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ROS 八叉树地图构建 - 给 octomap_server 增

ROS 八叉树地图构建 - 给 octomap_server 增

作者: 登龙zZ | 来源:发表于2020-08-11 23:50 被阅读0次

    为了在每帧点云中滤除噪声点,选择了半径滤波器,也用高斯滤波器测试过,但是没有半径效果好,这里记录下在 octomap_server 中增加半径滤波器的步骤,并在 launch 中配置滤波器参数。

    一、半径滤波器基本原理

    放一张汇报用的 PPT 截图:

    image

    原理很简单就是判断一个点云周围(半径 R)有没有足够多(K)的邻居点,如果没有就删除这个点,否则就保留。

    二、基本用法

    我一般学习技术喜欢到官网看最原始的教程:Removing outliers using a Conditional or RadiusOutlier removal,这个教程介绍了半径滤波器(我不清楚中文名到底叫什么滤波器)的基本用法:

    #include <pcl/point_types.h>
    #include <pcl/filters/radius_outlier_removal.h>
    
    // 输入待滤波的原始点云指针
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
    
    // 保存滤波后的点云指针
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud_filtered (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
    
    // 创建滤波器对象
    pcl::RadiusOutlierRemoval<pcl::PointXYZ> outrem;
    
    // 设置要滤波的点云
    outrem.setInputCloud(cloud);
    
    // 设置滤波半径
    outrem.setRadiusSearch(0.8);
    
    // 设置滤波最少近邻数
    outrem.setMinNeighborsInRadius (2);
    
    // 执行半径滤波
    outrem.filter (*cloud_filtered);
    

    如果第一次使用 PCL 的滤波器,可以把这个教程自己运行一遍,我之前运行过了,这次就不贴代码了,下面分享下我在实际项目中如果使用这个半径滤波器对我的 octomap_server 构建的八叉树地图进行滤波。

    三、给我的地图滤波

    3.1 定义半径滤波器参数

    半径滤波器有 2 个参数:滤波半径和半径内部邻居数,注意数据类型

    // 滤波半径
    double m_outrem_radius;
    
    // 半径内的邻居数
    int m_outrem_neighbors;
    

    在构造函数初始化列表中初始化:

    OctomapServer::OctomapServer(const ros::NodeHandle private_nh_, const ros::NodeHandle &nh_)
    : ...,
      m_outrem_radius(-std::numeric_limits<double>::max()),
      m_outrem_neighbors(-std::numeric_limits<int>::max()),
      ...
    

    从 launch 中读取启动参数:

    // add outrem filter
    m_nh_private.param("outrem_radius", m_outrem_radius, m_outrem_radius);
    m_nh_private.param("outrem_neighbors", m_outrem_neighbors, m_outrem_neighbors);
    

    3.2 执行半径滤波

    在 InsertPointCloudCallBack 函数的 PassThough 前执行半径滤波,即对每一帧点云在构建八叉树地图前进行滤波,主要是为了去掉单独的离群点:

    // 对一帧 pc 点云进行半径滤波
    pcl::RadiusOutlierRemoval<pcl::PointXYZRGB> outrem;
    
    // 这里需要传递指针,因为我的 pc 不是指针,所以这里做了 makeShared
    outrem.setInputCloud(pc.makeShared());
    
    // 设置滤波半径,这里设置为 1m
    outrem.setRadiusSearch(m_outrem_radius); 
    
    // 设置滤波近邻数,这里设置为 10 个
    outrem.setMinNeighborsInRadius (m_outrem_neighbors);
    
    // 执行滤波
    outrem.filter(pc);
    

    3.3 在 launch 中配置半径滤波器参数

    <param name = "outrem_radius" type = "double" value = "1.0">
    <param name = "outrem_neighbors" type = "int" value = "10">
    

    这样以后就可以从 launch 中直接配置滤波器的参数了,不用每次修改再重新编译,这样调试起来非常方便。

    3.4 滤波结果

    这是原始地图,15cm 分辨率,红框内部有很多单个的点:

    image

    这是滤波后的效果,滤波半径 1m,近邻点 10 个:

    image

    效果还是可以的,希望能对你有帮助,如果使用其他的滤波器,按照官方的教程来就行了,掌握学习方法才是最重要的:)

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