PCL点云分割-区域生长法

区域生长法用于点云分割,通过曲率和法线判断相邻点是否属于同一簇。从低曲率表面开始,若点间曲率和法线差异小于阈值,则归为同一簇。当簇无法扩展时,选取新的低曲率表面继续分割,直至遍历所有点云。此外,颜色区域生长分割以颜色相似性和空间接近性作为依据,无点云规模限制。

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我概括的来说,就是从曲率小的面播种,从种子的位置出发,开始往四周搜索点,然后比对点于点之间的曲率和法线方向,如果差距小于阈值就视为同一个cluster。如果一个cluster无法再蔓延,在剩下的点云里再找曲率小的面播种,然后继续重复直到遍历完毕。

基于颜色的区域生长分割 :原理上和基于曲率,法线的分割方法是一致的。只不过比较目标换成了颜色,去掉了点云规模上限的限制。可以认为,同一个颜色且挨得近,是一类的可能性很大。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <pcl/point_types.h>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/search/search.h>
#include <pcl/search/kdtree.h>
#include <pcl/features/normal_3d.h>
#include <pcl/visualization/cloud_viewer.h>
#include <pcl/filters/passthrough.h>
#include <pcl/segmentation/region_growing.h>
 
int main (int argc, char** argv)
{
  pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
  if ( pcl::io::loadPCDFile <pcl::PointXYZ> ("region_growing_tutorial.pcd", *cloud) == -1)
  {
    s
### 使用PCL点云库实现基于区域生长法的图像分割 #### 安装与环境配置 为了使用PCL进行开发,在Windows 10环境下推荐采用Visual Studio 2019作为集成开发环境来编译和运行程序[^3]。 #### 实现方法概述 区域生长是一种常用的图像分割技术,其基本原理是从种子点出发,按照一定条件逐步向四周扩展直到满足停止准则为止。对于三维点云而言,该算法会依据点间的距离、颜色差异等因素决定哪些点应该被归入同一区域内。具体来说: - 首先设定初始参数如最小聚类大小、最大聚类数量以及搜索半径等; - 接下来定义适合当前应用场景的距离度量标准(例如欧氏距离),并据此构建k-d树结构以便于后续查找近邻节点; - 对每一个未标记过的点执行如下操作:如果它属于某个已知类别,则跳过;反之则创建新的簇并将此点加入其中; - 寻找新簇内所有成员各自的邻居,并判断这些邻居是否也应归属于本簇——这取决于两者间是否存在足够的相似性; - 当不再有符合条件的新点可以添加进来时结束循环,此时即完成了一次完整的区域增长过程。 #### Python代码实例 下面给出一段利用Python绑定版本的PCL实现上述流程的具体例子: ```python import pcl from pcl import PointCloud_PointXYZRGB, RegionGrowingRGB cloud = PointCloud_PointXYZRGB() # 假设已经加载好了名为'input.pcd'的文件 cloud.from_file('input.pcd') rg = cloud.make_region_growing_rgb() # 设置必要的参数值 rg.set_min_cluster_size(50) rg.set_max_cluster_size(1000) tree = cloud.make_kdtree_flann() rg.set_search_method(tree) clusters = rg.extract() for i, cluster in enumerate(clusters): print(f"Cluster {i} has size of {len(cluster)} points.") ``` 这段脚本展示了怎样读取外部PCD格式的数据集,初始化`RegionGrowingRGB`对象之后调整几个重要选项,最后调用`extract()`函数获取最终得到的所有独立片段的信息。
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