eigen在c++的基本使用,矩阵运算,几何运算

矩阵运算

CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.2)
project(useEigen)

set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "-O3")

include_directories("/usr/include/eigen3")
add_executable(eigenMatrix eigenMatrix.cpp)

eigenMatrix.cpp文件

#include <iostream>

using namespace std;

#include <ctime>
#include <eigen3/Eigen/Core> // Eigen 核心部分
#include <eigen3/Eigen/Dense> // 稠密矩阵的代数运算(逆,特征值等)

using namespace Eigen;

#define MATRIX_SIZE 10

int main(int argc, char **argv) {
    Matrix<float, 2, 3> matrixf_23;
    matrixf_23 << 1, 2, 3, 4, 5, 6;
    cout << "matrix 2x3 from 1 to 6: \n" << matrixf_23 << endl;

    Vector3d v_3d; // //本质是Matrix<double,3,1>
    v_3d << 3, 2, 1;

    Matrix3d matrix_33 = Matrix3d::Zero(); //本质是Matrix<double,3,3>,这里初始化为零
    Matrix<double, Dynamic, Dynamic> matrix_x; // 动态矩阵,不确定矩阵大小,等效于MatrixXd matrix_x;

    // Eigen里你不能混合两种不同类型的矩阵,像这样是错的
    // Matrix<double, 2, 1> result_wrong_type = matrixf_23 * v_3d;
    // 应该显式转换
    Matrix<double, 2, 1> result = matrixf_23.cast<double>() * v_3d;
    cout << "[1,2,3;4,5,6]*[3,2,1]=" << result.transpose() << endl;

    // 一些矩阵运算,四则运算直接用+-*/即可
    matrix_33 = Matrix3d::Random();                             // 随机数矩阵
    cout << "random matrix: \n" << matrix_33 << endl;
    cout << "transpose: \n" << matrix_33.transpose() << endl;   // 转置
    cout << "sum: " << matrix_33.sum() << endl;                 // 元素和
    cout << "trace: " << matrix_33.trace() << endl;             // 迹
    cout << "times 10: \n" << 10 * matrix_33 << endl;           // 数乘
    cout << "inverse: \n" << matrix_33.inverse() << endl;       // 逆
    cout << "det: " << matrix_33.determinant() << endl;         // 行列式

    // 特征值与特征向量, 这里使用AD分解,实对称矩阵可以保证对角化成功
    SelfAdjointEigenSolver<Matrix3d> eigen_solver(matrix_33.transpose() * matrix_33);
    cout << "Eigen values = \n" << eigen_solver.eigenvalues() << endl;
    cout << "Eigen vectors = \n" << eigen_solver.eigenvectors() << endl;

    // 解方程,求解 matrix_NN * x = v_Nd 这个方程
    Matrix<double, MATRIX_SIZE, MATRIX_SIZE> matrix_NN = MatrixXd::Random(MATRIX_SIZE, MATRIX_SIZE);
    matrix_NN = matrix_NN * matrix_NN.transpose();  // 保证半正定
    Matrix<double, MATRIX_SIZE, 1> v_Nd = MatrixXd::Random(MATRIX_SIZE, 1);
    clock_t time_stt = clock(); // 计时
    // 直接求逆自然是最直接的,但是求逆运算量大
    Matrix<double, MATRIX_SIZE, 1> x = matrix_NN.inverse() * v_Nd;
    cout << "time of normal inverse is " << 1000 * (clock() - time_stt) / (double) CLOCKS_PER_SEC << "ms" << endl;
    cout << "x = " << x.transpose() << endl;
    // 通常用矩阵分解来求,如QR分解,速度会快很多
    time_stt = clock();
    x = matrix_NN.colPivHouseholderQr().solve(v_Nd);
    cout << "time of Qr decomposition is " << 1000 * (clock() - time_stt) / (double) CLOCKS_PER_SEC << "ms" << endl;
    cout << "x = " << x.transpose() << endl;

    // 对于正定矩阵,可以用cholesky分解来解方程
    time_stt = clock();
    x = matrix_NN.ldlt().solve(v_Nd);
    cout << "time of ldlt decomposition is " << 1000 * (clock() - time_stt) / (double) CLOCKS_PER_SEC << "ms" << endl;
    cout << "x = " << x.transpose() << endl;
    return 0;
}

几何运算

CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.2)
project(useEigen)

set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "-O3")

include_directories("/usr/include/eigen3")
add_executable(eigenGeometry eigenGeometry.cpp)

eigenGeometry.cpp文件

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

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

using namespace Eigen;

// Eigen几何模块的使用方法,Geometry模块提供了各种旋转和平移的表示

int main(int argc, char **argv) {
    cout.precision(3); // 设置了cout流的输出精度,使其仅保留小数点后三位
    Vector3d v(1, 0, 0);

    // 3D旋转矩阵,直接使用 Matrix3d 或 Matrix3f
    Matrix3d rotation_matrix = Matrix3d::Identity();

    // 旋转向量,使用AngleAxis, 它底层不直接是Matrix,但运算可以当作矩阵(因为重载了运算符)
    AngleAxisd rotation_vector(M_PI/4,Vector3d(0,0,1));  // 沿Z轴旋转 45 度
    cout << "rotation matrix =\n" << rotation_vector.matrix() << endl;      // 将旋转向量转换成旋转矩阵
    rotation_matrix = rotation_vector.toRotationMatrix();                   // 也可以直接赋值
    Vector3d v_rotated = rotation_vector * v;   // 旋转向量执行坐标变换
    cout << "(1,0,0) after rotation (by angle axis) = " << v_rotated.transpose() << endl;
    v_rotated = rotation_matrix * v;            // 旋转矩阵执行坐标变换
    cout << "(1,0,0) after rotation (by matrix) = " << v_rotated.transpose() << endl;

    // 欧拉角: 可以将旋转矩阵直接转换成欧拉角
    Vector3d euler_angles = rotation_matrix.eulerAngles(2, 1, 0); // ZYX顺序,即yaw-pitch-roll顺序
    cout << "yaw pitch roll = " << euler_angles.transpose() << endl;

    // 欧氏变换矩阵使用Isometry
    Isometry3d T = Isometry3d::Identity();              // 虽然称为3d,实质上是4*4的矩阵
    T.rotate(rotation_vector);                  // 设置旋转
    T.pretranslate(Vector3d(1, 3, 4));   // 设置平移
    cout << "Transform matrix = \n" << T.matrix() << endl;
    Vector3d v_transformed = T * v;                     // 变换矩阵进行坐标变换,相当于R*v+t
    cout << "v tranformed = " << v_transformed.transpose() << endl;
    // 对于仿射和射影变换,使用Affine3d和Projective3d即可,略

    // 四元数Quaterniond
    Quaterniond q = Quaterniond(rotation_vector);  // 可以直接把旋转向量赋值给四元数,反之亦然
    cout << "quaternion from rotation vector = " << q.coeffs().transpose() << endl;   // coeffs的顺序是(v,s)
    q = Quaterniond(rotation_matrix); // 也可以把旋转矩阵赋给四元数
    cout << "quaternion from rotation matrix = " << q.coeffs().transpose() << endl;
    v_rotated = q*v;                        // 使用四元数旋转一个向量,使用重载的乘法即可
    cout << "(1,0,0) after rotation = " << v_rotated.transpose() << endl;
    cout << "should be equal to " << (q*Quaterniond(0,1,0,0)*q.inverse()).coeffs().transpose() << endl;
    return 0;
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/595267.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

CACTER AI实验室:AI大模型在邮件安全领域的应用

随着人工智能技术的飞速发展&#xff0c;AI已经深入到生活的各个领域。AI大模型在邮件安全领域展现出巨大潜力&#xff0c;尤其是反钓鱼检测上的应用&#xff0c;正逐渐展现出其独特的价值。 4月24日&#xff0c;CACTER AI实验室高级产品经理刘佳雄在直播交流会上分享了CACTER …

validation的简单使用

首先是依赖 我这里使用的是 web 工程&#xff0c;所以多一个web依赖 <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId></dependency><dependency><groupId>…

兄弟Brother数控机床网络IP配置设置教程

1、进入通讯参数页面 首先按下面板的数据库按钮&#xff1a; 按F6&#xff0c;选择通信参数&#xff1a; 2、调整网络和远程访问参数 数据改写&#xff08;从属&#xff09;从否改为是&#xff0c;远程操作从无效改为有效&#xff1a; 更改ip地址、网关、子网掩码等&#xff…

MyBatis高级扩展

五、MyBatis高级扩展 5.1 Mapper批量映射优化 需求Mapper 配置文件很多时&#xff0c;在全局配置文件中一个一个注册太麻烦&#xff0c;希望有一个办法能够一劳永逸。 配置方式Mybatis 允许在指定 Mapper 映射文件时&#xff0c;只指定其所在的包&#xff1a; <mappers&…

融资融券利率最低多少:一文了解2024年最低融资融券开通攻略(利率4%-5%)

一、什么是融资融券利率&#xff1f; 融资融券利率通常指的是投资者在进行融资融券交易时需要支付给券商的利息费用的比率&#xff08;年化利率&#xff09;。 具体来说&#xff0c;融资融券利率包括两部分&#xff1a; 1、融资利率&#xff1a;这是客户借入资金进行证券买入…

easy_ssti_ctfshow_2023愚人杯

https://ctf.show/challenges#easy_ssti-3969 2023愚人杯有提示app.zip&#xff0c;访问 https://1f660587-5340-4b20-b929-c4549d9a5d4b.challenge.ctf.show/app.zip得到压缩包&#xff0c;拿到一个py文件 可以看到参数名是name&#xff0c;对参数进行筛选&#xff0c;包含ge…

安卓动态加载view

目录 前言一、addview1.1 addView 的重载方法1.2 在 LinearLayout 中的使用1.2.1 addView(View child)方法的分析&#xff1a;1.2.2 addView(View child, int index)方法的分析&#xff1a;1.2.3 小结 1.3 在 RelativeLayout 中的使用 二、addContentview2.1 测试 12.2 测试 22…

深度学习之基于Pytorch姿态估计的仰卧起坐计数系统

欢迎大家点赞、收藏、关注、评论啦 &#xff0c;由于篇幅有限&#xff0c;只展示了部分核心代码。 文章目录 一项目简介 二、功能三、系统四. 总结 一项目简介 一、项目背景 仰卧起坐作为一种常见的健身动作&#xff0c;被广泛用于腹部肌肉的锻炼。然而&#xff0c;对于仰卧起…

Java17 --- SpringCloud之Nacos

目录 一、下载nacos并运行 1.1、创建9001微服务作为提供者 1.2、创建80微服务作为消费者 二、naocs配置中心规则与动态刷新 2.1、创建3377微服务 2.2、在nacos中创建配置文件 三、nacos数据模型之Namespace-Group-Datald 3.1、DatalD方案 3.2、Group方案 3.3、Name…

Vite构造Vue3

环境安装 node.js安装-CSDN博客 初始化Vue项目安装脚手架_vue init webpack安装脚手架-CSDN博客 选择Vue框架 &#xff0c;项目名称可以自定义&#xff0c;我使用默认的 vite-project 选择JS 进入项目安装依赖

Windows平台通过MobaXterm远程登录安装在VMware上的Linux系统(CentOS)

MobaXterm是一个功能强大的远程计算工具&#xff0c;它提供了一个综合的远程终端和图形化的X11服务器。MobaXterm旨在简化远程计算任务&#xff0c;提供了许多有用的功能&#xff0c;使远程访问和管理远程服务器变得更加方便&#xff0c;它提供了一个强大的终端模拟器&#xff…

视频号小店在行业内的门槛高不高?有门槛是好事还是坏事?

大家好&#xff0c;我是电商小V 现在伴随着时代的慢慢发展&#xff0c;很多人都是想找一个好一点的创业项目&#xff0c;现在找创业项目都是找一些稍微有门槛的项目&#xff0c;没有门槛的话&#xff0c;要不然刚开始去做&#xff0c;项目就泛滥了&#xff0c;项目的红利期直接…

哪个牌子的电容笔好用?618五款爆款电容笔评测,不踩雷!

随着信息技术不断发展&#xff0c;iPad慢慢成为了现代年轻人工作、娱乐和学业的必备智能工具之一。然而&#xff0c;市场上涌现出众多品牌的电容笔&#xff0c;也存在着大量低质量的电容笔产品。这些产品往往无法达到预期的书写和绘画效果&#xff0c;反而可能导致用户体验不佳…

【kali换源之后签名无效,报错处理】

#一、问题&#xff1a;报错信息# 错误:1 http://mirrors.ustc.edu.cn/kali kali-rolling InRelease 错误:2 http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/kali kali-rolling InRelease 错误:3 http://dl.google.com/linux/chrome/deb stable InRelease 错误:4 http://mirrors.aliyu…

PyQt5中重要的概念:信号与槽

PyQt中信号与槽概念定义如下&#xff08;网络上引用的&#xff09;&#xff1a; 信号&#xff08;signal&#xff09;和槽&#xff08;slot&#xff09;是Qt的核心机制&#xff0c;也是在PyQt编程中对象之间进行通信的机制。在创建事件循环之后&#xff0c;通过建立信号和槽的…

2024上半年软考机考新政策:科目连考、分批次考试

辽宁省信息技术教育中心发布了《关于2024年上半年计算机技术与软件专业技术资格&#xff08;水平&#xff09;考试批次安排的通知》。 该通知明确了2024上半年软考辽宁考区的考试时间、考试方式、考试批次安排&#xff0c;与2023下半年软考机考形式有多处调整。 1、考试时间&am…

vtk教程:禁止VTK弹出警告窗口warning

在使用VTK&#xff08;Visualization Toolkit&#xff09;进行可视化操作时&#xff0c;有时候会弹出警告窗口&#xff08;warning messages&#xff09;&#xff0c;这些警告可能是由于数据问题或是API使用不当等原因触发的。 如果你希望在使用VTK时禁用这些警告窗口&#xff…

【微信小程序开发】微信小程序注册,配置开发者工具

准备工作 微信小程序小程序开发流程 开发过程注册小程序开发者工具开发界面介绍 微信小程序 一种新的开发能力&#xff0c;可以在微信内被便捷的获取和传播&#xff0c;具有出色的用户体验 地址&#xff1a;https://mp.weixin.qq.com/ 注册微信小程序 在进行开发之前我们应该…

09 华三 SSH

03 华三SSH 远程登录 1 AI解说官网 Kimi.ai - 帮你看更大的世界 (moonshot.cn) 华三交换机的SSH配置主要目的是通过SSH协议实现安全的远程登录和管理&#xff0c;以确保数据传输的安全性。以下是配置SSH的一般步骤和思路&#xff1a; 生成密钥对&#xff1a;首先需要在交换…

【重要】MThings V0.6.3更新要点

我们听到了您的声音并采取了行动&#xff01;现在为您提供了一次全面的软件升级&#xff0c;让您的体验更加顺畅、稳定和安全。立即更新&#xff0c;畅享新功能&#xff01; 下载地址&#xff1a; http://gulink.cn/download 重要通知&#xff1a; 摩尔信使MThings即将发布全新…
最新文章