Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/sources/formale Sprachen/C/MySQL/unsupported/test/   (MySQL Server Version 8.1-8.4©)  Datei vom 12.11.2025 mit Größe 9 kB image not shown  

Quelle  EulerAngles.cpp   Sprache: C

 
// This file is part of Eigen, a lightweight C++ template library
// for linear algebra.
//
// Copyright (C) 2015 Tal Hadad <tal_hd@hotmail.com>
//
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla
// Public License v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed
// with this file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.

#include "main.h"

#include <unsupported/Eigen/EulerAngles>

using namespace Eigen;

// Unfortunately, we need to specialize it in order to work. (We could add it in main.h test framework)
template <typename Scalar, class System>
bool verifyIsApprox(const Eigen::EulerAngles<Scalar, System>& a, const Eigen::EulerAngles<Scalar, System>& b)
{
  return verifyIsApprox(a.angles(), b.angles());
}

// Verify that x is in the approxed range [a, b]
#define VERIFY_APPROXED_RANGE(a, x, b) \
  do { \
  VERIFY_IS_APPROX_OR_LESS_THAN(a, x); \
  VERIFY_IS_APPROX_OR_LESS_THAN(x, b); \
  } while(0)

const char X = EULER_X;
const char Y = EULER_Y;
const char Z = EULER_Z;

template<typename Scalar, class EulerSystem>
void verify_euler(const EulerAngles<Scalar, EulerSystem>& e)
{
  typedef EulerAngles<Scalar, EulerSystem> EulerAnglesType;
  typedef Matrix<Scalar,3,3> Matrix3;
  typedef Matrix<Scalar,3,1> Vector3;
  typedef Quaternion<Scalar> QuaternionType;
  typedef AngleAxis<Scalar> AngleAxisType;
  
  const Scalar ONE = Scalar(1);
  const Scalar HALF_PI = Scalar(EIGEN_PI / 2);
  const Scalar PI = Scalar(EIGEN_PI);
  
  // It's very important calc the acceptable precision depending on the distance from the pole.
  const Scalar longitudeRadius = std::abs(
    EulerSystem::IsTaitBryan ?
    std::cos(e.beta()) :
    std::sin(e.beta())
    );
  Scalar precision = test_precision<Scalar>() / longitudeRadius;
  
  Scalar betaRangeStart, betaRangeEnd;
  if (EulerSystem::IsTaitBryan)
  {
    betaRangeStart = -HALF_PI;
    betaRangeEnd = HALF_PI;
  }
  else
  {
    if (!EulerSystem::IsBetaOpposite)
    {
      betaRangeStart = 0;
      betaRangeEnd = PI;
    }
    else
    {
      betaRangeStart = -PI;
      betaRangeEnd = 0;
    }
  }
  
  const Vector3 I_ = EulerAnglesType::AlphaAxisVector();
  const Vector3 J_ = EulerAnglesType::BetaAxisVector();
  const Vector3 K_ = EulerAnglesType::GammaAxisVector();
  
  // Is approx checks
  VERIFY(e.isApprox(e));
  VERIFY_IS_APPROX(e, e);
  VERIFY_IS_NOT_APPROX(e, EulerAnglesType(e.alpha() + ONE, e.beta() + ONE, e.gamma() + ONE));

  const Matrix3 m(e);
  VERIFY_IS_APPROX(Scalar(m.determinant()), ONE);

  EulerAnglesType ebis(m);
  
  // When no roll(acting like polar representation), we have the best precision.
  // One of those cases is when the Euler angles are on the pole, and because it's singular case,
  //  the computation returns no roll.
  if (ebis.beta() == 0)
    precision = test_precision<Scalar>();
  
  // Check that eabis in range
  VERIFY_APPROXED_RANGE(-PI, ebis.alpha(), PI);
  VERIFY_APPROXED_RANGE(betaRangeStart, ebis.beta(), betaRangeEnd);
  VERIFY_APPROXED_RANGE(-PI, ebis.gamma(), PI);

  const Matrix3 mbis(AngleAxisType(ebis.alpha(), I_) * AngleAxisType(ebis.beta(), J_) * AngleAxisType(ebis.gamma(), K_));
  VERIFY_IS_APPROX(Scalar(mbis.determinant()), ONE);
  VERIFY_IS_APPROX(mbis, ebis.toRotationMatrix());
  /*std::cout << "===================\n" <<
    "e: " << e << std::endl <<
    "eabis: " << eabis.transpose() << std::endl <<
    "m: " << m << std::endl <<
    "mbis: " << mbis << std::endl <<
    "X: " << (m * Vector3::UnitX()).transpose() << std::endl <<
    "X: " << (mbis * Vector3::UnitX()).transpose() << std::endl;*/

  VERIFY(m.isApprox(mbis, precision));

  // Test if ea and eabis are the same
  // Need to check both singular and non-singular cases
  // There are two singular cases.
  // 1. When I==K and sin(ea(1)) == 0
  // 2. When I!=K and cos(ea(1)) == 0

  // TODO: Make this test work well, and use range saturation function.
  /*// If I==K, and ea[1]==0, then there no unique solution.
  // The remark apply in the case where I!=K, and |ea[1]| is close to +-pi/2.
  if( (i!=k || ea[1]!=0) && (i==k || !internal::isApprox(abs(ea[1]),Scalar(EIGEN_PI/2),test_precision<Scalar>())) ) 
      VERIFY_IS_APPROX(ea, eabis);*/
  
  // Quaternions
  const QuaternionType q(e);
  ebis = q;
  const QuaternionType qbis(ebis);
  VERIFY(internal::isApprox<Scalar>(std::abs(q.dot(qbis)), ONE, precision));
  //VERIFY_IS_APPROX(eabis, eabis2);// Verify that the euler angles are still the same
  
  // A suggestion for simple product test when will be supported.
  /*EulerAnglesType e2(PI/2, PI/2, PI/2);
  Matrix3 m2(e2);
  VERIFY_IS_APPROX(e*e2, m*m2);*/

}

template<signed char A, signed char B, signed char C, typename Scalar>
void verify_euler_vec(const Matrix<Scalar,3,1>& ea)
{
  verify_euler(EulerAngles<Scalar, EulerSystem<A, B, C> >(ea[0], ea[1], ea[2]));
}

template<signed char A, signed char B, signed char C, typename Scalar>
void verify_euler_all_neg(const Matrix<Scalar,3,1>& ea)
{
  verify_euler_vec<+A,+B,+C>(ea);
  verify_euler_vec<+A,+B,-C>(ea);
  verify_euler_vec<+A,-B,+C>(ea);
  verify_euler_vec<+A,-B,-C>(ea);
  
  verify_euler_vec<-A,+B,+C>(ea);
  verify_euler_vec<-A,+B,-C>(ea);
  verify_euler_vec<-A,-B,+C>(ea);
  verify_euler_vec<-A,-B,-C>(ea);
}

template<typename Scalar> void check_all_var(const Matrix<Scalar,3,1>& ea)
{
  verify_euler_all_neg<X,Y,Z>(ea);
  verify_euler_all_neg<X,Y,X>(ea);
  verify_euler_all_neg<X,Z,Y>(ea);
  verify_euler_all_neg<X,Z,X>(ea);
  
  verify_euler_all_neg<Y,Z,X>(ea);
  verify_euler_all_neg<Y,Z,Y>(ea);
  verify_euler_all_neg<Y,X,Z>(ea);
  verify_euler_all_neg<Y,X,Y>(ea);
  
  verify_euler_all_neg<Z,X,Y>(ea);
  verify_euler_all_neg<Z,X,Z>(ea);
  verify_euler_all_neg<Z,Y,X>(ea);
  verify_euler_all_neg<Z,Y,Z>(ea);
}

template<typename Scalar> void check_singular_cases(const Scalar& singularBeta)
{
  typedef Matrix<Scalar,3,1> Vector3;
  const Scalar PI = Scalar(EIGEN_PI);
  
  for (Scalar epsilon = NumTraits<Scalar>::epsilon(); epsilon < 1; epsilon *= Scalar(1.2))
  {
    check_all_var(Vector3(PI/4, singularBeta, PI/3));
    check_all_var(Vector3(PI/4, singularBeta - epsilon, PI/3));
    check_all_var(Vector3(PI/4, singularBeta - Scalar(1.5)*epsilon, PI/3));
    check_all_var(Vector3(PI/4, singularBeta - 2*epsilon, PI/3));
    check_all_var(Vector3(PI*Scalar(0.8), singularBeta - epsilon, Scalar(0.9)*PI));
    check_all_var(Vector3(PI*Scalar(-0.9), singularBeta + epsilon, PI*Scalar(0.3)));
    check_all_var(Vector3(PI*Scalar(-0.6), singularBeta + Scalar(1.5)*epsilon, PI*Scalar(0.3)));
    check_all_var(Vector3(PI*Scalar(-0.5), singularBeta + 2*epsilon, PI*Scalar(0.4)));
    check_all_var(Vector3(PI*Scalar(0.9), singularBeta + epsilon, Scalar(0.8)*PI));
  }
  
  // This one for sanity, it had a problem with near pole cases in float scalar.
  check_all_var(Vector3(PI*Scalar(0.8), singularBeta - Scalar(1E-6), Scalar(0.9)*PI));
}

template<typename Scalar> void eulerangles_manual()
{
  typedef Matrix<Scalar,3,1> Vector3;
  typedef Matrix<Scalar,Dynamic,1> VectorX;
  const Vector3 Zero = Vector3::Zero();
  const Scalar PI = Scalar(EIGEN_PI);
  
  check_all_var(Zero);
  
  // singular cases
  check_singular_cases(PI/2);
  check_singular_cases(-PI/2);
  
  check_singular_cases(Scalar(0));
  check_singular_cases(Scalar(-0));
  
  check_singular_cases(PI);
  check_singular_cases(-PI);
  
  // non-singular cases
  VectorX alpha = VectorX::LinSpaced(20, Scalar(-0.99) * PI, PI);
  VectorX beta =  VectorX::LinSpaced(20, Scalar(-0.49) * PI, Scalar(0.49) * PI);
  VectorX gamma = VectorX::LinSpaced(20, Scalar(-0.99) * PI, PI);
  for (int i = 0; i < alpha.size(); ++i) {
    for (int j = 0; j < beta.size(); ++j) {
      for (int k = 0; k < gamma.size(); ++k) {
        check_all_var(Vector3(alpha(i), beta(j), gamma(k)));
      }
    }
  }
}

template<typename Scalar> void eulerangles_rand()
{
  typedef Matrix<Scalar,3,3> Matrix3;
  typedef Matrix<Scalar,3,1> Vector3;
  typedef Array<Scalar,3,1> Array3;
  typedef Quaternion<Scalar> Quaternionx;
  typedef AngleAxis<Scalar> AngleAxisType;

  Scalar a = internal::random<Scalar>(-Scalar(EIGEN_PI), Scalar(EIGEN_PI));
  Quaternionx q1;
  q1 = AngleAxisType(a, Vector3::Random().normalized());
  Matrix3 m;
  m = q1;
  
  Vector3 ea = m.eulerAngles(0,1,2);
  check_all_var(ea);
  ea = m.eulerAngles(0,1,0);
  check_all_var(ea);
  
  // Check with purely random Quaternion:
  q1.coeffs() = Quaternionx::Coefficients::Random().normalized();
  m = q1;
  ea = m.eulerAngles(0,1,2);
  check_all_var(ea);
  ea = m.eulerAngles(0,1,0);
  check_all_var(ea);
  
  // Check with random angles in range [0:pi]x[-pi:pi]x[-pi:pi].
  ea = (Array3::Random() + Array3(1,0,0))*Scalar(EIGEN_PI)*Array3(0.5,1,1);
  check_all_var(ea);
  
  ea[2] = ea[0] = internal::random<Scalar>(0,Scalar(EIGEN_PI));
  check_all_var(ea);
  
  ea[0] = ea[1] = internal::random<Scalar>(0,Scalar(EIGEN_PI));
  check_all_var(ea);
  
  ea[1] = 0;
  check_all_var(ea);
  
  ea.head(2).setZero();
  check_all_var(ea);
  
  ea.setZero();
  check_all_var(ea);
}

EIGEN_DECLARE_TEST(EulerAngles)
{
  // Simple cast test
  EulerAnglesXYZd onesEd(1, 1, 1);
  EulerAnglesXYZf onesEf = onesEd.cast<float>();
  VERIFY_IS_APPROX(onesEd, onesEf.cast<double>());

  // Simple Construction from Vector3 test
  VERIFY_IS_APPROX(onesEd, EulerAnglesXYZd(Vector3d::Ones()));
  
  CALL_SUBTEST_1( eulerangles_manual<float>() );
  CALL_SUBTEST_2( eulerangles_manual<double>() );
  
  for(int i = 0; i < g_repeat; i++) {
    CALL_SUBTEST_3( eulerangles_rand<float>() );
    CALL_SUBTEST_4( eulerangles_rand<double>() );
  }
  
  // TODO: Add tests for auto diff
  // TODO: Add tests for complex numbers
}

87%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.0 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.