使用两个手动选择的点对齐两个云

Question

我正在维护使用 PCL 的软件。我自己在 PCL 方面的经验并不多，我只尝试了一些示例并试图理解官方的 PCL-Ducumentation（不幸的是主要是稀疏的 doxygen 生成的文本）。我的印象是，只有 PCL 贡献者才能真正有效地使用库。

我必须在软件中修复的一个功能是对齐两个云。云是两个物体，应该堆叠在一起，中间有一层（实际任务是计算层的体积）。

我希望图片能很好地解释任务。从要堆叠的两侧（一个从上面，另一个从下面）扫描对象。在两个云上，用户手动选择两个点。然后，我希望 PCL 中应该有一个方法来对齐两个云，提供两个云和点的坐标。仅在 X-Y 平面中需要对齐。

很遗憾，我不知道应该为此使用哪个函数，部分原因是 IHMO 的 PCL 文档非常简陋，部分原因是缺乏经验。

我绝望的想法是使用 P1 作为两者的原点来堆叠云，然后使用 P11、P21 和 P12、P22 之间的计算角度手动旋转第二个云。这行得通，但由于这个任务在我看来很常见，我希望 PCL 能够为此提供专用功能。

您能否指出一个合适的 API 函数、code-sn-p、示例、类似项目或有助于理解 PCL API 和用法的好书？

非常感谢！

Answer 1

我认为这个问题不需要PCL。形成正确的线性方程并求解它很简单。

如果您想使用 PCL 而不必过多担心数学问题（不过，如果上述内容对您来说是个谜，那么学习一些计算几何会非常有用），这是我的建议。

大多数 PCL 操作都适用于 3D 点云。我从您的问题中了解到，您只有 2D 点云，或者您不关心 3 维。在这种情况下，如果我是你，我会将这些点表示为 3D 点云并将 z 维度设置为零。

您只需要两个具有 3 个点的点云，因为这就是您向变换估计算法提供的点数。云中的前 2 个点将是用户选择的点。第三个将是您选择的任何点，您知道在两个云中都是相同的。您需要第三个，否则如果它是正在计算的一般变换，则变换仍然不明确。但是，您可以计算这样一个点，因为您已经知道 2 个点，并且您知道所有点都在一个公共平面上（因为您通过丢失 z 值来投影它们）。只是不要选择它与其他两点共线。比如两点中间，垂直方向2cm（保证走的方向正确）。

然后您可以使用estimateRigidTransformation 函数来查找变换。 http://docs.pointclouds.org/1.7.0/classpcl_1_1registration_1_1_transformation_estimation_s_v_d.html

此函数也适用于过度确定的问题（它是 PCL 中 ICP 算法的主力），但只要您有足够的点来确定变换它应该可以工作。