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5.4 实践:拼接点云

5.4 实践:拼接点云

作者: 陌上尘离 | 来源:发表于2018-04-21 15:31 被阅读0次

    一、安装PCL库

    sudo add-apt-repository ppa:v-launchpad-jochen-sprickerhof-de/pcl //加入源
    按enter建
    sudo apt-get update //更新,这一步可能报错,原因是国内源
    ————————————————————————————————
    使用国内源按教材命令容易报错,解决见:

    http://www.cnblogs.com/fudong071234/p/6359725.html

    编译安装见:

    http://www.linuxdiyf.com/linux/24123.html
    ————————————————————————————————

    ************************************分割线***************************************

    ——————————————————————————————
    教材给出指令:
    sudo add-apt-repository ppa:v-launchpad-jochen-sprickerhof-de/pcl

    sudo apt-get update

    sudo apt-get install libpcl-all

    ——————————————————————————————

    其中最后一条指令可能报错,执行下列指令:

    sudo add-apt-repository ppa:v-launchpad-jochen-sprickerhof-de/pcl

    sudo apt-get update

    sudo apt-get install libpcl1.7

    二、程序测试
    代码注释可以参考这个人的博客:
    http://www.mamicode.com/info-detail-2180344.html
    —————————————分割线—————————————
    1.预备知识

    首先是vector的用法:
    http://www.cnblogs.com/wang7/archive/2012/04/27/2474138.html
    ——————————————————————————————
    Eigen库中各种形式的表示如下:
    旋转矩阵(3X3):Eigen::Matrix3d
    旋转向量(3X1):Eigen::AngleAxisd
    四元数(4X1):Eigen::Quaterniond
    平移向量(3X1):Eigen::Vector3d
    变换矩阵(4X4):Eigen::Isometry3d
    ——————————————————————————————
    push_back 方法介绍:
    vector::void push_back (const value_type& val);
    vector::void push_back (value_type&& val);
    该函数将一个新的元素加到vector的最后面,位置为当前最后一个元素的下一个元素,新的元素的值是val的拷贝(或者是移动拷贝)
    ——————————————————————————————
    cv::imread( , )第二个参数含义:
    https://blog.csdn.net/z914022466/article/details/52709981
    ——————————————————————————————
    if(!a) //如果a=0,!a=1,继续操作
    ——————————————————————————————
    for(auto& x:y):

    //for循环中的每个迭代初始化一个新的引用
    for (auto &c : s)   
        c = toupper(c); 
    //相当于
    for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it)
    {
        auto &c = *it;
        c = toupper(c);
    }
    

    —————————————分割线—————————————
    2.代码及注释:

    #include <iostream>
    #include <fstream>
    using namespace std;
    #include <opencv2/core/core.hpp>
    #include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
    #include <Eigen/Geometry> 
    #include <boost/format.hpp>  // for formating strings
    #include <pcl/point_types.h> 
    #include <pcl/io/pcd_io.h> 
    #include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>
    
    int main( int argc, char** argv )
    {
    vector<cv::Mat> colorImgs, depthImgs;    // 彩色图和深度图
    vector<Eigen::Isometry3d, Eigen::aligned_allocator<Eigen::Isometry3d>> poses;         // 相机位姿
    
    ifstream fin("./pose.txt");
    //cout<<"fin="<<fin<<endl;
    if (!fin) //如果为真继续操作,fin未读到东西则继续操作
    {
        cerr<<"请在有pose.txt的目录下运行此程序"<<endl;
        return 1;
    }
    
    for ( int i=0; i<5; i++ )
    {
        boost::format fmt( "./%s/%d.%s" ); //图像文件格式不太懂
        colorImgs.push_back( cv::imread( (fmt%"color"%(i+1)%"png").str() ));
        depthImgs.push_back( cv::imread( (fmt%"depth"%(i+1)%"pgm").str(), -1 )); // 使用-1读取原始图像
        
        double data[7] = {0};
    //cout<<"data="<<data[7]<<endl;
        for ( auto& d:data )
            fin>>d;                      //fin给data[]
        Eigen::Quaterniond q( data[6], data[3], data[4], data[5] );
        Eigen::Isometry3d T(q);          //4*4
        T.pretranslate( Eigen::Vector3d( data[0], data[1], data[2] ));
        poses.push_back( T );
    //cout<<"pose="<<q<<endl;   //讲pose文件里的东西读入data数组中
    }
    
    // 计算点云并拼接
    // 相机内参 
    double cx = 325.5;
    double cy = 253.5;
    double fx = 518.0;
    double fy = 519.0;
    double depthScale = 1000.0;
    
    cout<<"正在将图像转换为点云..."<<endl;
    
    // 定义点云使用的格式:这里用的是XYZRGB
    typedef pcl::PointXYZRGB PointT; 
    typedef pcl::PointCloud<PointT> PointCloud;
    
    // 新建一个点云
    PointCloud::Ptr pointCloud( new PointCloud ); 
    for ( int i=0; i<5; i++ )
    {
        cout<<"转换图像中: "<<i+1<<endl; 
        cv::Mat color = colorImgs[i]; 
        cv::Mat depth = depthImgs[i];
        Eigen::Isometry3d T = poses[i];
        for ( int v=0; v<color.rows; v++ )
            for ( int u=0; u<color.cols; u++ )
            {
                unsigned int d = depth.ptr<unsigned short> ( v )[u]; // 深度值
                if ( d==0 ) continue; // 为0表示没有测量到
                Eigen::Vector3d point; 
                point[2] = double(d)/depthScale;    //为什么要除以depthscale
                point[0] = (u-cx)*point[2]/fx;
                point[1] = (v-cy)*point[2]/fy; 
                Eigen::Vector3d pointWorld = T*point;   //点在像素坐标系的坐标
                
                PointT p ;
                p.x = pointWorld[0];
                p.y = pointWorld[1];
                p.z = pointWorld[2];
                p.b = color.data[ v*color.step+u*color.channels() ];       
                p.g = color.data[ v*color.step+u*color.channels()+1 ];
                p.r = color.data[ v*color.step+u*color.channels()+2 ];
                pointCloud->points.push_back( p );
            }
    }
    
    pointCloud->is_dense = false;
    cout<<"点云共有"<<pointCloud->size()<<"个点."<<endl;
    pcl::io::savePCDFileBinary("map.pcd", *pointCloud );
    return 0;
    }
    

    ————————————————————————————————
    会生成地图文件map.pcd
    进入存储文件的目录后可以用如下指令读取:
    pcl_viewer map.pcd
    若需要安装软件,指令如下:
    sudo apt install pcl-tools

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