PCL：自定义点类型（合并PCL已有字段 | 添加新的字段）

Posted 2022-02-03 没事就要敲代码

文章目录

• • 1 为什么要自定义点云类型
  • 2 自定义点云类型的方法
  • • 2.1 合并已有的字段（以PointXYZRGBI为例）
    • 2.2 添加新的字段（以GpsTime为例）
  • 3 自定义点类型调用PCL模板类

1 为什么要自定义点云类型

PCL 附带了各种预定义的点类型，从 XYZ 数据到更复杂的 n 维直方图表示，如 PFH（点特征直方图）。为了涵盖我们可以想到的所有可能的情况，PCL定义了大量的点类型。有关完整列表，请参阅point_types.hpp。

但是，在某些情况下，用户希望定义新类型，来满足自身的需求。

比如，PCL提供了Point XYZI和PointXYZRGB，却没有提供同时包含坐标、颜色和强度的点类型；又比如，PCL没有提供有包含GPSTime的点类型。

这里，给出PCL自定义点类型的方法，可以根据实际需要，合并PCL已有的点类型（将PointXYZI 与 PointXYZRGB 合并为 PointXYZRGBI ），或者自定义新的字段（GPSTime）作为新的点类型（PointXYZRGBIGpsTime）

2 自定义点云类型的方法

2.1 合并已有的字段（以PointXYZRGBI为例）

描述：以合并XYZ，RGB，Intensity为例，定义新的点类型 PointXYZRGBI

代码：

#include <pcl/io/pcd_io.h>

//-------------------------- 自定义点云类型 --------------------------
struct PointXYZRGBIGpsTime

	PCL_ADD_POINT4D;	//添加XYZ，此时相当于 PointXYZ
	PCL_ADD_RGB;		//添加RGB，此时相当于 PointXYZRGB
	PCL_ADD_INTENSITY;	//添加Intensity，此时相当于 PointXYZRGBI

	EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW		//确保new操作符对齐操作

EIGEN_ALIGN16;//强制SSE内存对齐

//注册点类型宏(要包含所有添加的字段，否则无法正常使用未注册的字段)
POINT_CLOUD_REGISTER_POINT_STRUCT(PointXYZRGBIGpsTime,
									(float, x, x)
									(float, y, y)
									(float, z, z)
									(uint8_t, b, b)
									(uint8_t, g, g)
									(uint8_t, r, r)
									(float, rgb, rgb)
									(float, intensity, intensity)
)
//========================== 自定义点云类型 ==========================

using namespace std;

typedef PointXYZRGBIGpsTime PointT;

//测试函数
void test_XYZRGBI()

	pcl::PointCloud<PointT>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<PointT>);
	cloud->width = 1000;
	cloud->height = 1;
	cloud->is_dense = true;
	cloud->points.resize(cloud->width*cloud->height);
	for (size_t i = 0; i < cloud->points.size(); i++)
	
		///XYZ
		cloud->points[i].x = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		cloud->points[i].y = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		cloud->points[i].z = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		///RGB
		cloud->points[i].r = (uint8_t)(i * 255 / cloud->points.size());
		cloud->points[i].g = (uint8_t)((cloud->points.size() - i) * 255 / cloud->points.size());
		cloud->points[i].b = (uint8_t)(i * 255 / cloud->points.size());
		///Intensity
		cloud->points[i].intensity = i;
	
	pcl::io::savePCDFileBinary("PointXYZRGBI.pcd", *cloud);


int main()

	test_XYZRGBI();

	return 0;

结果展示：

图1 点云展示

图2 PointXYZRGBI.pcd 文件头

注意：

• 可以给合并的字段赋值，并且能够成功显示赋值后的点云，说明自定义点类型成功！
• 可根据实际需要，合并任意PCL中已有的任意字段，构造出新的点类型。
• 注册点类型宏时，要包含所有添加的字段，否则无法正常使用未注册的字段。

2.2 添加新的字段（以GpsTime为例）

描述：合并XYZ和RGB，并定义新的字段 GpsTime

代码：

#include <pcl/io/pcd_io.h>

//-------------------------- 自定义点云类型 --------------------------
struct PointXYZRGBGpsTime

	PCL_ADD_POINT4D;	//添加XYZ，此时相当于 PointXYZ
	PCL_ADD_RGB;		//添加RGB，此时相当于 PointXYZRGB
	
	double GpsTime;		//添加新的字段

	EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW		//确保new操作符对齐操作

EIGEN_ALIGN16;//强制SSE内存对齐

//注册点类型宏(要包含所有添加的字段，否则无法正常使用未注册的字段)
POINT_CLOUD_REGISTER_POINT_STRUCT(PointXYZRGBGpsTime,
									(float, x, x)
									(float, y, y)
									(float, z, z)
									(uint8_t, b, b)
									(uint8_t, g, g)
									(uint8_t, r, r)
									(float, rgb, rgb)
									(double, GpsTime, GpsTime)
)
//========================== 自定义点云类型 ==========================

using namespace std;

typedef PointXYZRGBGpsTime PointT;

//测试函数
void test_XYZRGBGpsTime()

	pcl::PointCloud<PointT>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<PointT>);
	cloud->width = 1000;
	cloud->height = 1;
	cloud->is_dense = true;
	cloud->points.resize(cloud->width*cloud->height);
	for (size_t i = 0; i < cloud->points.size(); i++)
	
		///XYZ
		cloud->points[i].x = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		cloud->points[i].y = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		cloud->points[i].z = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		///RGB
		cloud->points[i].r = (uint8_t)(i * 255 / cloud->points.size());
		cloud->points[i].g = (uint8_t)((cloud->points.size() - i) * 255 / cloud->points.size());
		cloud->points[i].b = (uint8_t)(i * 255 / cloud->points.size());
		///GpsTime
		cloud->points[i].GpsTime = i * 1.0;
	
	pcl::io::savePCDFileBinary("PointXYZRGBGpsTime.pcd", *cloud);


int main()

	test_XYZRGBGpsTime();

	return 0;

结果展示：

图1 点云展示

图2 PointXYZRGBGpsTime.pcd 文件头

注意：

• 可以给新的字段赋值，并且能够成功显示赋值后的点云，说明自定义点类型成功！
• 可根据实际需要，定义任意字段，构造出新的点类型。
• 注册点类型宏时，要包含所有添加的字段，否则无法正常使用未注册的字段。

3 自定义点类型调用PCL模板类

从 PCL-1.7 开始，如果希望新的点类型和PCL提供的点类型那样，能够使用 PCL 中特定的模板类或者模板函数，需要先定义PCL_NO_PRECOMPILE，然后再包含任何 PCL 头文件以包含模板化算法。需要在所有头文件之前添加以下代码：

#define PCL_NO_PRECOMPILE

描述：以新的点类型调用PCL的体素下采样模板类为例。

代码：

#define PCL_NO_PRECOMPILE		//如果想使用PCL提供的模板类，比如体素下采样，需要添加此行代码。若不添加，生成代码时回报错。
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include<pcl/io/pcd_io.h>
#include<pcl/filters/voxel_grid.h>

//-------------------------- 自定义点云类型 --------------------------
struct PointXYZRGBGpsTime

	PCL_ADD_POINT4D;	//添加XYZ，此时相当于 PointXYZ
	PCL_ADD_RGB;		//添加RGB，此时相当于 PointXYZRGB
	
	double GpsTime;		//添加新的字段

	EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW		//确保new操作符对齐操作

EIGEN_ALIGN16;//强制SSE内存对齐

//注册点类型宏(要包含所有添加的字段，否则无法正常使用未注册的字段)
POINT_CLOUD_REGISTER_POINT_STRUCT(PointXYZRGBGpsTime,
									(float, x, x)
									(float, y, y)
									(float, z, z)
									(uint8_t, b, b)
									(uint8_t, g, g)
									(uint8_t, r, r)
									(float, rgb, rgb)
									(double, GpsTime, GpsTime)
)
//========================== 自定义点云类型 ==========================

using namespace std;

typedef PointXYZRGBGpsTime PointT;

void test_XYZRGBGpsTime_sub()

	//----------------------------- 点云填充 -----------------------------
	pcl::PointCloud<PointT>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<PointT>);
	cloud->width = 1000;
	cloud->height = 1;
	cloud->is_dense = true;
	cloud->points.resize(cloud->width*cloud->height);
	for (size_t i = 0; i < cloud->points.size(); i++)
	
		///XYZ
		cloud->points[i].x = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		cloud->points[i].y = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		cloud->points[i].z = 1024 * rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
		///RGB
		cloud->points[i].r = (uint8_t)(i * 255 / cloud->points.size());
		cloud->points[i].g = (uint8_t)((cloud->points.size() - i) * 255 / cloud->points.size());
		cloud->points[i].b = (uint8_t)(i * 255 / cloud->points.size());
		///GpsTime
		cloud->points[i].GpsTime = i * 1.0;
	
	pcl::io::savePCDFileBinary("PointXYZRGBGpsTime.pcd", *cloud);
	//============================= 点云填充 ==============================

	//---------------------------- 体素下采样 -----------------------------
	pcl::VoxelGrid<PointT>vg;
	vg.setInputCloud(cloud);
	vg.setLeafSize(100, 100, 100);
	pcl::PointCloud<PointT>::Ptr cloud_sub(new pcl::PointCloud<PointT>);
	vg.filter(*cloud_sub);

	pcl::io::savePCDFileBinary("PointXYZRGBGpsTime_sub.pcd", *cloud_sub);
	//============================ 体素下采样 =============================


int main()

	test_XYZRGBGpsTime_sub();

	return 0;

结果展示：

---

参考链接：https://pcl.readthedocs.io/projects/tutorials/en/master/adding_custom_ptype.html#adding-custom-ptype