Halcon算子学习：create_pose

create_pose

创建3D位姿
( : : TransX, TransY, TransZ, RotX, RotY, RotZ, OrderOfTransform, OrderOfRotation, ViewOfTransform : Pose)
输入：

• TransX
  沿x轴平移（以[m]为单位）。
  默认值：0.1
  建议值：-1.0，-0.75，-0.5，-0.25，-0.2，-0.1，-0.5，-0.25，-0.125，-0.01、0.0、0.01、0.125、0.25、0.5、0.1、0.2、0.25、0.5 ，0.75、1.0

• TransY
  沿y轴平移（以[m]为单位）。
  默认值：0.1
  建议值：-1.0，-0.75，-0.5，-0.25，-0.2，-0.1，-0.5，-0.25，-0.125，-0.01、0.0、0.01、0.125、0.25、0.5、0.1、0.2、0.25、0.5 ，0.75、1.0

• TransZ
  沿z轴平移（以[m]为单位）。
  默认值：0.1
  建议值：-1.0，-0.75，-0.5，-0.25，-0.2，-0.1，-0.5，-0.25，-0.125，-0.01、0.0、0.01、0.125、0.25、0.5、0.1、0.2、0.25、0.5 ，0.75、1.0

• RotX
  绕Rodriguez向量的x轴或x分量旋转（以[°]为单位或无单位）。
  默认值：90.0
  建议值：0.0、90.0、180.0、270.0
  典型值范围：0≤RotX≤360

• RotY
  绕Rodriguez向量的y轴或y分量旋转（以[°]为单位或无单位）。
  默认值：90.0
  建议值：0.0、90.0、180.0、270.0
  典型值范围：0≤RotY≤360

• RotZ
  绕Rodriguez矢量的z轴或z分量旋转（以[°]或不带单位）。
  默认值：90.0
  建议值：0.0、90.0、180.0、270.0
  典型值范围：0≤RotZ≤360

• OrderOfTransform
  旋转和平移的顺序。
  默认值：“ Rp + T”
  建议值：“ Rp + T”，“ R（p-T）”

• OrderOfRotation
  旋转值的含义。
  默认值：“ gba”
  建议值：“ gba”，“ abg”，“ rodriguez”

• ViewOfTransform
  变换视角。
  默认值：“point”
  建议值：“ point”，“ coordinate_system”

输出：

• Pose
  3D姿势。
  元素数：7

算子描述

1.create_pose创建3D姿势-Pose。 姿势描述了刚性3D变换，即由任意平移和旋转组成的变换，具有6个参数：TransX，TransY和TransZ分别指定沿x，y和z轴的平移，而RotX ，RotY和RotZ描述旋转。

2.3D姿态通常以两种方式使用：首先，描述一个坐标系相对于另一坐标系的位置和方向（例如，零件坐标系相对于相机坐标系的姿态，简而言之：零件相对姿态；
其次是描述如何在两个坐标系之间转换坐标（例如，将点从零件坐标转换为摄像机坐标）。

3.方向表示（旋转）

1）围绕任意轴的3D旋转可以多种方式由3个参数表示。 HALCON允许您使用参数OrderOfRotation在其中三个中进行选择：如果传递值’gba’，则旋转将通过以下围绕三个轴的旋转链来描述（有关旋转矩阵Rx,Ry,Rz的内容，请参见hom_mat3d_rotate）：

2）R_gba 在文献中表示为“ Yaw-Pitch-Roll 翻滚-偏航-仰俯”。
请注意，您可以通过两种方式“读取”该链：如果从右侧开始，则始终相对于全局（即固定或“旧”）坐标系进行旋转。 因此，可以理解为：首先绕着z轴旋转，然后绕着“旧” y轴旋转，最后绕着“旧” x轴旋转。 相反，如果您从左到右阅读，则相对于局部（即“新”）坐标系进行旋转。 然后，对应于以下内容：首先绕x轴旋转，绕“新” y轴旋转，最后绕“新（等）” z轴旋转。

从右到左读取对应于以下算子调用顺序：

  hom_mat3d_identity (HomMat3DIdent)hom_mat3d_rotate (HomMat3DIdent, RotZ, 'z', 0, 0, 0, HomMat3DRotZ)hom_mat3d_rotate (HomMat3DRotZ, RotY, 'y', 0, 0, 0, HomMat3DRotYZ)hom_mat3d_rotate (HomMat3DRotYZ, RotX, 'x', 0, 0, 0, HomMat3DXYZ)

相反，从左向右读取对应于以下算子调用顺序：

  hom_mat3d_identity (HomMat3DIdent)hom_mat3d_rotate_local (HomMat3DIdent, RotX, 'x', HomMat3DRotX)hom_mat3d_rotate_local (HomMat3DRotX, RotY, 'y', HomMat3DRotXY)hom_mat3d_rotate_local (HomMat3DRotXY, RotZ, 'z', HomMat3DXYZ)

3）在OrderOfRotation中传递“ abg”时，旋转对应于以下链：

R_abg在文献中表示为“ Roll-Pitch-Yaw 翻滚-偏航-仰俯”。

4）如果在OrderOfRotation中传递“rodriguez”，则旋转参数RotX，RotY和RotZ将被解释为所谓的Rodriguez旋转向量的x，y和z分量。 向量的方向定义为（任意）旋转轴。 向量的长度通常定义为正方向的旋转角度。 此处，使用Rodriguez向量的变体，其中向量的长度定义为旋转角一半的正切值：

请注意，这些3D位姿可能是模棱两可的，这意味着齐次变换矩阵可以具有多个位姿表示形式。 例如，对于R_gba (b=±90)以下位姿对应于相同的齐次变换矩阵：

// 两种变换形式下，最终变换后的坐标位姿一样的create_pose(0, 0, 0, 30 , 90, 54, 'Rp+T', 'gba', 'point', Pose1)create_pose(0, 0, 0, 17, 90, 67, 'Rp+T', 'gba', 'point', Pose2)

如果这会导致问题，则可以改用齐次变换矩阵或四元数（axis_angle_to_quat）表示旋转。

4.对应的齐次变换矩阵

1）您可以使用运算符 pose_to_hom_mat3d 获得与姿势相对应的齐次变换矩阵。 在标准定义中，这是以下齐次变换矩阵，可以将其分解为两个单独的矩阵，一个用于平移（H（t）），一个用于旋转（H（R））：

2）坐标转换

下面的等式描述了如何使用位姿（Pose）或更确切地说，即其相应的齐次变换矩阵²H₁ （输入和输出点作为齐次矢量，另请参见affine_trans_point_3d）将一个点的从坐标系1转换为坐标系2。 请注意，要将点从坐标系1转换为坐标系2，请使用描述坐标系1相对于坐标系2的姿态的转换矩阵（HomMat3DFrom1In2）。

这对应于以下算子调用：

  pose_to_hom_mat3d(PoseOf1In2, HomMat3DFrom1In2)affine_trans_point_3d(HomMat3DFrom1In2, P1X, P1Y, P1Z, P2X, P2Y, P2Z)

3）非标准位姿定义

到目前为止，我们已经描述了标准姿势定义。 要创建此类姿势，请为参数OrderOfTransform选择（默认）值“ Rp + T”，为ViewOfTransform选择“ point”。 通过为这些参数指定其他值，您可以创建非标准位姿类型，我们将在下面简要描述。 请注意，仅为了向后兼容才支持这些表示类型。 我们强烈建议使用标准类型。

如果为OrderOfTransform选择’R（p-T）’，则创建的位姿对应于以下变换链，即旋转和平移的顺序相反，并且平移取反：

如果为ViewOfTransform选择’coordinate_system’，则转换顺序保持不变，但旋转角度将被取反。 请注意，与其名称相反，这并不等同于变换坐标系

4）返回的数据结构

创建的3D姿势以Pose返回，该姿势是长度为7的元组。 前三个元素包含平移参数TransX，TransY和TransZ，然后是旋转参数RotX，RotY和RotZ。 最后一个元素对使用参数OrderOfTransform，OrderOfRotation和ViewOfTransform选择的姿势的表示类型进行编码。 下表列出了可能的组合。 如前所述，我们建议仅使用OrderOfTransform ='Rp + T’和ViewOfTransform ='point’的表示类型（代码0、2和4）。

您可以使用convert_pose_type将姿势转换为其他表示类型，并使用get_pose_type查询类型。