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コンピュータの演算により、3次元空間の仮想物体を、2次元平面上で表現する手法である。

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Pythonで2つの3次元座標間のクオータニオンを求めたい

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投稿2022/10/11 12:42

前提

Mediapipe(動画から3次元の座標情報を抽出してくれるソリューション)を使って関節の位置を動画から取得し、Three.js上に表現する仕組みを考えています。
間接の位置の取得はできましたが、各関節の間(例えば股関節から膝)の角度を求める方法がわからず困っています。
※求めた角度を使ってアニメーションを付与する予定です。

実現したいこと

以下のような形式で各関節の位置情報は取得できています。
間接A(X座標1、Y座標1、Z座標1)
間接B(X座標2、Y座標2、Z座標2)
この時、最終的にPythonで間接Aから間接Bまでのクォータニオンを求めたいです。

試したこと

間接AとBのオイラー角を求め、クォータニオンに変換すればいいのかと思い、原点と原点から移動した先の座標で実験してみました。
願わくば一番下のrot_quatで必要なクォータニオンを求められるかと思ったのですが、根本的に何か違うのか求められませんでした。。。

import numpy as np from scipy.spatial.transform import Rotation # Rotation Around X axis : 変数1(y,z)×変数2(y,z) xAxisArg1 = np.array([1,1]) #移動先の座標 xAxisArg2 = np.array([0,0]) #原点の座標 xAxisVec = xAxisArg1 - xAxisArg2 xAxisTanRad = np.arctan2(xAxisVec[0], xAxisVec[1]) # Rotation Around Y axis : 変数1(x,z)×変数2(x,z) yAxisArg1 = np.array([1,1]) yAxisArg2 = np.array([0,0]) yAxisVec = yAxisArg1 - yAxisArg2 yAxisTanRad = np.arctan2(yAxisVec[0], yAxisVec[1]) # Rotation Around Z axis : 変数1(x,y)×変数2(x,y) zAxisArg1 = np.array([1,1]) zAxisArg2 = np.array([0,0]) zAxisVec = zAxisArg1 - zAxisArg2 zAxisTanRad = np.arctan2(zAxisVec[0], zAxisVec[1]) xAxisDegree = np.rad2deg(xAxisTanRad) yAxisDegree = np.rad2deg(yAxisTanRad) zAxisDegree = np.rad2deg(zAxisTanRad) # Create a rotation object from Euler angles specifying axes of rotation rot = Rotation.from_euler('xyz', [xAxisDegree,yAxisDegree,zAxisDegree], degrees=True) # Convert to quaternions rot_quat = rot.as_quat()

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回答1

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ベストアンサー

オイラー角の求め方が間違っています
そもそも線分一本では一意に定まりません

部屋の隅を見てもらえばわかると思うのですが、
水平面内で回って隅のほうを向く(ヨー角)
見上げる(ピッチ角)
までで隅を向き終わってしまい
首を傾ける(ロール角)が定まりません

ロール角が0で良いならば、直交座標から極座標への座標変換と同じ方法でヨー角とロール角は求まります

投稿2022/10/11 21:58

編集2022/10/11 22:55
ozwk

総合スコア13084

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