如果不使用PCL库,该怎么写

时间: 2024-02-07 22:02:35 浏览: 27
如果不使用PCL库,我们需要手动实现点云读取和最近邻搜索的功能。下面是一个不使用PCL库的点云配准程序的C++实现,同样采用了ICP算法: ```cpp #include <iostream> #include <fstream> #include <cmath> #include <Eigen/Core> #include <Eigen/Dense> using namespace std; using namespace Eigen; const int MAX_ITERATIONS = 50; const double THRESHOLD = 1e-8; struct Point3D { double x, y, z; }; // 读取点云文件 void readPointCloud(const char* filename, vector<Point3D>& pointCloud) { ifstream fin(filename); if(!fin) { cerr << "Failed to open file: " << filename << endl; return; } pointCloud.clear(); while(!fin.eof()) { Point3D point; fin >> point.x >> point.y >> point.z; if(!fin.eof()) { pointCloud.push_back(point); } } fin.close(); } // 计算最近邻点 void nearestNeighborSearch(const vector<Point3D>& sourceCloud, const vector<Point3D>& targetCloud, vector<int>& indices, vector<double>& sqrDistances) { int n = sourceCloud.size(); indices.resize(n); sqrDistances.resize(n); for(int i=0; i<n; ++i) { double minDist = numeric_limits<double>::max(); int minIndex = -1; for(int j=0; j<targetCloud.size(); ++j) { double sqrDist = pow(sourceCloud[i].x - targetCloud[j].x, 2) + pow(sourceCloud[i].y - targetCloud[j].y, 2) + pow(sourceCloud[i].z - targetCloud[j].z, 2); if(sqrDist < minDist) { minDist = sqrDist; minIndex = j; } } indices[i] = minIndex; sqrDistances[i] = minDist; } } // 点云配准函数 void pointCloudRegistration(const vector<Point3D>& sourceCloud, const vector<Point3D>& targetCloud, Matrix4d& transform) { int n = sourceCloud.size(); MatrixXd sourceMat(3, n), targetMat(3, n); for(int i=0; i<n; ++i) { sourceMat(0, i) = sourceCloud[i].x; sourceMat(1, i) = sourceCloud[i].y; sourceMat(2, i) = sourceCloud[i].z; targetMat(0, i) = targetCloud[i].x; targetMat(1, i) = targetCloud[i].y; targetMat(2, i) = targetCloud[i].z; } // 初始化变换矩阵 transform = Matrix4d::Identity(); for(int iter=0; iter<MAX_ITERATIONS; ++iter) { // 计算最近邻点 MatrixXd sourceMatTransformed = transform * sourceMat; vector<int> indices(n); vector<double> sqrDistances(n); nearestNeighborSearch(sourceCloud, targetCloud, indices, sqrDistances); // 计算变换矩阵 MatrixXd A(3, 3); VectorXd b(3); A.setZero(); b.setZero(); double mse = 0.0; for(int i=0; i<n; ++i) { if(sqrDistances[i] < THRESHOLD) { Vector3d sourcePoint(sourceMat(0, i), sourceMat(1, i), sourceMat(2, i)); Vector3d targetPoint(targetMat(0, indices[i]), targetMat(1, indices[i]), targetMat(2, indices[i])); mse += (sourcePoint - targetPoint).squaredNorm(); A += sourcePoint * targetPoint.transpose(); b += targetPoint; } } if(mse/n < THRESHOLD) { break; } Vector3d t = A.colPivHouseholderQr().solve(b); Matrix4d T = Matrix4d::Identity(); T.block<3, 1>(0, 3) = t; transform = T * transform; } } int main(int argc, char** argv) { if(argc < 3) { cerr << "Usage: " << argv[0] << " source.ply target.ply" << endl; return -1; } vector<Point3D> sourceCloud, targetCloud; readPointCloud(argv[1], sourceCloud); readPointCloud(argv[2], targetCloud); Matrix4d transform; pointCloudRegistration(sourceCloud, targetCloud, transform); cout << "Transform Matrix:" << endl << transform << endl; return 0; } ``` 这个程序手动实现了读取点云文件和最近邻搜索的功能,其余部分与使用PCL库的点云配准程序实现相同。需要注意的是,手动实现最近邻搜索会比使用PCL库的实现慢很多,如果需要处理的点云较大,应该使用PCL库。

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