MATLAB点云处理：为点云添加均匀分布的随机噪声

Posted 2021-08-27 没事就要敲代码

文章目录

• • 1 均匀分布
  • 2 rand()函数
  • 3 添加均匀分布的随机噪声

1 均匀分布

在概率论和统计学中，均匀分布也叫矩形分布，它是对称概率分布，在相同长度间隔的分布概率是等可能的。 均匀分布由两个参数a和b定义，它们是数轴上的最小值和最大值，通常缩写为 $U(a,b)$ 。

当 $a=0,b=1$ 时，所得分布 $U(0,1)$ 称为标准均匀分布。

本文接下来就是要为点云添加 概率密度函数服从均匀分布的随机噪声。

2 rand()函数

rand – 均匀分布的随机数

语法：

6 种重载函数

X = rand
X = rand(n)
X = rand(sz1,...,szN)
X = rand(sz)
X = rand(___,typename)
X = rand(___,'like',p)

其中，X = rand 返回一个在区间 (0,1) 内均匀分布的随机数。X = rand(m,n)函数返回由随机数（0~1之间）组成的 $m\times n$ 的矩阵。

如果想要生成 $a$ 到 $b$ 之间的随机数，则需要用到下面的代码

X = a + (b-a).* rand(m,n);

3 添加均匀分布的随机噪声

前提：

获取原始点云的 $xyz$ 坐标最小值 $a$ 和最大值 $b$，确定噪声点云范围（正方体）

代码：

clc;
clear;

% 加载点云
ptCloud = pcread('sphere.pcd');

% 可视化原始点云
figure;
pcshow(ptCloud);
title('原始点云');
xlabel('X(m)');
ylabel('Y(m)');
zlabel('Z(m)');
hold on;

% 添加均匀分布的随机噪声
a = -1;     % xyz坐标最小值
b = 1;      % xyz坐标最大值
noise = a + (b-a) .* rand(1000, 3);  % 1000个随机噪声点，坐标范围在(a,b)，为一正方体形状的噪声点云
ptCloud_U = pointCloud([ptCloud.Location; noise]);  % 原始点云添加随机噪声

% 可视化添加随机噪声的点云
figure
pcshow(ptCloud_U);
title('添加随机噪声后的点云');
xlabel('X(m)');
ylabel('Y(m)');
zlabel('Z(m)');
hold on;

% 保存添加噪声的点云
pcwrite(ptCloud_U,'sphere_U.pcd','Encoding','binary');			%保存为binary形式的PCD点云

结果展示：