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trinterp() returns invalid rotations in transform matrix

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@tweng-bdai já está trabalhando nisso.

Desde 19/2/2025.

  • #166 de @tweng-bdai — integrado

Avaliação

Esta issue ainda não foi avaliada.

Descrição

bug

the trinterp() method does not make sure quaternions are valid before converting them to transforms. It calls qslerp which can sometimes generate invalid quaternions.

Repro:

from spatialmath import SE3

se3_1 = SE3()
se3_1.t = np.array([0.5705748101710814, 0.29623210833184527, 0.10764106509086407])
se3_1.R = np.array([[ 0.2852875203191073  ,  0.9581330588259315  ,
    -0.024332536551692617],
   [ 0.9582072394229962  , -0.28568756930438033 ,
    -0.014882844564011068],
   [-0.021211248608609852, -0.019069722856395098,
    -0.9995931315303468  ]])
assert SE3.isvalid(se3_1.A)

se3_2 = SE3()
se3_2.t = np.array([0.5150284150005691 , 0.25796537207802533, 0.1558725490743694])
se3_2.R = np.array([[ 0.42058255728234184  ,  0.9064420651629983   ,
    -0.038380919906699236 ],
   [ 0.9070822373513454   , -0.4209501599465646   ,
    -0.0016665901233428627],
   [-0.01766712176680449  , -0.0341137119645545   ,
    -0.9992617912561634   ]])
assert SE3.isvalid(se3_2.A)

path_se3 = se3_1.interp(end=se3_2, s=15, shortest=False)
print(path_se3[2])
->   1         0         0         0         
     0         1         0         0         
     0         0         1         0         
     0         0         0         1    
print(path_se3[3])
->   0.3149    0.9487   -0.0275    0.5587    
     0.9489   -0.3153   -0.01222   0.288     
    -0.02027  -0.02225  -0.9995    0.118     
     0         0         0         1

The interp() method returns an SE3 object that holds the SE3 transformation matrices created from the interpolation: https://github.com/bdaiinstitute/spatialmath-python/blob/4c68fa923bc90047a0d79a2eab5c5a84b6cee7b7/spatialmath/baseposematrix.py#L449-L455.

However, there is a validity check in the SE3 object that will turn any invalid transforms into identity matrices.

A possible solution is to modify the trinterp() method to turn all quaternions into unit quaternions before converting them into rotation matrices: https://github.com/bdaiinstitute/spatialmath-python/blob/4c68fa923bc90047a0d79a2eab5c5a84b6cee7b7/spatialmath/base/transforms3d.py#L1697-L1700.

I am not sure if this is the only location in the spatialmath codebase that would benefit from this change.

Linguagem predominante
Python
Estrelas
642
Forks
102
Merge médio
59min
PRs com merge (30d)
2

Preparar o ambiente

Este projeto não oferece contêiner de desenvolvimento, Dockerfile nem guia de contribuição, então a configuração fica por sua conta: comece pelo README e veja nosso guia da primeira contribuição para os passos gerais.

Primeiros passos

  1. Leia a issue inteira e depois o guia de contribuição do projeto.
  2. Comente na issue dizendo que vai assumir — evita que duas pessoas façam o mesmo trabalho.
  3. Faça um fork do repositório e trabalhe em uma branch.
  4. Abra um pull request que referencie o número da issue.

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