PCL 点云位姿变换（Transforms）

PCL专栏目录及须知-优快云博客

1.原理

矩阵变换

2.使用场景

需点云变换的场景

3.注意事项

刚体变换只包括平移、旋转。变换后两点距离保持不变。

仿射变换包括平移、旋转、缩放、倾斜。变换后保持平直性、平行性。

Eigen::Isometry3d用于刚体变换（只包含平移旋转，不包含缩放），如果要加入缩放，那么在变换后再添加一个缩放的矩阵即可。

4.关键函数

（1）缩放【如果要缩放，那么先执行缩放】

Eigen::Isometry3d mat = Eigen::Isometry3d::Identity();
mat= Eigen::Scaling(0.5);

 （2）刚体变换（执行完缩放之后，再执行平移和旋转）

 // 平移
Eigen::Isometry3d mat = Eigen::Isometry3d::Identity();        // 单位矩阵
mat.translate(Eigen::Vector3d(1.0, 1.0, 1.0));                // 设置平移参数（X轴、Y轴、Z轴）【translate为左乘，pretranslate为右乘】
// 旋转【角度使用弧度制，旋转轴使用向量】【rotate为左乘，prerotate为右乘】
mat.rotate(Eigen::AngleAxisd(M_PI / 4, Eigen::Vector3d(1, 0, 0)));             // 设置旋转参数（旋转角度、旋转轴）【沿x轴旋转45°】

5.代码

#include <iostream>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/common/transforms.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>
#include <boost/thread/thread.hpp>

int main()
{
    /****************刚体变换********************/
    // 原始点云
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud_in(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
    pcl::io::loadPCDFile("D:/code/csdn/data/rabbit.pcd", *cloud_in);   // 加载原始点云数据
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud_out(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);   // 结果点云

    // 变换矩阵
    // 缩放【最好是第一步】
    Eigen::Isometry3d mat_scale = Eigen::Isometry3d::Identity();
    mat_scale = Eigen::Scaling(0.5);

    pcl::transformPointCloud(*cloud_in, *cloud_in, mat_scale.matrix());    // 缩放变换

    // 平移【缩放变换完之后再进行平移旋转】
    Eigen::Isometry3d mat = Eigen::Isometry3d::Identity();        // 单位矩阵
    mat.translate(Eigen::Vector3d(0.1, 0.1, 0.1));                // 设置平移参数（X轴、Y轴、Z轴）【translate为左乘，pretranslate为右乘】
    // 旋转【角度使用弧度制，旋转轴使用向量】【rotate为左乘，prerotate为右乘】
    mat.rotate(Eigen::AngleAxisd(M_PI / 4, Eigen::Vector3d(1, 0, 0)));             // 设置旋转参数（旋转角度、旋转轴）【沿x轴旋转45°】
    mat.rotate(Eigen::AngleAxisd(M_PI / 4, Eigen::Vector3d(0, 1, 0)));             // 设置旋转参数（旋转角度、旋转轴）【沿y轴旋转45°】
    mat.rotate(Eigen::AngleAxisd(M_PI / 4, Eigen::Vector3d(0, 0, 1)));             // 设置旋转参数（旋转角度、旋转轴）【沿z轴旋转45°】

    // 平移旋转变换
    pcl::transformPointCloud(*cloud_in, *cloud_out, mat.matrix());    // 刚体变换
    pcl::io::savePCDFileBinary("D:/code/csdn/data/rabbit_1.pcd", *cloud_out);    // 保存点云
}

6.结果展示

左侧为变换前，右侧为变换后