PCD文件格式详解及在PCL下读取PCD文件

一、PCD简介

1.1 PCD版本

在点云库PCL 1.0发布之前，PCD文件格式就已经发展更新了许多版本。这些新旧不同的版本用PCD_Vx来编号(例如PCD_V5、PCD_V6和PCD_V7等)，分别代表PCD文件的0.5版、0.6版和0.7版。在PCL中，用到的PCD文件格式的正式发布是0.7版，即PCD_V7。

1.2 头文件格式

PCD文由 “头文件 + 点云数据” 构成，头文件声明了该点云数据集的基本特性。下面以PCD_V7版本的PCD文件为例，对头文件进行介绍。打开经典的兔子模型(用记事本就能打开)，头文件及部分点云数据如下所示：

# .PCD v0.7 - Point Cloud Data file format
VERSION 0.7
FIELDS x y z
SIZE 4 4 4
TYPE F F F
COUNT 1 1 1
WIDTH 35947
HEIGHT 1
VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0
POINTS 35947
DATA ascii
-1.10698 3.272394 -0.447241
-1.80195 3.367094 -0.704211
-4.12496 5.602794 2.824819

1.2.1 VERSION

指定PCD文件的版本，由0.7可知该点云数据集是0.7版本的。

VERSION 0.7 //PCD版本号为0.7版

1.2.2 FIELDS

指定本点云数据集中任意一个点可以有的维度信息和其他附加信息。如：FIELDS x y z  指每个点都有xyz三个维度信息，FIELDS x y z rgb 指每个点除了xyz维度信息外还有颜色信息等。

FIELDS x y z  //该数据集中包含每一个点的xyz纬度信息

1.2.3 SIZE

储存每个维度信息占用的字节数(byte)。1指用char型数据存储维度信息，2指用short型数据存储维度信息，4指用int或float型数据存储维度信息，8指用double型数据存储维度信息。

SIZE 4 4 4  //x y z每个维度均占用4个字节

1.2.4 TYPE

用字符指定每一个维度的数据类型。I表示有符号类型：int8(char),int16(short),int32(int);U表示无符号类型：uint8(unsigned char),uint 16(unsigned short),uint32(unsigned int);F表示浮点型float和double。

TYPE F F F  //x y z每个维度的均为4字节的浮点型，即为float

1.2.5 COUNT

每个维度包含的元素个数。

COUNT 1 1 1  //x y z每个维度均包含1个元素

1.2.6 WIDTH

点云数据集可分为有序数据集和无序数据集两种。有序数据集类似矩阵，有行列之分，无序数据集则无行列之分。根据数据集是否有序，WIDTH由不同的含义。

对有序数据集而言：表示数据集的宽度(每行点的数目)；

对于无序数据集而言：表示数据集中点的总数(和下面的POINTS一样)。

1.2.7 HEIGHT

对有序数据集而言：表示数据集的高度(行数)；

对于无序数据集而言：被设置为1，用于声明一个数据集是否有序。

//该数据集为无序数据集，共有35947个点
WIDTH 35947
HEIGHT 1  

1.2.8 VIEWPOINTS

数据集中点云的获取视点。视点信息被指定为“平移(txtytz) + 四元数(qwqxqyqz)”,默认值是：VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0

VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0  //数据集的获取视点

1.2.9 POINTS

点云中点的总数，从0.7版本就开始显得有点多余，可能会在后续版本中舍去这个参数。

POINTS 35947  //该数据集中共有35947个点

1.2.10 DATA

指定存储点云数据的数据存储格式：ASCLL码或二进制数据。

DATA ascii //该数据集用ASCLL码存储数据

1.3 点云数据

以ASCLL码存储的点云数据，每一个点占据一行，“nan”表示不存在或非法的数据。

-1.10698 3.272394 -0.447241
-1.80195 3.367094 -0.704211
-4.12496 5.602794 2.824819
......

二、PCD文件在PCL下的读取

#include <iostream>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_types.h>

int main()
{
	pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);//创建点云指针
	if(pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZ>("rabbit.pcd", *cloud )== -1)//读入PCD格式文件，如果文件不存在，返回-1
	{
	PCL_ERROR("Couldn't read file rabbit.pcd\n");
	return -1;
	}

	std::cout << "Loaded"
		<< cloud->points.size()
		<< "data points from rabbit.pcd with the following fields: "
		<< std::endl;

	//for (size_t i = 0; i < cloud->points.size(); i++) 显示所有的点
	//显示前5个点
	for (size_t i = 0; i < 5; i++)
	{
		std::cout << "  " << cloud->points[i].x << "  " << cloud->points[i].y << "  " << cloud->points[i].z << std::endl;
	}

	system("pause");
	return 0;
}