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从零开始一起学习SLAM | 三维空间刚体的旋转

刚体,顾名思义,是指本身不会在运动过程中产生形变的物体,如相机的运动就是刚体运动,运动过程中同一个向量的长度和夹角都不会发生变化。刚体变换也称为欧式变换。...了解了四种旋转的表达方式,那么编程时如何使用呢? 矩阵线性代数运算库Eigen 事实上,上述几种旋转的表达方式在一个第三方库Eigen中已经定义好啦。...2、Eigen以矩阵为基本数据单元,在Eigen中,所有的矩阵和向量都是Matrix模板类的对象,Matrix一般使用3个参数:数据类型、行数、列数 Eigen::Matrix矩阵的大小,可以使用动态矩阵Eigen::Dynamic Eigen::MatrixEigen::Dynamic, Eigen::Dynamic> matrix_dynamic...5、Eigen除了空间几何变换外,还提供了大量矩阵分解、稀疏线性方程求解等函数,非常方便。

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最小二乘问题详解9:使用Ceres求解非线性最小二乘

1 引言 在上一篇文章《最小二乘问题详解8:Levenberg-Marquardt方法》中,笔者使用 Eigen 实现了求解非线性最小二乘问题的 Levenberg-Marquardt 方法。...;:是否将优化过程的迭代信息打印到标准输出。...(如 SLAM、Bundle Adjustment),可以配置 SPARSE_NORMAL_CHOLESKY,实现稀疏 Cholesky 求解。...支持多种高度优化的稀疏线性代数库:例如SuiteSparse、Eigen等,能处理数十万参数、上百万残差项的 Bundle Adjustment 问题。...而 Ceres 可以实现对雅可比矩阵按需计算 + 稀疏表示,用户只需提供每个残差块对局部参数的导数(即 AutoDiffCostFunction 返回的小 Jacobian 块),自动拼接成全局雅可比矩阵

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    编译开源电磁仿真求解器Palace

    本文讨论的依赖库有:Hypre:大型线性代数矩阵计算包。本例使用2.33.0版本。 MUMPS:来自法国的求解大规模稀疏线性方程组的开源软件库。本例使用5.8.1版本。...hypre 原生支持 MPI并行,能充分利用超级计算机、集群等分布式内存架构的算力,轻松处理数百万甚至数十亿自由度的线性系统,这是它区别于小型求解器(如 Eigen)的核心优势。...,尤其适合求解非对称、对称正定 / 不定的稀疏矩阵问题。 ...它的核心目标是高效计算大型稀疏矩阵的少数特征值与对应特征向量,和 hypre、MUMPS 这类求解线性方程组(Ax=b)的库不同,ARPACK 专注于处理特征值问题(Ax=λx 或 Ax=λBx)。...本文记录编译整个Palace的过程,同时给开源社区提供一些Windows下编译Palace的参考。还有一些其他依赖库编译相对容易,如Eigen, fmt, Metis,nlhmann/json等。

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    大规模稀疏线性规划求解思路梳理

    经过调研,使用Eigen::ConjugateGradient类对象来完成求解线性方程组的工作。...结论:求解相同的线性方程组,使用Eigen::ConjugateGradient的比scipy.sparse.linalg.splu具有优先一个量级的求解精度。....+ 加速线性方程组的求解:DPCG+ICCG 通过分析计算时间发现,尽管使用了Eigen的共轭梯度法来求解线性方程组,这个过程依旧非常耗时,所以优化重点在于进一步加速线性方程组的求解。...Diagonal Preconditioned Conjugate Gradient(DPCG) 直接使用共轭梯度(Conjugate Gradient)方法求解线性方程组的收敛速度完全依赖于线性方程组稀疏矩阵的条件数...稀疏矩阵乘法优化 参考scipy里稀疏矩阵乘法,将一期实现中的HashMap数据结构替换成数组,减少HashMap增删过程产生的时间开销,优化后,在二期数据上,单次稀疏矩阵乘法能减少2~3秒时间。

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    Windows环境下编译电磁仿真求解器Palace

    Palace版本:0.11.2依赖库:Intel MKL:著名的线性矩阵求解器。使用oneAPI 2022.2.0,和Fortran编译器版本一致。METIS:用于并行计算的网格分区工具。...使用5.3版本。Hypre:计算包,使用2.52版本。nlhmann/json:一款现代的基于C++的JSON语言读写包。{fmt}:支持C/C++的输入输出流的格式化工具包。...Eigen:大名顶顶的C++数值计算包,无需编译,支持头文件直接调用。libCEED:是一款线性代数计算管理终端,支持对各种CPU,GPU和集群的并行计算。...SuperLU_DIST:SuperLU的并行版本,是一个并行的稀疏直接线性代数求解器库。STRUMPACK:一款大规模稀疏矩阵直接数值计算的开源软件库。...MUMPS:来自法国的求解大规模稀疏线性方程组的开源软件库。SLEPc:支持复数线性矩阵计算,用于特征值计算。需要基于PETSc编译。ARPACK-NG:支持复数线性矩阵计算,用于特征值计算。

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    SLAM程序阅读(第8讲 半稠密直接法)

    稀疏法选取的是FAST特征点,特征点的选取会相对稀疏;在半稠密直接法中我们选点则是选取所有的像素>,将这些点作为特征点进行光流跟踪与直接法位姿求取。..., double, VertexSE3Expmap> { ... }; 可以看出函数的声明与类的定义与稀疏直接法中的定义完全相同,也就是说两个程序在特征点位置与灰度信息的使用(结构体Measurement...虽然后续有特征点的筛选(去掉边缘处的点),但由于筛选后的点会经过其他处理存入其他容器,因此在此没有使用链表。...通过判断梯度向量的二范数(即欧氏距离)是否大于50来判断是否将其作为特征点。这里50这个判别值是因为选取norm()函数作为二范数求取函数,若选取其他函数如squaredNorm()则需要修改阈值。...好了,本期的半稠密直接法程序阅读就到此结束。还是一样,由于近期我们开了矩阵分析以及其他多门学位课,小绿发文的周期会比较失调,希望大家能够不离不弃。感谢支持。

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    C++ 矩阵运算库 Eigen

    Eigen是可以用来进行线性代数、矩阵、向量操作等运算的C++库,它里面包含了很多算法。。 简介 Eigen 是可以用来进行线性代数、矩阵、向量操作等运算的C++库,它里面包含了很多算法。...当前(2023.1)最高 release 版本: 3.4.0 Eigen 采用源码的方式提供给用户使用,在使用时只需要包含Eigen的头文件即可进行使用。...之所以采用这种方式,是因为Eigen采用模板方式实现,由于模板函数不支持分离编译,所以只能提供源码而不是动态库的方式供用户使用。...Eigen 的定位是矩阵运算,已经被 OpenCV 官方支持,在 C++ 中二者经常协同工作,就像Python 中的 Numpy 和 OpenCV 库的关系一样 官网链接:https://eigen.tuxfamily.org...SVD #includeEigen/SVD> 包含SVD分解 QR #includeEigen/QR> 包含QR分解 Sparse #includeEigen/Sparse> 包含稀疏矩阵的存储和运算

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    【C++】开源:Eigen3线性代数模板库配置使用

    它提供了高效、灵活和易于使用的矩阵、向量和线性代数运算功能,广泛应用于科学计算、机器学习、图像处理和工程领域等。重点是:轻量级,只包含头文件。...以下是 Eigen3 的一些主要特点和功能: 1.高性能:Eigen3 通过使用表达式模板技术,能够在编译时进行优化,并产生高度优化的机器码。...这使得 Eigen3 在数值计算中具有出色的性能,并且比某些其他常见的线性代数库更快。 2.易于使用:Eigen3 提供了直观和简洁的 API,使得编写线性代数代码变得容易。...3.丰富的功能:Eigen3 提供了许多功能来支持常见的线性代数操作,包括矩阵和向量的基本运算(加、减、乘、除)、矩阵分解(LU、QR、SVD 等)、特征值和特征向量计算、线性方程组求解、矩阵代数操作(...6.兼容性:Eigen3 支持 C++11 或更高版本的编译器,并且与其他常见的 C++ 库和框架(如 STL、Boost 等)兼容。 2.

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    音乐推荐系统:技术与挑战

    此外,传统的推荐系统对冷启动问题和数据稀疏性问题的处理也显得捉襟见肘。 引入深度学习 随着深度学习技术的发展,越来越多的音乐推荐系统开始使用深度神经网络进行用户行为建模和音乐特征提取。...推荐算法 推荐算法是整个系统的核心。常用的推荐算法包括协同过滤、基于内容的推荐、矩阵分解、图神经网络、以及深度学习模型(如CF-NN、AutoEncoder等)。...这就要求系统能够通过其他方式,如基于内容的推荐或社交推荐,来解决冷启动问题。 数据稀疏性 即使在大型平台中,大多数用户只对少量的音乐产生兴趣,导致用户-音乐矩阵非常稀疏。...假设我们有一个用户-音乐评分矩阵,矩阵中的每一行代表一个用户,每一列代表一首音乐,矩阵的值表示用户对音乐的评分。...在实际应用中,我们还可以通过调整协同过滤的参数或尝试其他推荐算法(如矩阵分解、深度学习模型等)来进一步提升推荐效果。

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    大规模开源线性代数求解器(Eigen,LAPACK,Ceres)+JSim数值解算器+Plot Digitizer

    看见一个招聘的要求,说有这个的经验最好。就搜索了一下。 https://eigen.tuxfamily.org/index.php?...title=Main_Page 一个C++的计算矩阵的库 #include #include Eigen/Dense> using Eigen::MatrixXd; int...还提供了相关的矩阵分解(LU、Cholesky、QR、SVD、Schur、广义 Schur),以及相关计算,例如 Schur 分解的重新排序和估计条件数。处理密集矩阵和带状矩阵,但不处理一般稀疏矩阵。...在所有领域,都为单精度和双精度实数和复数矩阵提供了类似的功能。 LAPACK 项目的最初目标是使广泛使用的 EISPACK 和 LINPACK 库在共享内存向量和并行处理器上高效运行。...LAPACK 通过重新组织算法以在最内层循环中使用块矩阵运算(例如矩阵乘法)来解决此问题。

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    Python 算法高级篇:图的表示与存储优化

    如果节点 i 与节点 j 之间存在边,则在矩阵中的 ( i , j ) 和 ( j , i ) 位置上将包含相应的信息,如权重。否则,这些位置将包含空值或零。...临接矩阵的优点: 适用于稠密图(边数量接近节点数量的平方)。 可以进行快速的节点之间边的查找和更新操作。 临接矩阵的缺点: 浪费空间,对于稀疏图,很多位置都是空的。 难以表示带有循环的图。 3.2....邻接矩阵的压缩表示 对于稀疏图,可以使用邻接矩阵的压缩表示,如稀疏矩阵或邻接列表数组,以减少空间消耗。 4.2. 邻接表的哈希表表示 使用哈希表来表示邻接表,以加速节点之间边的查找。 5....使用示例 让我们通过一个简单的示例来演示如何在 Python 中表示图。我们将创建一个无向图,并使用邻接表表示法。...最后,打印出了图的邻接表表示。 6. 总结 图是一个重要的数据结构,用于表示各种关系和网络。在算法高级篇课程中,我们深入研究了图的表示和存储方法,包括邻接矩阵和邻接表。

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    【征文计划】深度剖析 Rokid SLAM 算法:从传感器融合到空间重建的完整技术链路

    这不是一篇浅尝辄止的使用教程,而是一次深度的技术探险,我们要理解的不仅是"怎么做",更是"为什么这样做"。...(); Eigen::Matrix G = Eigen::Matrix::Zero(); // 填充状态转移矩阵...8.2 实际部署经验在实际部署过程中,我总结了几个关键的工程实践经验:核心洞察: "SLAM不仅是算法问题,更是工程问题。真正的挑战在于如何在有限的硬件资源下,实现稳定、可靠的长期运行。"...—— 基于三年Rokid SLAM部署经验的总结1. 传感器标定的重要性IMU-Camera外参标定精度直接影响VIO性能建议使用Kalibr工具链,标定精度控制在0.01rad以内2....环境适应性优化针对不同光照条件调整特征提取参数动态物体检测与过滤机制纹理稀疏环境的特殊处理3.

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    理解图优化,一步步带你看懂g2o代码

    (认真听故事ing) 师兄:后来SLAM研究者们发现了其实在视觉SLAM中,虽然包含大量特征点和相机位姿,但其实BA是稀疏的,稀疏的就好办了,就可以加速了啊!...这个BlockSolver有两个部分,一个是SparseBlockMatrix ,用于计算稀疏的雅可比和Hessian矩阵;一个是线性方程的求解器(LinearSolver),它用于计算迭代过程中最关键的一步...看起来好像很简单,但这有个前提,就是H的维度较小,此时只需要矩阵的求逆就能解决问题。但是当H的维度较大时,矩阵求逆变得很困难,求解问题也变得很复杂。 小白:那有什么办法吗? 师兄:办法肯定是有的。...继承自LinearSolver LinearSolverEigen: 依赖项只有eigen,使用eigen中sparse Cholesky 求解,因此编译好后可以方便的在其他地方使用,性能和CSparse...的维度 另一种是可变尺寸的solver,定义如下 using BlockSolverX = BlockSolverPLEigen::Dynamic, Eigen::Dynamic>; 小白:为何会有可变尺寸的

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    CMake 秘籍(二)

    这些限定符具有与编译器标志相同的含义,正如我们在第一章,从简单的可执行文件到库,第 8 个食谱,控制编译器标志中已经看到的: 使用PRIVATE限定符,编译定义将仅应用于给定目标,而不会被其他消费目标应用...如今,使用 Python 工具分析和操作编译程序的输出已经非常普遍。然而,还有其他更强大的方法将解释型语言(如 Python)与编译型语言(如 C 或 C++)结合。...,并使用 Python 的time模块打印日期。...本教程将向您展示如何在使用 CMake 3.9 或更高版本时,为简单的 C++和 Fortran 程序检测并链接 OpenMP 使用导入的目标。...其矩阵和向量类型易于使用,甚至在编译时提供类型检查,以确保不混合不兼容的矩阵维度。密集和稀疏矩阵操作,如矩阵-矩阵乘积、线性系统求解器和特征值问题,也使用表达式模板实现效率。

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    从零开始一起学习SLAM | 学习SLAM到底需要学什么?

    第三方函数库: 使用到的第三方库主要包括:OpenCV(计算机视觉),OpenGL(计算机图形学),Eigen(几何变换),Sophus(李代数),Ceres(非线性优化),G2o(图优化)等。...列举几个主流的如下: 稀疏法: ORB-SLAM2:支持单目,双目,RGB-D相机 https://github.com/raulmur/ORB_SLAM2 半稠密法: LSD-SLAM:支持单目,双目...id=kmavvisualinertialdatasets 作业 题目1 我们知道SLAM是处理序列图像的,有时候需要格式化的图像名字用作输入。...输出四元数对应的旋转矩阵、旋转矩阵的转置,旋转矩阵的逆矩阵,旋转矩阵乘以自身的转置,验证旋转矩阵的正交性。...本程序学习目的: 熟悉cmake的使用、学习eigen的基本操作;根据实践验证旋转矩阵的约束 下图是用于参考的代码框架: ? 参考输出如下,用于验证结果。 ?

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