点云数据介绍

news2024/11/13 8:40:13

本篇内容

  • 通过PCD文件介绍点云数据
  • 如何通过PCL库读取和保存PCD点云数据文件

1 点云数据

最简单的点云数据就是一堆三维坐标点(x,y,z),除了坐标还可以记录每个点的颜色信息(r,g,b),或者强度信息(intensity)等

2 PCD文件详解

把一个pcd文件放入vscode中,如下图所示:
PS:要保证pcd文件是通过ascii类型,如果是二进制类型,通过vscode打开则是乱码
在这里插入图片描述

  1. VERSION
    指定pcd文件的版本
  2. FIELDS
    指定数据区每个数据所代表的意义,从上述示图中可以看到,数据区每行有4个float类型的数字,通过空格隔开,分别代表x坐标、y坐标、z坐标、强度值
  3. SIZE
    指定每个数据所占用的字节大小,float类型占用4个字节
  4. TYPE
    指定每个数据的类型,F代表float
  5. COUNT
    抱歉,不知道代表什么意义,但是平时也没用到
  6. WIDTH
    对于无序点云,WIDTH等于点云总数量;对于有序点云(通过深度相机采集),WIDTH等于图像宽度
  7. HEIGHT
    对于无序点云,HEIGHT等于1;对于有序点云,HEIGHT等于图像高度
  8. POINTS
    点云总数量
  9. VIEWPOINT
    指定观测视角,例如通过pcl_viewer打开pcd文件时,通过VIEWPOINT可以决定默认是从左边观测或是从其他方向观测。它本质上是一个位姿,由平移tx,ty,tz和四元数qw,qx,qy,qz组成
  10. DATA
    指定数据类型:ascii或binary

3 通过PCL读取点云文件

3.1 理解点云类型

大家对C++的vector很熟悉,声明一个vector变量方式如下:

std::vector<int> v;	//一个存储一堆int类型数据的vector

在PCL库中声明一个用于保存点云数据的变量方式如下:

pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> cloud;	//一个存储一堆pcl::PointXYZ类型数据的PointCloud

pcl::PointXYZ等价于int,用于描述每个点的类型,示例中就表示每个点只包含(x,y,z)坐标。Pcl库还提前定义了很多点云类型,这些点云类型对应了第2节中的FIELDS,FIELDS包含较多的信息,就可以更换对应的点云类型,通常至少会包含x,y,z,如下图所示:

在这里插入图片描述

3.2 读取点云文件流程

声明点云变量:

  • 由于点云文件通常占用内存较大,因此一般申请为指针
pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);

读取点云文件:

pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZ>(pcd_file_path, *cloud);

保存点云文件:

pcl::io::savePCDFileASCII(pcd_save_path, *cloud);

调试过程:
通过cloudcompare软件打开需要读取的pcd文件,可以看到这份pcd文件包含了397个点
在这里插入图片描述
代码debug,成功读取:
在这里插入图片描述

4 完整代码

#include <string>
#include <iostream>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/point_types.h>

int main(int argc, char **argv)
{
  if (argc < 3) {
    std::cout<<"Usage: ./read_pcd <pcd_file_path> <pcd_save_path>\n";
    return -1;
  }

  std::string pcd_file_path(argv[1]);
  std::string pcd_save_path(argv[2]);
  
  // 声明变量,用于保存点云数据
  pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);

  // 读取pcd点云文件
  if (pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZ>(pcd_file_path, *cloud) == -1) {
    std::cerr<<"check pcd path\n";
    return -1;
  }

  // 打印点云info
  std::cout<<"pcd size:"<<cloud->size()<<"\n";
  std::cout<<"pcd width:"<<cloud->width<<"\n";
  std::cout<<"pcd height:"<<cloud->height<<"\n";

  // 保存点云数据
  pcl::io::savePCDFileASCII(pcd_save_path, *cloud);

  return 0;
}

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