PCL系列——拼接两个点云

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PCL系列

• PCL系列——读入PCD格式文件操作
• PCL系列——将点云数据写入PCD格式文件
• PCL系列——拼接两个点云
• PCL系列——从深度图像(RangeImage)中提取NARF关键点
• PCL系列——如何可视化深度图像
• PCL系列——如何使用迭代最近点法（ICP）配准
• PCL系列——如何逐渐地配准一对点云
• PCL系列——三维重构之泊松重构
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• PCL系列——三维重构之移动立方体算法

说明

通过本教程，我们将会学会：

• 如何拼接两个不同的点云的点，约束条件是两个数据集中的域的数量和类型必须相等。* 如何拼接两个不同点云的域，约束条件是连个数据集中的点的数量必须相等。

操作

• 在VS2010 中新建一个文件 concatenate_clouds.cpp，然后将下面的代码复制到文件中。
• 参照之前的文章，配置项目的属性。设置包含目录和库目录和附加依赖项。

#include <iostream> //标准输入输出流
#include <pcl/io/pcd_io.h> //PCL的PCD格式文件的输入输出头文件
#include <pcl/point_types.h> //PCL对各种格式的点的支持头文件
//比如，你的程序遇到调用栈用完了的威胁。你说，你到什么地方借内存，
//存放你的错误信息？cerr的目的，就是在你最需要它的紧急情况下，
//还能得到输出功能的支持。 缓冲区的目的，就是减少刷屏的次数

// 程序拼接A和B到C
int main (int argc, char** argv)
{
  if (argc != 2) // 需要一个参数 -f 或 -p
  {
    std::cerr << "please specify command line arg '-f' or '-p'" << std::endl;
    exit(0);
  }
	// 用于拼接不同点云的点的变量
  pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> cloud_a, cloud_b, cloud_c; //创建点云（不是指针），存储点坐标xyz
	// 用于拼接不同点云的域（点和法向量）的变量
  pcl::PointCloud<pcl::Normal> n_cloud_b; //创建点云，储存法向量
  pcl::PointCloud<pcl::PointNormal> p_n_cloud_c; //创建点云，储存点坐标和法向量

  //填充点云数据
  cloud_a.width  = 5; //设置宽度
  cloud_a.height = cloud_b.height = n_cloud_b.height = 1; //设置高度
  cloud_a.points.resize (cloud_a.width * cloud_a.height); //变形，无序
  if (strcmp(argv[1], "-p") == 0) //根据输入参数，设置点云
  {
    cloud_b.width  = 3; //cloud_b用于拼接不同点云的点
    cloud_b.points.resize (cloud_b.width * cloud_b.height);
  }
  else{
    n_cloud_b.width = 5; //n_cloud_b用于拼接不同点云的域
    n_cloud_b.points.resize (n_cloud_b.width * n_cloud_b.height);
  }
  for (size_t i = 0; i < cloud_a.points.size (); ++i) //设置cloud_a中点的坐标（随机数）
  {
    cloud_a.points[i].x = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
    cloud_a.points[i].y = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
    cloud_a.points[i].z = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
  }
  if (strcmp(argv[1], "-p") == 0)
    for (size_t i = 0; i < cloud_b.points.size (); ++i) //设置cloud_b中点的坐标（随机数）
    {
      cloud_b.points[i].x = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
      cloud_b.points[i].y = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
      cloud_b.points[i].z = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
    }
  else // -f
    for (size_t i = 0; i < n_cloud_b.points.size (); ++i) //设置n_cloud_b中点的坐标（随机数）
    {
      n_cloud_b.points[i].normal[0] = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
      n_cloud_b.points[i].normal[1] = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
      n_cloud_b.points[i].normal[2] = 1024 * rand () / (RAND_MAX + 1.0f);
    }

	// 打印拼接用的数据 A和B
  std::cerr << "Cloud A: " << std::endl;
  for (size_t i = 0; i < cloud_a.points.size (); ++i) //打印cloud_a的点坐标信息
    std::cerr << "    " << cloud_a.points[i].x << " " << cloud_a.points[i].y << " " << cloud_a.points[i].z << std::endl;

  std::cerr << "Cloud B: " << std::endl; //打印Cloud B
  if (strcmp(argv[1], "-p") == 0) //若输入参数是-p，打印cloud_b；
    for (size_t i = 0; i < cloud_b.points.size (); ++i)
      std::cerr << "    " << cloud_b.points[i].x << " " << cloud_b.points[i].y << " " << cloud_b.points[i].z << std::endl;
  else //若-f，打印n_cloud_b
    for (size_t i = 0; i < n_cloud_b.points.size (); ++i)
      std::cerr << "    " << n_cloud_b.points[i].normal[0] << " " << n_cloud_b.points[i].normal[1] << " " << n_cloud_b.points[i].normal[2] << std::endl;

  //复制点云中的点
  if (strcmp(argv[1], "-p") == 0)
  {
    cloud_c  = cloud_a;
    cloud_c += cloud_b; // cloud_a + cloud_b 意思是cloud_c包含了a和b中的点，c的点数 = a的点数+b的点数
    std::cerr << "Cloud C: " << std::endl; 打印Cloud C
    for (size_t i = 0; i < cloud_c.points.size (); ++i) //打印Cloud C
      std::cerr << "    " << cloud_c.points[i].x << " " << cloud_c.points[i].y << " " << cloud_c.points[i].z << " " << std::endl;
  }
  else //若输入参数是-f
  {
    pcl::concatenateFields (cloud_a, n_cloud_b, p_n_cloud_c); //拼接（点）cloud_a和（法向量）n_cloud_b到p_n_cloud_c
    std::cerr << "Cloud C: " << std::endl;
    for (size_t i = 0; i < p_n_cloud_c.points.size (); ++i) //打印Cloud C
      std::cerr << "    " <<
        p_n_cloud_c.points[i].x << " " << p_n_cloud_c.points[i].y << " " << p_n_cloud_c.points[i].z << " " <<
        p_n_cloud_c.points[i].normal[0] << " " << p_n_cloud_c.points[i].normal[1] << " " << p_n_cloud_c.points[i].normal[2] << std::endl;
  }

  return (0);
}

• 重新生成项目。
• 到改项目的Debug目录下，按住Shift，同时点击鼠标右键，在当前窗口打开CMD窗口。
• 在CMD窗口中，输入命令concatenate_clouds.exe -p，执行拼接不同点云的点。结果如下图所示。
  
• 在CMD窗口中，输入命令concatenate_clouds.exe -f，执行拼接不同点云的域（比如点和法向量）。结果如下图所示。
  

参考

• Concatenate the points of two Point Clouds