[openrtm-users 03013] Re: OpenRTM-aist関連仕様の提案[クオータニオンデータ型]

[Kei Okada]

岡田です．

お世話になります．
いまさらですが，僕も感覚的には様々なデータ型を許すと結局データ型間の変換が面倒になる，
あるいは，変換時にバグが生じる等のデメリットがあり，どれかのデータ型に固定するのがいいと
思っているんですが，他の方々の意見にあるように，それぞれ常識として思っているデータ型が違う
ので，難しいという事だと思います．

とうことで，データ間型の変換を簡単にする，あるいは，バグをなくすために変換の関数を用意するか，
変換するコンポーネントを用意するとか，そういうことがあるといいかなと思ったんですが，いかがでしょうか．





2014/1/26 Ando Noriaki <n-ando ＠ aist.go.jp>:
> OpenRTM-users MLの皆様
>
> 産総研 安藤です
>
> 先日東京大学の野沢さんからご提案があり、RTM国際標準化委員会で承認された
> クオータニオンのデータ型ですが、OpenRTM-aistのExtendedDataTypes.idlに
> 追加したことをお知らせいたします。
> ＃ 現在のところtrunkに追加しております。インターフェースが変更となるので
> ＃1.1のブランチにはマージしておりません。
>
> 前回の委員会で再提案となったロボットアームインターフェース仕様などについても
> 引き続きご議論いただければと思います。
> 次回のRTM標準化委員会は4月10日の予定です。よろしくお願いいたします。
>
>
>
> Index: src/lib/rtm/idl/ExtendedDataTypes.idl
> ===================================================================
> --- src/lib/rtm/idl/ExtendedDataTypes.idl (リビジョン 2400)
> +++ src/lib/rtm/idl/ExtendedDataTypes.idl (リビジョン 2401)
> @@ -694,6 +694,28 @@
>          Time tm;
>          OAP data;
>      };
> +
> +  /*!
> +   * @struct Quaternion
> +   * @brief Data type for Quaternion
> +   */
> +  struct Quaternion
> +  {
> +    double x;
> +    double y;
> +    double z;
> +    double w;
> +  };
> +
> +  /*!
> +   * @struct TimedQuaternion
> +   * @brief Timed version data type for Quaternion
> +   */
> +  struct TimedQuaternion
> +  {
> +    Time tm;
> +    Quaternion data;
> +  };
>  };
>
>  #endif // ExtendedDataTypes_idl
>
> 2013年12月25日 23:17 Shunichi Nozawa <nozawa ＠ jsk.t.u-tokyo.ac.jp>:
>> 東京大学の野沢です。
>>
>> クォータニオンに関して、大変遅ればせながら返信させていただきたく存じます。
>>
>>
>> 姿勢表現に関しては、末広先生ご指摘の通り
>> 既存のOrientation3D、Pose3Dでは混乱が多く問題だと思います。
>>
>> 一方姿勢表現としてのクォータニオンの導入は、
>> 私が提案者でもありぜひ採用いただけますと助かります。
>>
>> メリットとしては関谷様ご指摘の
>>
>>> 1．4要素なので，回転行列（3x3）に比べ，通信量・メモリ使用量が少ない
>>> 2．オイラー角のように特異点がない
>>> 3. 回転を積み重ねていった場合の誤差が少ない（正規化が可能）
>>
>> と同様のことを考えておりました。
>>
>> 一方、議論されているデメリットとしては、
>> 1. 内部で3x3行列を使用している場合、変換が必要
>> 2. 仮にクォータニオン・3x3行列を採用する場合、
>>    同じ状態を表すのに複数のデータ型をもつことになる
>> などがあるように思います。
>>
>> こちらに関して意見を述べさせていただきますと、
>>
>>> でも，多くの場合，行列に変換してから処理することが多いと
>>> 想像するのですがいかがでしょうか．
>>
>> オイラー角・3x3行列・クォータニオンのどれがコード内で
>> 用いられているか、客観的に判断しづらいところがあると考えております。
>> 実際、私が直近でよく目にするコードでは、クォータニオンがかなり使われております。
>>
>> また、
>>
>>> この得失を比較して，データは9つになるけど行列の方が
>>> 汎用性が高いのでデータ交換用には良いのではないかと
>>> 考えているのですがいかがでしょうか？
>>
>> オイラー角でなければ、3x3行列同様クォータニオンも
>> 表現上の特異点がない点で汎用性は高いと思います。
>>
>> データ型の乱立は問題ではありますが、関谷様・ジェフ様ご指摘のとおり
>> いくつかの基本的な型を用意しておくと、かえって独自型を
>> 個々人が定義することが避けられ、混乱がないと考えております。
>>
>>
>> 以上を考慮した私の意見としては、
>> (a) 今回の件では3x3行列とクォータニオン（もしかしたらその他もありえますが）で
>>     どちらも広く使われていると思いますので、複数が採用するのはいかがでしょうか。
>> (b) また、その際に他の一切のOpenRTM以外のライブラリに依存することなく
>>     それらの間の変換ができることが重要に思います。
>>     OpenHRP3を拝見したところ
>>     https://openrtp.org/svn/hrg/openhrp/3.1/trunk/hrplib/hrpUtil/Eigen3d.cpp
>>     姿勢表現間での変換関数を用意しているようです。
>>     演算までする必要なく、変換のみで大丈夫かと思いますが、
>>     こういったものをOpenRTMの中に取り込んでいくこともご検討いただきたく存じます。
>>     (いれるとすればcoilなどになりますでしょうか)
>>
>> となります。
>> 以上、ご検討いただけますと幸いです。
>>
>> 2013年11月22日 16:51 Makoto Sekiya <Makoto_Sekiya ＠ n.f.rd.honda.co.jp>:
>>> 末廣先生
>>>
>>> 本田技術研究所 関谷です。
>>>
>>> クオータニオンデータ型は必要だと思います。
>>> 弊社では過去，姿勢表現に回転行列を用いていましたが
>>> 下記の理由から現在ではクオータニオンに統一しています。
>>>
>>> 1．4要素なので，回転行列（3x3）に比べ，通信量・メモリ使用量が少ない
>>> 2．オイラー角のように特異点がない
>>> 3. 回転を積み重ねていった場合の誤差が少ない（正規化が可能）
>>>
>>> また，私どももExtendedDataTypes.idlを参考にクオータニオンデータ型を定義
>>> しており，それは岡田先生の提案と同様の表現となっております。
>>>
>>> 少なくともよく知られたデータ型に関しては，データの要素・並び順などの標準
>>> があると独自型の乱立を防ぐことができると思います。
>>>
>>> よろしくお願いします。
>>>
>>> --
>>> 関谷  眞
>>> 株式会社 本田技術研究所 基礎技術研究センター
>>> 第5研究室 第２ブロック
>>> 351-0188 埼玉県和光市本町8-1
>>> tel: (048)461-2511 代表
>>> mail: Makoto_Sekiya ＠ n.f.rd.honda.co.jp
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