.2 测试完整代码及结果

1. 齐次坐标变换方法

齐次坐标变换是一种用于实现坐标系之间变换的数学技术。它通常用于计算机图形学、计算机视觉和机器人技术。在齐次坐标系中,3D点/顶点由4D向量(x,y,z,w)表示,其中w是比例因子。齐次表示允许有效的矩阵运算并简化变换过程。坐标系之间的变换可以通过使用齐次变换矩阵来实现。这些矩阵是4x4矩阵,用于编码平移、旋转、缩放和剪切操作。
要执行齐次坐标变换,通常需要执行以下步骤:

  • 定义变换矩阵:创建一个表示所需变换的4x4变换矩阵。这个矩阵可以通过组合平移、旋转、缩放和剪切矩阵来构造。
  • 齐次表示:通过添加比例因子1,将三维点/顶点坐标转换为齐次坐标。例如,3D点(x,y,z)将在齐次坐标中表示为(x,y,z

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