PCL点云库(2) - IO模块

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了PCL点云库(2) - IO模块。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。

目录

2.1 IO模块接口

2.2 PCD数据读写

(1) PCD数据解析

(2)PCD文件读写示例

2.3 PLY数据读写

(1)PLY数据解析

(2)PLY文件读写示例

2.4 OBJ数据读写

(1)OBJ数据解析

(2)OBJ文件读写示例

2.5 VTK数据读写

(1)VTK数据解析

(2)VTK文件读写示例

2.6 保存为PNG


2.1 IO模块接口

参考文章:PCL函数库摘要——IO模块_pcl/io_悠缘之空的博客-CSDN博客

(1)Class pcl::FileReader

类FileReader定义了PCD文件的读取接口,主要用做其他读取类的父类。

(2)Class pcl::FileWriter

类FileWriter 与 FileReader对应,是写人PCD文件的类接口定义,可以作为其它写入类的父类。

(3)Class pcl::Grabber

类Grabber为PCL1.X对应的设备驱动接口的基类定义。

(4)Class openni_wrapper::OpenNIDevice

类OpenNIDevice定义OpenNI设备的基类,继承该基类可以实现不同的OpenNI设备子类,用于获取包括红外数据、RGB数据、深度图像数据等。

(5)Class openni_wrapper::DeviceKinect

(6)Class openni_wrapper::DevicePrimesense

(7)Class openni_wrapper::DeviceXtionPro

以上3个类分别封装了Kinect,Primesense,XtionPro相关设备操作和数据获取操作实现,其详细接口参考其父类OpenNIDevice的关键函数说明。

(8)Class openni_wrapper::DeviceONI

封装了利用ONI文件回放虚拟类kinect设备的操作和数据获取操作实现,其详细接口参考其父类OpenNIDevice的关键函数说明。

(9)Class openni_wrapper::OpenNIDriver

类OpenNIDriver采用单例模式实现对底层驱动的封装,里面包含一xn::Context对象,提供给所有设备使用。该类提供了枚举和访问所有设备的方法实现。

(10)Class openni_wrapper::OpenNIException

类OpenNIException封装一般的异常处理实现。

(11)Class openni_wrapper::Image

类Image是简单的图像数据封装基类。

(12)Class openni_wrapper::ImageBayerGRBG

(13)Class openni_wrapper::ImageRGB24

(14)Class openni_wrapper::ImageYUV422 Class Reference

以上3个类分别实现了对原始数据 BayerGRBG ,RGB24、YUV422到图像转化接口,详细参考其父类关键函数说明。

(15)Class pcl::OpenNIGrabber

类OpenNIGrabber 实现对OpenNI设备(例如Primesense PSDK,MicrosoftKinect,Asus XTion Pro/Live)数据的采集接口,详细参考其父类Grabber 关键函数说明。

(16)Class pcl::PCDReader

(17)Class pcl::PLYReader

以上两个类分别是PCD、PLY文件格式读入接口的实现,详细参考其父类pcl: :FileReader。

(18)Class pcl::PLYWriter

(19)Class pcl::PCDWriter

以上两个类分别是PCD、PLY文件格式写出接口的实现,详细参考其父类pcl: :FileWriter。

(20)Class pcl::io::IOException

类pcl::io::IOException 是I/O相关的异常处理接口实现,详细参考其父类PCLEx-ception。

(21)I/O模块其他关键成员

2.2 PCD数据读写

(1) PCD数据解析

# .PCD v0.7 - Point Cloud Data file format
VERSION 0.7
FIELDS x y z _
SIZE 4 4 4 1
TYPE F F F U
COUNT 1 1 1 4
WIDTH 112099
HEIGHT 1
VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0
POINTS 112099
DATA binary
  • VERSION 0.7:指定pcd文件的版本。
  • FIELDS:指定每个点可以具有的维度,以及每个维度所代表的含义。例如:FIELDS x y z r g b表示该点的位置信息(x,y,z),颜色信息(r,g,b)。
  • SIZE:以字节为单位指定每个数据所占用的内存。
  • TYPE:指定每个数据的数据类型。其中无效的点的通常存储为NAN类型。

            I:可表示int8,int16,int32。
            U:可表示uint8,unit16,uint32。
            F:表示float(上图所用的为浮点类型)。

  • COUNT:指定每个维度有多少元素。例如xyz数据通常只有一个元素。
  • WIDTH:指定数据点的宽度,它包含两个含义:(1)可指定点云总个数(与POINTS相同),用于无组织的数据。(2)可指定有组织点云数据的宽度(连续点的总数)。
  • HEIGTH: 指定数据点的高度,它包含两个含义:(1)可指定有组织的点云数据的高度(总行数)。(2)对未组织的数据,它被设置为1。
  • POINTS:指定点云总个数。
  • VIEWPOINT:采集数据时的视点(由平移tx,ty,tz和四元数qw,qx,qy,qz组成)。
  • DATA:点云数据存储的数据类型(支持ascii和binary)。如果以ASCII形式,每一点占据一个新行。

(2)PCD文件读写示例

cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
project(pcd)
 
find_package(PCL 1.10 REQUIRED)
 
include_directories(${PCL_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${PCL_LIBRARY_DIRS})
add_definitions(${PCL_DEFINITIONS})
 
add_executable(pcd pcd.cpp)
 
target_link_libraries (pcd ${PCL_LIBRARIES})
 
install(TARGETS pcd RUNTIME DESTINATION bin)
#include <iostream>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>

using namespace std;

int main()
{
    pcl::PCDReader reader;
    pcl::PCLPointCloud2 org;
    pcl::io::loadPCDFile("../pcdfile.pcd",org);

    for(auto &f : org.fields)
    cout << f.name;

    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> cloud;
    pcl::fromPCLPointCloud2<pcl::PointXYZ>(org,cloud);

    pcl::PCDWriter writer;
    pcl::io::savePCDFileBinaryCompressed("../savepcdfile.pcd",cloud);
    pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer);
    viewer->setWindowName("PCDFile");
    viewer->addPointCloud(cloud.makeShared());
    while (!viewer->wasStopped())
    {
        viewer->spinOnce(100);
    }
    return 0;
}

PCL点云库(2) - IO模块

2.3 PLY数据读写

(1)PLY数据解析

典型的PLY文件结构:

  • 头部
  • 顶点列表
  • 面片列表
  • 其他元素列表
ply
format ascii 1.0
element vertex 14806
property float x
property float y
property float z
property float nx
property float ny
property float nz
element face 0
property list uchar int vertex_indices
end_header
0.91441 -0.536438 0.822624 -0.0442205 -0.930906 0.362575
0.933494 -0.545228 0.820276 0.073409 -0.981856 0.174844
...

(2)PLY文件读写示例

cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
project(ply)
 
find_package(PCL 1.10 REQUIRED)
 
include_directories(${PCL_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${PCL_LIBRARY_DIRS})
add_definitions(${PCL_DEFINITIONS})
 
add_executable(ply ply.cpp)
 
target_link_libraries (ply ${PCL_LIBRARIES})
 
install(TARGETS ply RUNTIME DESTINATION bin)
#include <iostream>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/io/ply_io.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>

using namespace std;

int main()
{
    pcl::PCLPointCloud2 cloud;
    pcl::io::loadPLYFile("../ply.ply",cloud);

    pcl::PLYReader reader;
    pcl::PLYWriter writer;

    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> cloud1;
    pcl::fromPCLPointCloud2<pcl::PointXYZ>(cloud,cloud1);

    pcl::io::savePLYFile("saveply.ply",cloud,Eigen::Vector4f::Zero (),
                         Eigen::Quaternionf::Identity (),
                         true);

    pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer);
    viewer->setWindowName("PLYFile");
    pcl::visualization::PointCloudColorHandlerGenericField<pcl::PointXYZ> color(cloud1.makeShared(), "y");
    viewer->addPointCloud(cloud1.makeShared(),color);
    viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE,2);

    while(!viewer->wasStopped())
        viewer->spinOnce(100);

    return 0;
}

PCL点云库(2) - IO模块

2.4 OBJ数据读写

(1)OBJ数据解析

mtllib cube.mtl
g default
v -0.500000 -0.500000 0.500000
v 0.500000 -0.500000 0.500000
v -0.500000 0.500000 0.500000
v 0.500000 0.500000 0.500000
v -0.500000 0.500000 -0.500000
v 0.500000 0.500000 -0.500000
v -0.500000 -0.500000 -0.500000
v 0.500000 -0.500000 -0.500000
vt 0.001992 0.001992
vt 0.998008 0.001992
vt 0.001992 0.998008
vt 0.998008 0.998008
...

mtllib:代表材质库,通常指向到某个mtl文件

  • v(vertices):几何形状的顶点,因为物体是由面构成的,而面是由线构成的,线由点构成的,所以无论是何形状,都必须要有几何顶点;一些应用支持顶点颜色,通过在x y z后面跟上red, green, blue值来表示。颜色值的范围为0到1.0。
  • vt(vertex texture):顶点纹理,代表当前顶点对应纹理图的哪个像素,通常是0-1,如果大于1,就相当于将纹理重新扩充然后取值,比如镜像填充、翻转填充之类的,然后根据纹理图的宽高去计算具体像素位置
  • vn(vertex normal):顶点法线,物理里面有说过眼睛看到物体是因为光线经过物体表面反射到眼睛,所以这个法线就是通过入射光线计算反射光线使用的法线。
  • f(face):大部分几何体都包括面,除非是像头发丝那一类模型只包含一根根头发的顶点,而且大部分模型的头发也用的面片的方法渲染的。

        其他参考:obj格式解析_obj格式详解_风翼冰舟的博客-CSDN博客

(2)OBJ文件读写示例

cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
project(obj)
 
find_package(PCL 1.10 REQUIRED)
 
include_directories(${PCL_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${PCL_LIBRARY_DIRS})
add_definitions(${PCL_DEFINITIONS})
 
add_executable(obj obj.cpp)
 
target_link_libraries (obj ${PCL_LIBRARIES})
 
install(TARGETS obj RUNTIME DESTINATION bin)
#include <iostream>

#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/io/obj_io.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>

using namespace std;

int main()
{
    pcl::PolygonMesh mesh;
    pcl::PCLPointCloud2 cloud;
    pcl::TextureMesh tmesh;

#if 0
    pcl::io::loadOBJFile("../obj.obj",cloud);
    pcl::io::loadOBJFile("../obj.obj",mesh);
    pcl::io::loadOBJFile("../obj.obj",tmesh);
#else
    pcl::OBJReader objreader;
    objreader.read("../obj.obj",cloud);
    objreader.read("../obj.obj",mesh);
    objreader.read("../obj.obj",tmesh);
#endif

    pcl::io::saveOBJFile("../saveobj.obj",mesh);

    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> cloudxyz;
    pcl::fromPCLPointCloud2<pcl::PointXYZ>(cloud,cloudxyz);

    pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer);
    viewer->setWindowName("OBJFile");

    pcl::visualization::PointCloudColorHandlerGenericField<pcl::PointXYZ> color(cloudxyz.makeShared(), "z");
    viewer->addPointCloud(cloudxyz.makeShared(),color);
    viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE,2);
    viewer->addPolygonMesh(mesh);

    while(!viewer->wasStopped())
        viewer->spinOnce(100);

    return 0;
}

PCL点云库(2) - IO模块

2.5 VTK数据读写

(1)VTK数据解析

# vtk DataFile Version 2.0
vtk output
ASCII
DATASET POLYDATA
POINTS 2312 float
0.263107 0 0.425176 0.33131 0 0.374478 0.389942 0 0.312962 
0.43731 0 0.242405 0.472045 0 0.164845 0.493143 0 0.0825238 
  • 第一行是说明vtk文件的version(这是legacy 版本,此外还有较新的xml版本)
  • 第二行是文件描述,随便写什么
  • 第三行是ASCII或者BINARY
  • 第四行是说明数据类型,有STRUCTURED_POINTS,STRUCTURED_GRID,RECTILINEAR_GRID,POLYDATA
  • 后面为数据,它分为三个部分:POINTS 点数据,CELSS 网格数据,CELL_TYPES网格类型
     

(2)VTK文件读写示例

cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
project(vtkfile)
 
find_package(PCL 1.10 REQUIRED)
find_package(VTK REQUIRED)

include(${VTK_USE_FILE})
link_directories(${VTK_LIBRARY_DIRS})
 
include_directories(${PCL_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${PCL_LIBRARY_DIRS})
add_definitions(${PCL_DEFINITIONS})

add_executable(vtkfile vtkfile.cpp)
 
target_link_libraries (vtkfile ${PCL_LIBRARIES} ${VTK_LIBRARIES})
target_link_libraries (vtkfile ${VTK_LIBRARIES})
 
install(TARGETS vtkfile RUNTIME DESTINATION bin)
#include <iostream>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/io/vtk_io.h>
#include <pcl/io/vtk_lib_io.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>
#include <pcl/io/obj_io.h>

using namespace std;

int main()
{
    pcl::PCLPointCloud2 cloud;
    pcl::PolygonMesh mesh,mesh1,mesh2;

#if 0
    pcl::io::loadPolygonFile("../vtk.vt",mesh);
#else
    pcl::io::loadPolygonFileVTK("../vtk.vtk",mesh);
    pcl::io::loadPolygonFileVTK("../vtk.vtk",mesh2);
#endif
    
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> cloudxyz;
    pcl::fromPCLPointCloud2<pcl::PointXYZ>(mesh.cloud,cloudxyz);

    pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer);
    viewer->setWindowName("VTKFile");

    pcl::visualization::PointCloudColorHandlerGenericField<pcl::PointXYZ> color(cloudxyz.makeShared(),"y");
    viewer->addPointCloud(cloudxyz.makeShared(),color);
    viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE,3);
    viewer->addPolygonMesh(mesh);

    while(!viewer->wasStopped())
        viewer->spinOnce(100);

    return 0;
}

PCL点云库(2) - IO模块

2.6 保存为PNG

#include <iostream>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/io/png_io.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>

using namespace std;

int main()
{

    pcl::PCDReader reader;
    pcl::PCLPointCloud2 org;

    pcl::io::loadPCDFile("../cow.pcd",org);

    for(auto &f : org.fields)
        cout << f.name << endl;

    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ> cloud;
    pcl::fromPCLPointCloud2<pcl::PointXYZ>(org,cloud);

    pcl::io::savePNGFile("../savepng.png",cloud,"rgb");
    pcl::visualization::PointCloudColorHandlerGenericField<pcl::PointXYZ> color(cloud.makeShared(), "z");
    pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer);
    viewer->setWindowName("savePNG");
    viewer->addPointCloud(cloud.makeShared(),color);
    viewer->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE,2);
    
    while(!viewer->wasStopped())
        viewer->spinOnce(100);

    return 0;
}}

PCL点云库(2) - IO模块

 PCL点云库(2) - IO模块文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-420997.html

到了这里,关于PCL点云库(2) - IO模块的文章就介绍完了。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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