Robotics and computer vision problems commonly require handling rigid-body motions comprising translation and rotation - together referred to as pose. In some situations, a vectorial parameterization of pose can be useful, where elements of a vector space are surjectively mapped to a matrix Lie group. For example, these vectorial representations can be employed for optimization as well as uncertainty representation on groups. The most common mapping is the matrix exponential, which maps elements of a Lie algebra onto the associated Lie group. However, this choice is not unique. It has been previously shown how to characterize all such vectorial parameterizations for SO(3), the group of rotations. We extend this result to SE(3), the group of poses (translation and rotation), showing how to build a family of mappings that includes the matrix exponential as well as the Cayley transformation. While our main contribution is the theory, we also demonstrate three different applications of the proposed pose mappings: (i) pose interpolation, (ii) pose servoing control, and (iii) pose estimation in a pointcloud alignment problem. In the pointcloud alignment problem our results lead to a new algorithm based on the Cayley transformation, which we call CayPer.


翻译:机器人和计算机视觉问题通常需要处理由翻译和旋转组成的僵硬体动作,这些动作被统称为构成。在某些情况下,表面的矢量参数化可能是有用的,因为向量空间的元素被向导映射到一个矩阵 Lie 组。例如,这些向量表示方式可以用于优化和群体的不确定性代表。最常见的映射是矩阵指数性,该指数将利代数的元素映射到相联的 Lie 组上。然而,这一选择并不是独一无二的。这个选择之前已经展示了如何给SO(3),即旋转组的矢量参数化定性。我们把这个结果扩展至SE(3),即向量组合(翻译和旋转),显示如何构建包含矩阵指数和Cayley变形的映射组合。虽然我们的主要贡献是理论,但我们也展示了拟议成形图的三个不同应用:(一) 构成内推, (二) 构成振控控,以及(三) 在一个点对齐问题进行估测。在点上,我们的结果引向一个基于Cayley变的新的算。

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Group一直是研究计算机支持的合作工作、人机交互、计算机支持的协作学习和社会技术研究的主要场所。该会议将社会科学、计算机科学、工程、设计、价值观以及其他与小组工作相关的多个不同主题的工作结合起来,并进行了广泛的概念化。官网链接:https://group.acm.org/conferences/group20/
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