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用PCL检测两点云间的Collison
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Stack Overflow用户
提问于 2015-06-09 19:21:50
回答 2查看 3.2K关注 0票数 2

给定两点云,其中一点云是静态的,而另一点云是移动障碍。我们要移动空间中的移动点云障碍物,并记下它是否与静止点云在那个位置相交。在PCL中是否有可用的函数来自动完成此操作,还是我们必须编写自己的函数才能做到这一点?

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回答 2

Stack Overflow用户

回答已采纳

发布于 2015-06-09 19:29:16

柔性碰撞库( fcl )库可以实现快速的碰撞检测。

以下是受支持的不同对象形状:

我假设你的点云是从物体表面抽取的样本,这些物体占据了三维空间中的体积。所以,你必须把你的点云转换成一个网格或者一个占用率八叉树。

票数 2
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Stack Overflow用户

发布于 2019-09-30 07:51:44

只是为了扩展@fferri关于如何使用fcl (灵活冲突库)检查碰撞的答案。

1.从点云创建fcl::CollisionObject

这里我使用八叉树作为点云的概率表示。

代码语言:javascript
运行
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std::shared_ptr<fcl::CollisionObject> createCollisionObject(const pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr pointcloud_ptr, const octomap::point3d& sensor_origin_wrt_world)
{
  // octomap octree settings
  const double resolution = 0.01;
  const double prob_hit = 0.9;
  const double prob_miss = 0.1;
  const double clamping_thres_min = 0.12;
  const double clamping_thres_max = 0.98;

  std::shared_ptr<octomap::OcTree> octomap_octree = std::make_shared<octomap::OcTree>(resolution);
  octomap_octree->setProbHit(prob_hit);
  octomap_octree->setProbMiss(prob_miss);
  octomap_octree->setClampingThresMin(clamping_thres_min);
  octomap_octree->setClampingThresMax(clamping_thres_max);

  octomap::KeySet free_cells;
  octomap::KeySet occupied_cells;

#if defined(_OPENMP)
#pragma omp parallel
#endif
  {
#if defined(_OPENMP)
    auto thread_id = omp_get_thread_num();
    auto thread_num = omp_get_num_threads();
#else
    int thread_id = 0;
    int thread_num = 1;
#endif
    int start_idx = static_cast<int>(pointcloud_ptr->size() / thread_num) * thread_id;
    int end_idx = static_cast<int>(pointcloud_ptr->size() / thread_num) * (thread_id + 1);
    if (thread_id == thread_num - 1)
    {
      end_idx = pointcloud_ptr->size();
    }

    octomap::KeySet local_free_cells;
    octomap::KeySet local_occupied_cells;

    for (auto i = start_idx; i < end_idx; i++)
    {
      octomap::point3d point((*pointcloud_ptr)[i].x, (*pointcloud_ptr)[i].y, (*pointcloud_ptr)[i].z);
      octomap::KeyRay key_ray;
      if (octomap_octree->computeRayKeys(sensor_origin_3d, point, key_ray))
      {
        local_free_cells.insert(key_ray.begin(), key_ray.end());
      }

      octomap::OcTreeKey tree_key;
      if (octomap_octree->coordToKeyChecked(point, tree_key))
      {
        local_occupied_cells.insert(tree_key);
      }
    }

#if defined(_OPENMP)
#pragma omp critical
#endif
    {
      free_cells.insert(local_free_cells.begin(), local_free_cells.end());
      occupied_cells.insert(local_occupied_cells.begin(), local_occupied_cells.end());
    }
  }

  // free cells only if not occupied in this cloud
  for (auto it = free_cells.begin(); it != free_cells.end(); ++it)
  {
    if (occupied_cells.find(*it) == occupied_cells.end())
    {
      octomap_octree->updateNode(*it, false);
    }
  }

  // occupied cells
  for (auto it = occupied_cells.begin(); it != occupied_cells.end(); ++it)
  {
    octomap_octree->updateNode(*it, true);
  }

  auto fcl_octree = std::make_shared<fcl::OcTree>(octomap_octree);
  std::shared_ptr<fcl::CollisionGeometry> fcl_geometry = fcl_octree;
  return std::make_shared<fcl::CollisionObject>(fcl_geometry);
}

正如@fferri在评论中所说,您还可以使用pcl中的三角剖分函数从点云创建网格。但是,您应该知道GJK/EPA算法不能支持凹对象。因此,正确地说,在使用CGAL进行碰撞检测之前,您可能需要通过凸分解(例如可以使用fcl )处理网格。

2.运动障碍物与静止点云之间的连续碰撞检测。

不幸的是,目前在fcl中实现的CCD接口没有完全支持八叉树/点云(甚至是天真的CCD解决程序)。但您可以通过下列任何一种方法来解决这个问题:

  • 对移动障碍物的轨迹进行采样,采用离散碰撞检测( DCD )方法进行碰撞检测。如果障碍物的运动只是平移,很容易证明我们可以产生足够数量的样本,以确保它与使用CCD是等价的。但是,如果运动包含方向,则使用sampling+DCD方法的无碰撞情况实际上可能处于冲突状态。
  • 构造移动障碍物横扫体的凸包。使用DCD确保凸包和静态点云是无碰撞的。关于如何构造运动几何的凸包,您可以看一看trajopt纸中的第五章。
票数 1
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页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持
原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/30741008

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