PCL 读取STL文件转换为点云

news2024/11/15 17:57:50

一、概述

1.1原理

1.2实现步骤

1.3应用场景

二、代码实现

2.1关键函数

2.2完整代码

三、实现效果

3.1原始点云

3.2数据显示

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PCL点云算法与项目实战案例汇总（长期更新）

一、概述

1.1原理

STL（Stereo Lithography）是一种常见的三维模型文件格式，通常用于3D打印和计算机辅助设计（CAD）中。STL文件描述了三维物体的表面网格，其中包含大量三角形面片的顶点信息。通过读取这些顶点信息，可以将STL文件转换为点云数据，供进一步处理和分析。

1.2实现步骤

使用PCL库中的 pcl::io::loadPolygonFileSTL 函数读取STL文件，并提取其表面网格的顶点信息。
将提取的顶点信息转换为点云数据。
将生成的点云数据保存为PCD文件，或进行其他进一步处理。

1.3应用场景

三维模型分析：通过将STL文件转换为点云，可以进行进一步的点云处理，如噪声过滤、特征提取等。

三维重建：将多个STL文件的点云数据合并，可以用于三维重建和模型修复。

计算机视觉与机器人：点云数据在计算机视觉和机器人导航中广泛应用，STL文件转换为点云后可以用于路径规划、物体识别等任务。

二、代码实现

2.1关键函数

1.STL文件读取与转换：

pcl::io::loadPolygonFileSTL：用于读取STL文件并提取顶点信息。
pcl::PolygonMesh：用于存储STL文件的网格数据。
pcl::fromPCLPointCloud2：用于将PCL格式的点云数据从网格顶点中提取出来。

2.点云处理与保存：

pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>：用于存储生成的点云数据。
pcl::io::savePCDFileASCII：用于将点云数据保存为PCD文件。

2.2完整代码

#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/io/vtk_lib_io.h>  // 包含加载STL文件的头文件
#include <pcl/point_types.h>
#include <pcl/PolygonMesh.h>
#include <pcl/conversions.h>  // 用于点云格式转换
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>  // 包含PCL可视化的头文件

int main(int argc, char** argv)
{
    // 1. 创建PolygonMesh对象，用于存储STL文件的网格数据
    pcl::PolygonMesh mesh;

    // 2. 读取STL文件，并将网格数据存储到PolygonMesh对象中
    if (pcl::io::loadPolygonFileSTL("horse-V2w(binary).stl", mesh) == -1)  // 文件路径
    {
        PCL_ERROR("Couldn't read STL file\n");
        return -1;
    }

    // 3. 将网格数据的顶点转换为点云数据
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
    pcl::fromPCLPointCloud2(mesh.cloud, *cloud);

    // 4. 保存转换后的点云数据为PCD文件
    pcl::io::savePCDFileASCII("output.pcd", *cloud);

    // 5. 输出点云数据的基本信息
    std::cout << "Loaded " << cloud->points.size() << " data points from STL file." << std::endl;
    // 6. 创建PCLVisualizer对象，用于显示点云数据
    pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer("3D Viewer"));
    viewer->setBackgroundColor(0, 0, 0);  // 设置背景颜色为黑色
    viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZ>(cloud, "sample cloud");  // 将点云数据添加到可视化窗口中
    viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 1, "sample cloud");  // 设置点的大小

    // 7. 启动可视化主循环
    while (!viewer->wasStopped())
    {
        viewer->spinOnce(100);  // 让可视化窗口刷新
    }
    return 0;
}