前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >PCL点云变换与移除NaN

PCL点云变换与移除NaN

作者头像
点云PCL博主
发布2019-07-31 10:48:10
2.4K0
发布2019-07-31 10:48:10
举报
文章被收录于专栏:点云PCL点云PCL

对点云的操作可以直接应用变换矩阵,即旋转,平移,尺度,3D的变换就是要使用4*4 的矩阵,例如:

等等模型

在这里直接使用程序开实现一个点云的旋转,新建文件matrix.cpp

代码语言:javascript
复制
#include <iostream>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/io/ply_io.h>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/console/parse.h>
#include <pcl/common/transforms.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>
// 命令行的帮助提示
void showHelp(char * program_name)
{
 std::cout << std::endl;
 std::cout << "Usage: " << program_name << " cloud_filename.[pcd|ply]" << std::endl;  std::cout << "-h:  Show this help." << std::endl;
}
 
int main (int argc, char** argv)
{  
if (pcl::console::find_switch (argc, argv, "-h") || pcl::console::find_switch (argc, argv, "--help"))
 {
   showHelp (argv[0]);    return 0;
 }  
// 读取文件
 std::vector<int> filenames;  bool file_is_pcd = false;
 filenames = pcl::console::parse_file_extension_argument (argc, argv, ".ply");  if (filenames.size () != 1)  
{
   filenames = pcl::console::parse_file_extension_argument (argc, argv, ".pcd");    
if (filenames.size () != 1) 
{
     showHelp (argv[0]);    
      return -1;
   } 
else {
     file_is_pcd = true;
   }  } 
  
//载入文件
 pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr source_cloud (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> ()); 
  if (file_is_pcd) 
 {   
  if (pcl::io::loadPCDFile (argv[filenames[0]], *source_cloud) < 0) 
 {
     std::cout << "Error loading point cloud " << argv[filenames[0]] << std::endl << std::endl;
     showHelp (argv[0]);   
       return -1;
   }
 } 
else {  
   if (pcl::io::loadPLYFile (argv[filenames[0]], *source_cloud) < 0)  {
     std::cout << "Error loading point cloud " << argv[filenames[0]] << std::endl << std::endl;
     showHelp (argv[0]);   
       return -1;
   }
 } 
 /* Reminder: how transformation matrices work :          |-------> This column is the translation
   | 1 0 0 x |  \
   | 0 1 0 y |   }-> The identity 3x3 matrix (no rotation) on the left
   | 0 0 1 z |  /
   | 0 0 0 1 |    -> We do not use this line (and it has to stay 0,0,0,1)   METHOD #1: Using a Matrix4f
   This is the "manual" method, perfect to understand but error prone !  */
 Eigen::Matrix4f transform_1 = Eigen::Matrix4f::Identity();  // Define a rotation matrix 定义旋转的角度  再有角度计算出旋转矩阵
 float theta = M_PI/4; // The angle of rotation in radians
 transform_1 (0,0) = cos (theta);
 transform_1 (0,1) = -sin(theta);
 transform_1 (1,0) = sin (theta);
 transform_1 (1,1) = cos (theta);  //    (row, column)  // Define a translation of 2.5 meters on the x axis.
 transform_1 (0,3) = 2.5;
//意思就是在第一行第四个元素的值为2.5,也就是在x轴的平移为2.5  
//   打印出这个变换矩阵
 printf ("Method #1: using a Matrix4f\n");
 std::cout << transform_1 << std::endl; 

/*  第二种方案 更简单的方案  */
 Eigen::Affine3f transform_2 = Eigen::Affine3f::Identity();  
 transform_2.translation() << 2.5, 0.0, 0.0;  
// The same rotation matrix as before; theta radians arround Z axis  transform_2.rotate (Eigen::AngleAxisf (theta, Eigen::Vector3f::UnitZ()));  // Print the transformation
 printf ("\nMethod #2: using an Affine3f\n");
 std::cout << transform_2.matrix() << std::endl;  
// Executing the transformationpcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr transformed_cloud (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> ()); 
 
// 你可以使用 transform_1 或者 transform_2;效果都是一样的 
 pcl::transformPointCloud (*source_cloud, *transformed_cloud, transform_2);  // 可视化的
 printf(  "\nPoint cloud colors :  white  = original point cloud\n"
"                        red  = transformed point cloud\n");
 pcl::visualization::PCLVisualizer viewer ("Matrix transformation example");   // 为点云设置RGB的值
 pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZ> source_cloud_color_handler (source_cloud, 255, 255, 255);  // We add the point cloud to the viewer and pass the color handler
 viewer.addPointCloud (source_cloud, source_cloud_color_handler, "original_cloud"); pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZ> transformed_cloud_color_handler (transformed_cloud, 230, 20, 20); // Red
 viewer.addPointCloud (transformed_cloud, transformed_cloud_color_handler, "transformed_cloud");  viewer.addCoordinateSystem (1.0, 0);
 viewer.setBackgroundColor(0.05, 0.05, 0.05, 0); //设置背景颜色
 viewer.setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 2, "original_cloud");
 viewer.setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 2, "transformed_cloud");  //viewer.setPosition(800, 400); // Setting visualiser window position
 while (!viewer.wasStopped ()) { // Display the visualiser until 'q' key is pressed    viewer.spinOnce ();
 }  return 0;
}

编译后我们随便找一个PCD文件查看效果,也可以该程序的参数,查看不同的参数的结果

命令窗口打印的结果

可视化的结果

(2)移除 NaNs:

从传感器获得的点云可能包含几种测量误差和/或不准确。其中之一是在一些点的坐标中存在NaN(不是数)值,正如你在下面的文件中看到的那样:

代码语言:javascript
复制
# .PCD v0.7 - Point Cloud Data file format
VERSION 0.7
FIELDS x y z rgba
SIZE 4 4 4 4
TYPE F F F U
COUNT 1 1 1 1
WIDTH 640
HEIGHT 480
VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0
POINTS 307200
DATA ascii
nan nan nan 10135463
nan nan nan 10398635
nan nan nan 10070692
nan nan nan 10268071
...

点云对象的成员函数有称为“is_dense()”,如果所有的点都有效的返回true是为有限值。一个NaNs表明测量传感器距离到该点的距离值是有问题的,可能是因为传感器太近或太远,或者因为表面反射。那么当存在无效点云的NaNs值作为算法的输入的时候,可能会引起很多问题,比如“"Assertion `point_representation_->isValid (point) && "Invalid (NaN, Inf) point coordinates given to radiusSearch!"' failed."”如果发生这样的错误就要移除这些点,那么下面就是为了解决移除无效点的程序

代码语言:javascript
复制
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/filters/filter.h>
#include <iostream>
#include <pcl/visualization/cloud_viewer.h>
int main(int argc,char** argv)
{if(argc !=3)
{
 std::cout <<"\tUsage: "<<argv[0] <<"<input cloud> <output cloud>" <<std::endl;  
return  -1;
}
pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGBA>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGBA>);

if(pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZRGBA>(argv[1],*cloud) !=0)
{ 
return -1;
}

//the mapping tells you to that points of the oldcloud the new ones correspond//but we  will not use it
std::vector<int> mapping;
pcl::removeNaNFromPointCloud(*cloud, *cloud, mapping);

//pcl::removeNaNFromPointCloud(*cloud, *cloud, mapping);//save it back
pcl::io::savePCDFileASCII(argv[2],*cloud);
pcl::visualization::CloudViewer viewer(argv[2]);
        viewer.showCloud(cloud);      
  while (!viewer.wasStopped())
   {        
// Do nothing but wait.   
    }
}

然后可以显示移除NaNs点后的可视图,

这张点云是我自己用kinect 生成的点云,在没有移除NaNs的时候可以先读取以下,显示他的点云数值在命令窗口,你会发现会有很多的NaNs的无效点,经过

移除这些点之后在read一些打印处的结果就不会存在NaNs的无效点,这样在后期的使用算法的时候就不会出现错误了。

这种方法的问题是它不会保持点云仍然是有序点云。所有的点云都存储一个“宽度”和“高度”变量。在无序点云,总数为宽度相同,而高度设置为1。在有序的点云(像从相机拍摄像传感器如Kinect或Xtion的),宽度和高度都相同的像素的图像分辨率传感器的工作。点云分布在深度图像的行中,每一个点对应一个像素。成员函数”isorganized()”如果高度大于1时返回真。 由于移除NaNs无效点会改变点云的点的数量,它不再能保持组织与原来的宽高比,所以函数将设置高度1。这不是一个大问题,只有少数的PCL的算法工作明确要求是有序的点云(大多这样情况下会使用在优化上),但你必须考虑其中的影响。

暂时就到这里了。。。。。。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自微信公众号。
原始发表:2019-07-17,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 点云PCL 微信公众号,前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档