PCL提供的几个常见模型:
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pcl::SACMODEL_PLANE
:平面模型,用于拟合平面结构的点云数据。 -
pcl::SACMODEL_SPHERE
:球体模型,适用于拟合球体结构的点云数据。 -
pcl::SACMODEL_CYLINDER
:圆柱体模型,用于拟合圆柱体结构的点云数据。 -
pcl::SACMODEL_LINE
:直线模型,适用于拟合直线结构的点云数据。 -
pcl::SACMODEL_NORMAL_PLANE
:法线平面模型,用于拟合平面结构并考虑法线方向的点云数据。 -
pcl::SACMODEL_NORMAL_SPHERE
:法线球体模型,用于拟合球体结构并考虑法线方向的点云数据。 -
pcl::SACMODEL_NORMAL_CYLINDER
:法线圆柱体模型,适用于拟合圆柱体结构并考虑法线方向的点云数据。
一些样本一致性方法
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pcl::SAC_RANSAC
:随机采样一致性(RANSAC)方法,是一种常用的模型拟合和离群点去除的方法。 -
pcl::SAC_LMEDS
:最小中值残差(LMEDS)方法,是一种鲁棒的模型拟合方法,能够对数据中的离群点具有较好的鲁棒性。 -
pcl::SAC_MSAC
:多样本一致性(MSAC)方法,通过随机抽取多个样本来进行一致性判断,相对于RANSAC具有更好的收敛性能。 -
pcl::SAC_RRANSAC
:重复随机采样一致性(RRANSAC)方法,是RANSAC方法的改进版,通过多次重复采样和模型拟合来提高鲁棒性。 -
pcl::SAC_PROSAC
:自适应随机一致性(PROSAC)方法,是一种自适应性优化的采样一致性方法。
代码:
#include <iostream>
#include <pcl/ModelCoefficients.h> // 模型系数
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_types.h> // 点云数据类型
#include <pcl/sample_consensus/method_types.h> // 用于样本一致性算法的方法类型的定义。这些方法包括RANSAC、MSAC、LORANSAC等,用于拟合模型并去除离群点
#include <pcl/sample_consensus/model_types.h> // 用于样本一致性算法的模型类型的定义。这些模型类型包括平面、球体、圆柱体、线段等,可以选择合适的模型类型进行样本一致性拟合
#include <pcl/segmentation/sac_segmentation.h> // 于基于样本一致性的分割算法的类定义和函数。这个头文件中包含了SacSegmentation类,可以使用该类进行样本一致性分割,从给定的点云数据中提取出符合特定模型的物体分割结果
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>
int main(){
// 创建点云容器
pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
// 填充点云
cloud->width = 15;
cloud->height = 1;
cloud->points.resize(cloud->width * cloud->height);
// 生成数据
for (size_t i = 0; i< cloud->points.size(); ++i){
cloud->points[i].x = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
cloud->points[i].y = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
cloud->points[i].z = 1;
}
// 设置几个局外点,使其偏离z为1的平面
cloud->points[0].z = 2.0;
cloud->points[3].z = -2.0;
cloud->points[6].z = 4.0;
// 打印所有点
std::cerr << "point cloud data: " << cloud->points.size() << " points" << std::endl;
for (size_t i=0; i < cloud->points.size(); ++i)
std::cerr << " " << cloud->points[i].x << " "
<< cloud->points[i].y << " "
<< cloud->points[i].z <<std::endl;
// 创建分割时所需要的模型系数对象,coefficiients及存储内点的点索引集合对象inliers
pcl::ModelCoefficients::Ptr coefficients(new pcl::ModelCoefficients);
pcl::PointIndices::Ptr inliers(new pcl::PointIndices);
// 创建分割对象
pcl::SACSegmentation<pcl::PointXYZ> seg;
// 可选择配置,设置模型系数需要优化
seg.setOptimizeCoefficients(true);
// 必要的配置,设置分割的模型类型,所用的随机参数估计方法,距离阈值,输入点云
seg.setModelType(pcl::SACMODEL_PLANE); // 设置模型类型
seg.setMethodType(pcl::SAC_RANSAC); // 设置随机采样一致性方法类型
seg.setDistanceThreshold(0.01); // 设置距离阈值,距离阈值决定了点被认为是局内点是必须满足的条件
// 表示点到估计模型的距离最大值
seg.setInputCloud(cloud);
// 引发分割实现,存储分割结果到点集合inliers及存储平面模型的系数coefficients
seg.segment(*inliers, *coefficients);
if (inliers->indices.size() == 0){
PCL_ERROR("Could not estimate a planar model for the given dataset.");
}
// 打印平面模型
std::cerr << "Model coefficients: " << coefficients->values[0] << " "
<< coefficients->values[1] << " "
<< coefficients->values[2] << " "
<< coefficients->values[3] << std::endl;
std::cerr << "Model inliers: " << inliers->indices.size() << std::endl;
for (size_t i=0; i< inliers->indices.size(); ++i)
std::cerr << inliers->indices[i] << " " << cloud->points[inliers->indices[i]].x << " "
<< cloud->points[inliers->indices[i]].y << " "
<< cloud->points[inliers->indices[i]].z << std::endl;
pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr seg_result(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
for (size_t i =0; i< inliers->indices.size(); ++i){
seg_result->push_back(cloud->points[inliers->indices[i]]);
}
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer("viewer"));
// viewer->setBackgroundColor(0.0,0,0);
viewer->addCoordinateSystem(1.0);
viewer->addPointCloud(cloud, "cloud");
viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "cloud");
// viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_COLOR, 1.0, 0, 0, "cloud");
// viewer->addPointCloud(seg_result, "result");
// viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "result");
// viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_COLOR, 0, 1.0, 0, "result");
while (!viewer->wasStopped()) {
}
return 0;
}
输出信息