Evo项目中的轨迹长度单位绘图格式化问题解析

在机器人轨迹评估工具Evo中，当用户尝试将轨迹长度单位设置为千米(km)、厘米(cm)或毫米(mm)时，可能会遇到一个绘图格式化错误。本文将深入分析该问题的原因，并提供解决方案。

问题现象

当用户执行以下命令时：

evo_config set plot_trajectory_length_unit mm
evo_traj tum -v --full_check -p --plot_mode xy <dataset.tum>

系统会抛出类型错误(TypeError)，提示"formatter argument should be instance of matplotlib.ticker.Formatter"。这表明在绘图过程中，传递给matplotlib的格式化器不符合预期类型。

问题根源分析

在Evo的plot.py文件中，_get_length_formatter函数负责根据用户设置的长度单位生成相应的坐标轴格式化器。原始实现中，该函数直接返回了一个Python函数对象，而不是matplotlib要求的Formatter实例。

具体来说，问题出在：

1. 函数返回的是一个普通的Python可调用对象(Callable)
2. 但matplotlib的坐标轴格式化要求必须使用其内置的Formatter类或其子类
3. 特别是当使用非标准单位(非米)时，这个问题会显现

解决方案

正确的做法是使用matplotlib提供的FuncFormatter类来包装我们的格式化函数。修改后的实现如下：

from matplotlib.ticker import FuncFormatter

def _get_length_formatter(length_unit: Unit) -> typing.Callable:
    def formatter(x, _):
        return "{0:g}".format(x / METER_SCALE_FACTORS[length_unit])
    
    return FuncFormatter(formatter)

这个修改确保了：

1. 返回的对象是matplotlib.ticker.Formatter的实例
2. 仍然保持了原有的单位转换功能
3. 与matplotlib的坐标轴格式化系统完全兼容

技术背景

在matplotlib中，坐标轴的刻度标签格式化是一个重要功能。系统提供了多种内置的Formatter类来处理不同类型的格式化需求：

1. ScalarFormatter：默认的数值格式化器
2. LogFormatter：对数坐标格式化器
3. FuncFormatter：用户自定义函数格式化器

当我们需要实现自定义的格式化逻辑时，应该使用FuncFormatter来包装我们的函数，而不是直接传递函数对象。这是因为FuncFormatter类提供了与matplotlib内部系统的标准接口，并处理了许多底层细节。

影响范围

该问题影响以下使用场景：

1. 使用非米(m)作为轨迹长度单位
2. 在绘制轨迹时尝试自动格式化坐标轴标签
3. 使用较新版本的matplotlib库（可能对类型检查更严格）

最佳实践建议

对于类似的自定义格式化需求，建议：

1. 始终使用matplotlib提供的Formatter类
2. 避免直接传递函数对象给坐标轴格式化接口
3. 在开发时检查返回对象的类型是否符合预期
4. 考虑不同matplotlib版本间的兼容性

该修复已包含在Evo的1.26.3版本中，用户可以通过升级到最新版本来解决此问题。