知识中等
什么是 SE(3)?
三维空间中的特殊欧氏群,表示刚体的旋转和平移。
标准答案
SE(3) 是形如 x -> Rx + t 的刚体变换群,其中 R 属于 SO(3),t 属于,共有六个自由度。它通常表示为 4x4 齐次矩阵 [[R, t], [0, 1]],这样变换组合可以直接写成矩阵乘法。在机器人学中还要注意参考坐标系:一个位姿只有相对于明确的 frame 才有意义。
深入理解
旋转的表示方式很关键。SO(3) 是弯曲流形,直接使用三个 Euler angle 会产生奇异点和非欧氏插值问题,常见替代方案包括 quaternion、rotation matrix 和 Lie algebra se(3) 中的 6D twist。另一个关键点是 equivariance:以 SE(3) 为对称群设计的模型可以跨物体位姿和相机视角泛化,而不是记住每个姿态。