# 阿凯机器人工具箱-空间变换库

**Repository Path**: robokyle/akai-transform

## Basic Information

- **Project Name**: 阿凯机器人工具箱-空间变换库
- **Description**: 阿凯机器人工具箱-空间变换库 + 案例代码
- **Primary Language**: Python
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-05-09
- **Last Updated**: 2026-05-13

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 阿凯空间变换库(akai-transform)

纯 Python 空间变换工具库，提供 2D/3D 空间变换、四元数运算、SE(3) 李群/李代数、对数四元数等功能。仅依赖 `numpy`。



![](https://raw.giteeusercontent.com/robokyle/akai-transform/raw/master/image/%E9%98%BF%E5%87%AF%E7%A9%BA%E9%97%B4%E5%8F%98%E6%8D%A2%E5%BA%93ICON-V2.png?metadata=eyJyIjoibWFzdGVyIiwiZnAiOiJpbWFnZS_pmL_lh6_nqbrpl7Tlj5jmjaLlupNJQ09OLVYyLnBuZyIsInVpZCI6Nzc4NzAwNiwicGlkIjo0NzY4OTI3Mywic3RvIjoiZ2l0LXNoYXJkaW5nLXN0by0xMHQtMDY5IiwicnAiOiJyZXBvcy8xMS84Zi8xMThmNjgzOTkxOTBhYzI0ZTgxYmE5MDg0MTY5ZDE2OGE3ODRmYWJkMzEzOTEwOTIzMzdlMDI5OWUxYTRkOTJhLmdpdCIsImlzcCI6dHJ1ZSwiZXhwaXJlX2F0IjoxNzc4MzA3NjAwfQ&signature=Z_gSN5z0DQC4n4sPU_RKmcr5-cyky3N0fLIAUUzXsEw)



## 文档

- [阿凯爱玩机器人 课程官网](https://anyi.deepsenserobot.com/)
- [理论基础-空间变换基础入门](https://anyi.deepsenserobot.com/course/akai-transform-course)
- [阿凯空间变换库(akai-transform)使用手册](https://anyi.deepsenserobot.com/course/akai-transform-manual)

![](https://raw.giteeusercontent.com/robokyle/akai-transform/raw/master/image/%E6%96%87%E6%A1%A3%E6%88%AA%E5%9B%BE.png?metadata=eyJyIjoibWFzdGVyIiwiZnAiOiJpbWFnZS_mlofmoaPmiKrlm74ucG5nIiwidWlkIjo3Nzg3MDA2LCJwaWQiOjQ3Njg5MjczLCJzdG8iOiJnaXQtc2hhcmRpbmctc3RvLTEwdC0wNjkiLCJycCI6InJlcG9zLzExLzhmLzExOGY2ODM5OTE5MGFjMjRlODFiYTkwODQxNjlkMTY4YTc4NGZhYmQzMTM5MTA5MjMzN2UwMjk5ZTFhNGQ5MmEuZ2l0IiwiaXNwIjp0cnVlLCJleHBpcmVfYXQiOjE3NzgzMDgyMDB9&signature=WC3dOFOfrS70DVjAuq3Mme9w_fkz6nmD3LnfqhhPwiY)



## 安装

```bash
pip install akai-transform
```



## 模块总览

| 模块 | 导入方式 | 功能 |
|---|---|---|
| `tf2d` | `from akai_transform import tf2d` | 2D 空间变换（3×3 齐次矩阵） |
| `tf3d` | `from akai_transform import tf3d` | 3D 空间变换（4×4 齐次矩阵） |
| `quat` | `from akai_transform import quat` | 四元数运算 |
| `se3` | `from akai_transform import se3` | SE(3) 李群/李代数 |
| `log_quat` | `from akai_transform import log_quat` | 对数四元数 |
| `const` | `from akai_transform import const` | 常量和枚举 |



## 约定

- **欧拉角**：ZYX 内旋（RPY），`[roll, pitch, yaw]` = `[绕X, 绕Y, 绕Z]`
- **角度单位**：默认弧度（rad），需要度时通过参数 `rpy_unit=DEG` 指定
- **四元数**：`[w, x, y, z]` 标量在前
- **2D 变换矩阵**：3×3 齐次矩阵
- **3D 变换矩阵**：4×4 齐次矩阵
- **平移单位**：通过 `MM`（毫米）或 `M`（米）枚举指定



## 案例列表

完整案例代码位于 `example/空间变换基础案例(akai_transform)/` 目录下。

### 2D空间变换

| 文件 | 说明 |
|---|---|
| `01_tf2d_基础测试.py` | tf2d 基础测试 |
| `02_tf2d_小乌龟可视化.py` | 小乌龟可视化 |

### 3D空间变换（基础）

| 文件 | 说明 |
|---|---|
| `01_tf3d_旋转矩阵与平移矩阵.py` | 旋转矩阵与平移矩阵 |
| `02_tf3d_旋转向量.py` | 旋转向量 |
| `03_tf3d_四元数转换.py` | 四元数转换 |
| `04_tf3d_XYZRPY.py` | XYZRPY 便捷接口 |
| `05_tf3d_Open3D可视化.py` | Open3D 可视化 |

### 3D空间变换（进阶）

| 文件 | 说明 |
|---|---|
| `01_修正罗德里格斯参数(MRP).py` | 修正罗德里格斯参数 |
| `02_四元数基础运算.py` | 四元数基础运算 |
| `03_对数四元数转换.py` | 对数四元数转换 |
| `04_多途径点位置姿态插值_Slerp_vs_Squad.py` | Slerp vs Squad 插值对比 |

### 李群与李代数

| 文件 | 说明 |
|---|---|
| `01_SE2公式推导(sympy).py` | SE2 公式推导（SymPy） |
| `01_SE2指数映射与对数映射.py` | SE2 指数/对数映射 |
| `02_SE3指数映射与对数映射.py` | SE3 指数/对数映射 |
| `其他工具脚本/` | 三角函数可视化等辅助脚本 |

## 作者

**阿凯爱玩机器人**

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<img src="https://raw.giteeusercontent.com/robokyle/akai-transform/raw/master/image/akai_wechat_qrcode.png?metadata=eyJyIjoibWFzdGVyIiwiZnAiOiJpbWFnZS9ha2FpX3dlY2hhdF9xcmNvZGUucG5nIiwidWlkIjo3Nzg3MDA2LCJwaWQiOjQ3Njg5MjczLCJzdG8iOiJnaXQtc2hhcmRpbmctc3RvLTEwdC0wNjkiLCJycCI6InJlcG9zLzExLzhmLzExOGY2ODM5OTE5MGFjMjRlODFiYTkwODQxNjlkMTY4YTc4NGZhYmQzMTM5MTA5MjMzN2UwMjk5ZTFhNGQ5MmEuZ2l0IiwiaXNwIjp0cnVlLCJleHBpcmVfYXQiOjE3NzgzMDgyMDB9&signature=DnHRQz0z_xbPTSZ4LcU7d4e56pMJmel5oalTESnky1M" width="200" />

## 许可证

MIT License