第一周:读取XML深度数据并将其重建为三维点云
本周主要任务:学习PCL点云库,掌握利用PCL对点云处理的方法
任务时间:2014年9月1日-2014年9月7日
任务完成情况:完成了读取单幅xml深度数据,并重建三维点云并显示
任务涉及基本方法:
1.xml文件读取
http://www.cnblogs.com/xzd1575/p/3958172.html
2.OpenCV矩阵运算
http://www.cnblogs.com/xzd1575/p/3959120.html
http://www.cnblogs.com/xzd1575/p/3959113.html
3.PCL点云基本数据类型
http://www.cnblogs.com/xzd1575/p/3958192.html
http://www.cnblogs.com/xzd1575/p/3959181.html
4.CMake的基本使用方法
http://www.cnblogs.com/xzd1575/p/3959223.html
程序如下:(包含xml2pcd.cpp 和 CMakeLists.txt)
1.xml2pcd.cpp
- //xml2pcd.cpp
- //函数:main()
- //功能:从.xml文件导入一张深度图像数据,利用数据重建三维点云,并保存到.pcd文件中
- //输入:导入文件名,输出文件名 例:可执行文件根目录下,命令行输入 xml2pcd depth1.xml.
- //创建时间:2014/09/03
- //最近更新时间:2014/09/07
- //创建者:肖泽东
- #include <iostream>
- #include <iomanip>
- #include <pcl/io/pcd_io.h>
- #include <pcl/io/io.h>
- #include <pcl/point_types.h>
- #include <pcl/visualization/cloud_viewer.h>
- #include <pcl/console/parse.h>
- #include <opencv2/opencv.hpp>
- #include <string>
- #include <stdexcept>
- static const int depthWidth = ;
- static const int depthHeight = ;
- void showHelp(char* program_name)
- {
- std::cout << std::endl;
- std::cout << "Usage: " << program_name << " depth_filename.xml " << std::endl;
- std::cout << "-h: Show this help." << std::endl;
- }
- int main (int argc, char** argv)
- {
- // 显示帮助文档
- if(pcl::console::find_switch (argc,argv,"-h") || pcl::console::find_switch(argc,argv,"--help"))
- {
- showHelp(argv[]);
- return ;
- }
- //从程序输入参量中获取深度文件名|xml 文件
- std::vector<int> filenames;
- bool file_is_xml = false;
- filenames = pcl::console::parse_file_extension_argument(argc,argv,".xml");
- if (filenames.size() != )
- {
- showHelp(argv[]);
- return -;
- }
- else
- {
- file_is_xml = true;
- }
- //定义相关变量
- pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud_ptr (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
- pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>& cloud = *cloud_ptr; //点云
- cv::FileStorage fs; //OpenCV 读XML文件流
- cv::Mat DepthData; //深度数据矩阵
- std::string filename = argv[filenames[]];
- // 待读取.XML文件名
- //读取深度数据并显示深度图
- fs.open(filename,cv::FileStorage::READ); //打开指定.xml文件
- if(!fs.isOpened())
- {
- std::cerr << "Error: cannot open .xml file";
- return -;
- }
- fs["Depth_Data"] >> DepthData; //深度数据从文件导入至变量
- fs.release(); //释放xml文件
- //使用内参数矩阵进行摄像机坐标下的重建
- //设置内参数矩阵,并对其求逆
- float fc[] ={366.4484,356.6881}; //内参数 焦距参数
- //float fc[2] = {0};
- float cc[] ={265.3251,208.0765}; //内参数 图像中心参数
- //float cc[2] = {0};
- float K[][] = {fc[], , cc[], , fc[], cc[], , , }; //摄像机内参数矩阵K
- cv::Mat mK = cv::Mat(,,CV_32FC1,K); //内参数K Mat类型变量
- cv::Mat mInvK(,,CV_32FC1);
- //将K数组值赋给Mat变量mK,并打印显示内参数矩阵
- //std::cout << "The intrinsic parameter matrix is :" << std::endl;
- //std::cout << mK << std::endl;
- //内参数矩阵mK求逆,并打印显示其逆矩阵
- try //异常处理 针对K为奇异矩阵不可逆的情况
- {
- if (invert(mK,mInvK,cv::DECOMP_LU)) //矩阵求逆,如果矩阵为奇异矩阵,条件不成立
- {
- //std::cout << mInvK << std::endl;//打印显示矩阵数据
- }
- else //K为奇异矩阵
- {
- throw std::invalid_argument("Error:Intrinsic parameter K is singular.");
- //抛出异常“K为奇异矩阵”
- }
- }
- catch(std::invalid_argument& e) //获取异常情况
- {
- std::cerr << e.what() << std::endl; //打印异常提醒
- return -;
- }
- //初始化点云数据PCD文件头
- cloud.width = depthHeight * depthWidth;
- cloud.height = ;
- cloud.is_dense = false;
- cloud.points.resize (cloud.width * cloud.height);
- //使用深度数据,重建三维点云
- int row = , col = , pointId = ;
- for (row = ;row < depthHeight;row++)// row == y 遍历深度矩阵所有行
- {
- unsigned short* data = DepthData.ptr<unsigned short>(row);
- for(col = ;col < depthWidth;col++)// col == x 遍历深度矩阵所有列
- {
- if(*data> && *data<) //取0.5m-1.5m范围深度数据
- {
- pointId ++;
- // [X,Y,Z]' = depth[x,y] * inv_K * [x,y,1]
- cloud.points[pointId].x = *data * (col * mInvK.at<float>(,) +
- row * mInvK.at<float>(,) + mInvK.at<float>(,)); //X
- cloud.points[pointId].y = *data * (col * mInvK.at<float>(,) +
- row * mInvK.at<float>(,) + mInvK.at<float>(,)); //Y
- cloud.points[pointId].z = *data; //Z
- *data++ = (unsigned int)((*data - 500.0) * 255.0 / 1000.0) << ; //左移八位,data类型是16位,2^16 对应 256
- }
- else // 其他范围数据无操作
- {
- *data++ = ; //只显示对应区域的深度图
- }
- }
- }
- //显示深度图
- cv::imshow(filename,DepthData);//显示截取深度数据
- cv::waitKey(); //等待50ms 用于等待显示完毕,防止显示图像不响应
- //重新给pcd文件头赋值
- cloud.width = pointId; //unorgnized 数据,列宽即为点云个数,行数为1
- cloud.points.resize(cloud.width * cloud.height); //点云数据个数
- //显示重建得到的点云数据
- pcl::visualization::CloudViewer viewer(filename);
- viewer.showCloud(cloud_ptr);
- //保存点云数据
- pcl::io::savePCDFileASCII (filename+".pcd", cloud);
- std::cerr << "Saved " << cloud.points.size () << " data points to test_pcd.pcd." << std::endl;
- //保持程序运行
- std::cout << std::endl << "Choose Depth Image Window and press ‘q’ to exit" << std::endl;
- while(!viewer.wasStopped())
- {
- if(cv::waitKey() == 'q')
- return();
- }
- return ();
- }
2.CMakeLists.txt
- cmake_minimum_required(VERSION 2.6 FATAL_ERROR)
- project(Reseach_Project1)
- find_package(PCL 1.3 REQUIRED)
- find_package(OpenCV REQUIRED)
- include_directories(${PCL_INCLUDE_DIRS})
- link_directories(${PCL_LIBRARY_DIRS})
- add_definitions(${PCL_DEFINITIONS})
- add_executable(xml2pcd xml2pcd.cpp)
- target_link_libraries(xml2pcd ${PCL_LIBRARIES} ${OpenCV_LIBS})
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