PCL点云曲面重建--重采样

本文介绍使用PCL库中的重采样算法处理点云数据,解决重建曲面时的平滑问题和拼接重影。通过最小二乘平滑处理,消除由多个扫描配准后产生的“双墙”重影,实现完整模型的重建。

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测量较小的对象时产生一些误差,直接重建会使曲面不光滑或者有漏洞,为了建立完整的模型需要对表面进行平滑处理和漏洞修复.可通过数据重建来解决这一问题,重采样算法通过对周围数据点进行高阶多项式插值来重建表面缺少的部分.

由多个扫描配准后得到的数据直接拿来重建可能产生 "双墙"等重影,即拼接的区域出现重叠的两个曲面,重采样算法可以对此问题进行处理.

pcl库文件中 resampling.cpp代码文件如下:

复制代码

 1 #include <pcl/point_types.h>
 2 #include <pcl/io/pcd_io.h>
 3 #include <pcl/kdtree/kdtree_flann.h>
 4 #include <pcl/surface/mls.h>   //最小二乘平滑处理类定义
 5 
 6 int
 7 main (int argc, char** argv)
 8 {
 9   // Load input file into a PointCloud<T> with an appropriate type
10   pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> ());
11   // Load bun0.pcd -- should be available with the PCL archive in test 
12   pcl::io::loadPCDFile("davi.pcd", *cloud);
13 
14   // Create a KD-Tree
15   pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>::Ptr tree (new pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>);
16 
17   // Output has the PointNormal type in order to store the normals calculated by MLS
18   pcl::PointCloud<pcl::PointNormal> mls_points;
19 
20   // Init object (second point type is for the normals, even if unused)
21   pcl::MovingLeastSquares<pcl::PointXYZ, pcl::PointNormal> mls;
22   // 设置在最小二乘计算中需要进行法线估计,不需要可跳过
23   mls.setComputeNormals (true);
24 
25   // Set parameters
26   mls.setInputCloud (cloud);
27   mls.setPolynomialFit (true);  //多项式拟合提高精度,可false 加快速度,或选择其他来控制平滑过程
28   mls.setSearchMethod (tree);
29   mls.setSearchRadius (3);
30 
31   // Reconstruct
32   mls.process (mls_points);
33 
34   // Save output
35   pcl::io::savePCDFile ("davi-mls.pcd", mls_points);
36 }

复制代码

 如果法线与处理后原始数据必须在相同PointCloud 对象中,需将这两个字段连接起来形成新的点云.

下图左为原始图,通过20张不同角度的点云拼接而成,左边呈现重影,右图为处理结果图,重影消除.

转:https://www.cnblogs.com/longyp/articles/7435547.html

### 使用PCL库中的MovingLeastSquares方法进行点云重采样 #### 实现过程 为了利用`pcl::MovingLeastSquares`类执行点云重采样操作,需先创建该类的一个实例并设置必要的参数。此过程中涉及的关键步骤包括指定输入数据集、定义搜索半径以及配置输出属性。 ```cpp #include <pcl/io/pcd_io.h> #include <pcl/point_types.h> #include <pcl/filters/radius_outlier_removal.h> #include <pcl/features/normal_3d.h> #include <pcl/surface/mls.h> int main(int argc, char** argv){ // 载原始点云文件 pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>); if (pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZ>("input.pcd", *cloud) == -1) { PCL_ERROR("Couldn't read file input.pcd \n"); return (-1); } // 创建目标容器用于存储处理后的点云 pcl::PointCloud<pcl::PointNormal> mls_points; // 初始化MLS对象 pcl::MovingLeastSquares<pcl::PointXYZ, pcl::PointNormal> mls; // 设置输入点云 mls.setInputCloud(cloud); // 定义树结构速最近邻查询 mls.setSearchMethod(pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>::Ptr(new pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>())); // 设定搜索半径,在这个范围内寻找近邻点来计算多项式拟合 mls.setSearchRadius(0.03); // 启用投影模式,即通过移动最小二乘法重新定位每个点的位置 mls.setComputeNormals(true); // 执行滤波和平滑化 mls.process(mls_points); // 将结果保存到新的PCD文件中 pcl::io::savePCDFileASCII ("mls_output.pcd", mls_points); } ``` 上述代码展示了如何载一个`.pcd`格式的点云集作为输入,并应用移动最小二乘算法对其进行平滑和重采样[^2]。值得注意的是,这里设置了`setSearchRadius()`函数以控制局部区域内的点数影响程度;而启用正常量计算(`setComputeNormals()`)则有助于改善最终模型的质量。 #### 参数调整的影响 不同的参数设定会对最终的结果产生显著差异。例如增大或减小搜索半径会改变参与每一点附近拟合的样本数量,从而影响表面细节保留度与噪声去除效率之间的平衡。此外,开启或关闭法线估计也会影响生成网格的质量和速度[^1]。 #### 类间关系说明 在PCL框架下,`pcl::MovingLeastSquares`继承自抽象基类`pcl::CloudSurfaceProcessing`,这意味着它实现了特定于曲面重建的功能接口。同时,此类还依赖其他组件如`pcl::search::KdTree`来进行高效的邻居查找操作[^3]。
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