python利用八叉树划分三维点云代码

时间: 2023-10-21 14:19:23 浏览: 62
以下是Python使用八叉树划分三维点云的示例代码: ```python import numpy as np class OctreeNode: def __init__(self, center, radius): self.center = center self.radius = radius self.points = [] self.children = [] def insert(self, point): if len(self.children) > 0: index = self.get_child_index(point) if index != -1: self.children[index].insert(point) return self.points.append(point) if len(self.points) > 8: self.subdivide() def subdivide(self): radius = self.radius / 2 for i in range(8): x = self.center[0] + radius * (-1)**(i%2) y = self.center[1] + radius * (-1)**(i//2%2) z = self.center[2] + radius * (-1)**(i//4) child_center = np.array([x, y, z]) child_node = OctreeNode(child_center, radius) for point in self.points: child_node.insert(point) self.children.append(child_node) self.points = [] def get_child_index(self, point): for i, child in enumerate(self.children): if child.contains(point): return i return -1 def contains(self, point): return np.linalg.norm(point - self.center) <= self.radius def get_points_in_sphere(self, center, radius): points = [] if not self.intersects_sphere(center, radius): return points for point in self.points: if np.linalg.norm(point - center) <= radius: points.append(point) for child in self.children: points.extend(child.get_points_in_sphere(center, radius)) return points def intersects_sphere(self, center, radius): return np.linalg.norm(center - self.center) <= self.radius + radius class Octree: def __init__(self, points, center, radius): self.root = OctreeNode(center, radius) for point in points: self.root.insert(point) def get_points_in_sphere(self, center, radius): return self.root.get_points_in_sphere(center, radius) # 示例使用 points = np.random.rand(1000, 3) * 10 - 5 octree = Octree(points, np.array([0, 0, 0]), 5) points_in_sphere = octree.get_points_in_sphere(np.array([1, 2, 3]), 2) print(len(points_in_sphere)) ``` 在此示例中,我们首先定义了一个`OctreeNode`类表示八叉树节点,其中`center`和`radius`属性表示节点的中心和半径。`points`属性是节点包含的点列表,而`children`属性则是子节点列表。`insert`方法将一个点插入节点,如果节点包含子节点,则将点插入适当的子节点中。如果节点包含的点数超过8,则将节点细分为8个子节点。`subdivide`方法创建8个子节点,并将原来节点包含的点分散到子节点中。`get_child_index`方法根据点的位置返回子节点的索引。`contains`方法检查节点是否包含给定的点。`get_points_in_sphere`方法返回在给定半径内的球体中的所有点的列表。`intersects_sphere`方法检查节点是否与球体相交。 `Octree`类使用`OctreeNode`类构建八叉树。在构造函数中,我们首先创建一个根节点,然后将所有点插入该节点。`get_points_in_sphere`方法使用根节点的`get_points_in_sphere`方法来查找在给定球体内的点。 在示例中,我们使用`numpy`生成1000个随机三维点,并使用它们创建一个八叉树。然后,我们使用`get_points_in_sphere`方法找到距离点`(1, 2, 3)`不超过2的所有点,并输出它们的数量。

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