Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

  • 连续多帧显示点云,需要 点云文件 和 定位信息(IMU惯导信息),我这里是从bag包里面自己解析出来的定位信息,因为是自己写的节点,所以直接从代码里面跑出来的,不是ros官方定义的,所以没有用官方给出的方法
  • 总体思路:将每一帧点云和旋转矩阵进行 时间对齐 -----> 再进行空间对齐 ------> 统一对齐到一帧坐标系下可视化
    • 时间对齐:就是说我们哪一个时间下录制的pcd要和对应时间下旋转矩阵相乘(我这里没有用严格的时间插值,用的只是他们的差值小于0.01,我就认为是匹配的)
    • 空间对齐:1.看看静态物体(比如杆子)有没有对齐    2.看看地面有没有变厚
    • 每一帧pcd都是在自车坐标系下录制的所以要转到世界坐标系下,然后再转到某一帧的自车坐标系下,就可以看到物体在移动的拖影,但是静止的非物体不会移动
    • Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)

  • 时间对齐

    • 命令可见   rosbag解析
    • 用ros给出的命令直接解析bag包里面的点云数据,它是以时间戳命名的(unix时间戳),小数点后面有9位
    • Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)

    • 而我解析定位信息得到的如下图所示,第一列也是时间戳,小数点后面只有6位,后面的16列就是 自车转世界坐标系 的4×4的矩阵
    • Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)

    • 将两个时间做差小于0.01秒的,就认为匹配
    • 首先先将pcd的时间戳切出来
    • Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)
    • 再把定位信息的时间戳切出来
      • Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏) 
    • 进行差值判断并转到世界坐标系下

      Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)

     

    • 在转到某一帧的坐标系下

      Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)

    • 20帧在统一坐标系下进行可视化

      Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-410505.html

  • 总代码:

  • import os
    from os import listdir
    import open3d as o3d
    import numpy as np
    
    #获取pcd的名字
    p=[]
    def get_name_dict():
        name_dict = "./out_pcd"
        pcd_time = []
    
        for i,j,k in os.walk(name_dict):
            pcd_time = k
        for t in pcd_time:
            p.append(t.split(".pcd")[0])
    
        # pcds = listdir("./out_pcd")
        # pcd_name = []
        # for j,l in enumerate(pcds):
        #     pcd_path = os.path.join("./out_pcd",l)
        #     pcd_name.append(l)
        #     # print(l)
    
        return p
    #获取txt文件的每一行
    def get_time_txt():
        txtname = './vehicle2globle_mat.txt'
        txt_time = []
        with open(txtname,"r+",encoding="utf-8") as f:
            for line in f:
                a = line.split()
                txt_time.append(a)
        # print(txt_time[0][0],txt_time[1][0])
    
        return txt_time
    
    #pcd与旋转矩阵相乘
    def Trans(pcd, R):
        '''
        Input:
            pcd, (N, C)
            R, (4, 4)
        '''
        pcd_trans = pcd.copy()
        pcd_hm = np.pad(pcd[:, :3], ((0, 0), (0, 1)), 'constant', constant_values=1) #(N, 4)
        pcd_hm_trans = np.dot(R, pcd_hm.T).T
        pcd_trans[:, :3] = pcd_hm_trans[:, :3]
        return pcd_trans
    
    #将每一个
    def v_to_w():
        dd = []
        R = []
        tt = get_time_txt()
        for o in p:
            # print(o)
            for i  in  range(200):
                a= '%.6f'%float(tt[i][0])
                o=float(o)
                # print("a",a)
                # print("o",o)
                if -0.01 < o-float(a)  < 0.01 :
                    #dd是个列表,存放两个符合条件的txt时间戳,总是dd[0]小,而我也只要小的所以以下就有dd[0]使用
                    dd.append(float(a))
                    print("pcd",o)
                    print("txt",a)
    
                    if len(dd) == 2:
                        print(dd)
                        pcd_path= os.path.join("./out_pcd/",str(o)+'.pcd')
                        # print(pcd_path)
                        #循环txt中每一个元素,切出4*4矩阵
                        for r in range(len(tt)):
                            for t in range(len(tt[0])):
                                if float(tt[r][0]) == dd[0] and t > 0:
                                    #求得4*4旋转矩阵
                                    R.append(tt[r][t])
                                    if len(R) == 16:
                                        print("R",R)
                                        R = np.array(R).reshape(4,4)
                                        print("R.shape",R)
                                        #画图
                                        pcd = o3d.io.read_point_cloud(pcd_path)
                                        pcd_xyz = np.asarray(pcd.points)
                                        valid_mask = ~np.isnan(pcd_xyz.sum(axis=1))
                                        pcd_xyz = pcd_xyz[valid_mask]
                                        R = R.astype(np.float32)
                                        print(R)
                                        pcd_xyz_world = Trans(pcd_xyz, R)
                                        pcd_xyz_world_point = o3d.geometry.PointCloud()
                                        pcd_xyz_world_point.points = o3d.utility.Vector3dVector(pcd_xyz_world)
                                        o = str(o)
                                        # o3d.io.write_point_cloud("./out_pcd_w/"+o+".pcd",pcd_xyz_world_point,write_ascii=True,compressed=False,print_progress=True)
                                        R = R.tolist()
                                        R = R * 0
                        dd.clear()
                else:
                    pass
    
    
    def w_to_R0():
        pcd_dict = os.listdir("./out_pcd_w")
        for i in pcd_dict:
            print(i)
            pcd = o3d.io.read_point_cloud("./out_pcd_w/"+i)
            pcd_xyz = np.asarray(pcd.points)
            valid_mask = ~np.isnan(pcd_xyz.sum(axis=1))
            pcd_xyz = pcd_xyz[valid_mask]
            R0 = np.array([[-0.815266 ,0.578755 ,0.019607 ,656827.306071 ],
                  [-0.578086 ,-0.815380 ,0.031173 ,2967527.172453],
                  [0.034029 ,0.014080 ,0.999322 ,59.210000 ],
                  [0.000000 ,0.000000,0.000000 ,1.000000]])
            R0 = np.linalg.inv(R0)
            pcd_R0 =Trans(pcd_xyz,R0)
            pcd_w_R0 = o3d.geometry.PointCloud()
            pcd_w_R0.points = o3d.utility.Vector3dVector(pcd_R0)
            o3d.io.write_point_cloud("./w_to_R0/" + i, pcd_w_R0, write_ascii=False, compressed=False,
                                     print_progress=False)
    
    def vis_RO():
        pcds = []
        pcds_p = []
        pcd_20 = o3d.geometry.PointCloud()
        files = os.listdir("./w_to_R0")
        for f in files:
            pcd_path = os.path.join("./w_to_R0/" + f)
            pcds_p.append(pcd_path)
            pcd = o3d.io.read_point_cloud(pcd_path)
            # 降采样
            pcd_dow = pcd.voxel_down_sample(voxel_size=0.2)
            pcds.append(pcd_dow)
    
        for i in range(len(pcds_p)):
            if i == 0:
                pcd0 = o3d.io.read_point_cloud(pcds_p[0])
                o3d.io.write_point_cloud("pcd_20_20.pcd",pcd0)
            else:
                pcd1 = o3d.io.read_point_cloud("pcd_20_20.pcd")
                pcd2 = pcd1 + o3d.io.read_point_cloud(pcds_p[i])
                o3d.io.write_point_cloud("pcd_20_20.pcd",pcd2)
                o3d.visualization.draw_geometries([pcd2], window_name="拼接20个点云",
                                                  width=1024, height=768,
                                                  left=50, top=50,
                                                  mesh_show_back_face=False)
    
    
    
    
    
        # # ---------------将两个点云进行拼接------------------
        # pcd0 = o3d.io.read_point_cloud(pcds_p[0])
        # pcd1 = o3d.io.read_point_cloud(pcds_p[1])
        # pcd_combined = o3d.geometry.PointCloud()
        # pcd_20 = pcd0 + pcd1
        # # 保存点云
        # o3d.io.write_point_cloud("pcd_20.pcd", pcd_combined)
        # for i in range(2, 16):
        #     print(i)
        #
        #     pcd_2 = o3d.io.read_point_cloud("pcd_20.pcd")
        #     pcd1 = o3d.io.read_point_cloud(pcds_p[i])
        #
        #     pcd_combined = pcd_2 + pcd1
        #     o3d.io.write_point_cloud("pcd_20.pcd", pcd_combined)
        # o3d.visualization.draw_geometries([pcd_combined], window_name="拼接20个点云",
        #                                   width=1024, height=768,
        #                                   left=50, top=50,
        #                                   mesh_show_back_face=False)
    
    
    
        # o3d.visualization.draw_geometries(pcd_20,
        #                                   window_name="点云旋转",
        #                                   point_show_normal=False,
        #                                   width=800,  # 窗口宽度
        #                                   height=600)
    
    
    
    
    if __name__ == '__main__':
        # print(get_time_txt())
        # get_time_txt()
        # get_name_dict()
        # v_to_w()
        # w_to_R0()
        vis_RO()
    

到了这里,关于Python: 用open3D库,连续多帧显示点云(查看localization pose的好坏)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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