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【点云surface】凹包重构

news 来源：原创 2025/5/13 5:38:55

1 处理过程可视化

2 处理过程分析：

原始点云 ---> 直通滤波 --> pcl::SACSegmentation分割出平面 -->pcl::ProjectInliers投影 --> pcl::ConcaveHull凹包重构

2.1 有一个步骤可以被替换

pcl::ProjectInliers这步骤是将直通滤波过滤得到的结果，全部投影到pcl::SACSegmentation分割到的平面上。这一步可以用pcl::ExtractIndices代替，其直接提取属于平面的点云。替换后不影响后面的凹包重构结果

2.2 凹包与凸包的区别

凹包是最小外接，凸包是最大外接，详情可以看下面这篇博客

PCL计算ConvexHull凸包、ConcaveHull凹包_pcl::concavehull_com1098247427的博客-CSDN博客

3 凹包参数探究

该算法中有许多参数可设置：

setAlpha(double alpha)：设置凹凸包计算的精细程度。alpha参数控制了计算凹凸包时使用的半径大小。较小的alpha值会产生更精细的凹凸包，而较大的alpha值会产生更粗糙的凹凸包。

setDimension(int dim)：设置凹凸包计算的维度。dim参数指定了计算凹凸包的维度。默认值为3，表示计算三维凹凸包。如果输入点云是二维的，则可以将dim设置为2。

setKeepInformation(bool keep)：设置是否保留输入点云的信息。如果将keep参数设置为true，则计算的凹凸包点云将保留输入点云的法线和曲率信息。如果设置为false，则不保留这些信息。

setAlphaMultiplier(double multiplier)：设置alpha参数的乘数因子。multiplier参数用于调整alpha参数的值。默认值为1.0，表示使用alpha参数的原始值。

通常只需手动设置alpha参数，其控制了计算凹凸包时使用的半径大小。较小的alpha值会产生更精细的凹凸包，而较大的alpha值会产生更粗糙的凹凸包。

将alpha参数设置为0.01，得到：

4 代码

#include <pcl/ModelCoefficients.h>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_types.h>
#include <pcl/sample_consensus/method_types.h>
#include <pcl/sample_consensus/model_types.h>
#include <pcl/filters/passthrough.h>
#include <pcl/filters/project_inliers.h>
#include <pcl/segmentation/sac_segmentation.h>
#include <pcl/surface/concave_hull.h>
#include <pcl/visualization/cloud_viewer.h>

#include <pcl/surface/convex_hull.h>
#include <pcl/filters/extract_indices.h>

int main()
{
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>),
                                        cloud_filtered(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>),
                                        cloud_projected(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);

    pcl::PCDReader reader;
    reader.read("/home/lrj/work/pointCloudData/table_scene_mug_stereo_textured.pcd",*cloud);

    pcl::PassThrough<pcl::PointXYZ> pass;
    pass.setInputCloud(cloud);
    pass.setFilterFieldName("z");
    pass.setFilterLimits(0, 1.1);
    pass.filter(*cloud_filtered);
    std::cerr << "PointCloud after filtering has: "
              << cloud_filtered->size() << " data points.\n";

    pcl::ModelCoefficients::Ptr coefficients(new pcl::ModelCoefficients);
    pcl::PointIndices::Ptr inliers (new pcl::PointIndices);
    pcl::SACSegmentation<pcl::PointXYZ> seg;
    seg.setOptimizeCoefficients(true);
    seg.setModelType(pcl::SACMODEL_PLANE);
    seg.setMethodType(pcl::SAC_RANSAC);
    seg.setDistanceThreshold(0.01);
    seg.setInputCloud(cloud_filtered);
    seg.segment(*inliers, *coefficients);
    std::cerr << "PointCloud after segmentation has: "
              << inliers->indices.size() << " inliers.\n";

    // 将点云投影到拟合的平面上
//    pcl::ProjectInliers<pcl::PointXYZ> proj;
//    proj.setModelType(pcl::SACMODEL_PLANE);
//    proj.setInputCloud(cloud_filtered);
//    proj.setModelCoefficients(coefficients);
//    proj.filter(*cloud_projected);
//    std::cerr << "PointCloud after projection has: "
//              << cloud_projected->size() << " data points.\n" << std::endl;

    // 直接提取属于平面点云
    pcl::ExtractIndices<pcl::PointXYZ> extract;
    extract.setInputCloud(cloud_filtered);
    extract.setIndices(inliers);
    extract.setNegative(false);
    extract.filter(*cloud_projected);

    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud_hull (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
    pcl::ConcaveHull<pcl::PointXYZ> chull;
    chull.setInputCloud(cloud_projected);
    chull.setAlpha(0.1);
    chull.reconstruct(*cloud_hull);
    std::cerr << "Concave hull has: " << cloud_hull->size()
              << " data points.\n" << std::endl;


    pcl::visualization::CloudViewer vis("cloud visualization");
    vis.showCloud(cloud_hull);

    while(!vis.wasStopped())
    {

    }

}