pctransform

对三维点云进行变换

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语法

ptCloudOut = pctransform(ptCloudIn,tform)

ptCloudOut = pctransform(ptCloudIn,D)

说明

ptCloudOut = pctransform(ptCloudIn,tform) 对点云 ptCloudIn 应用指定的三维仿射变换 tform。该变换可以是刚变换、相似变换或仿射变换。

示例

ptCloudOut = pctransform(ptCloudIn,D) 将位移场 D 应用到点云上。使用位移场对点云进行变换，即针对点云中的每个点定义平移量。

示例

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使用刚体变换旋转三维点云

打开实时脚本

读取点云数据。

ptCloud = pcread('teapot.ply');

绘制点云图。

figure
pcshow(ptCloud)
xlabel('X')
ylabel('Y')
zlabel('Z')

Figure contains an axes object. The axes object with xlabel X, ylabel Y contains an object of type scatter.

创建一个沿 z 轴旋转 45 度的变换对象。

rotationAngles = [0 0 45];
translation = [0 0 0];
tform = rigidtform3d(rotationAngles,translation);

对点云进行变换。

ptCloudOut = pctransform(ptCloud,tform);

绘制变换后的点云图。

figure
pcshow(ptCloudOut)
xlabel('X')
ylabel('Y')
zlabel('Z')

Figure contains an axes object. The axes object with xlabel X, ylabel Y contains an object of type scatter.

三维点云的刚性与非刚性变换

打开实时脚本

本示例对一个三维点云应用了刚性变换（旋转）和非刚性变换（剪切）。

将点云读入工作区。

ptCloud = pcread('teapot.ply');

绘制原始的三维点云。

figure1 = figure;
axes1 = axes(Parent=figure1);
pcshow(ptCloud,Parent=axes1,AxesVisibility='on'); 
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title('3-D Point Cloud',FontSize=14)

Figure contains an axes object. The axes object with title 3-D Point Cloud, xlabel X, ylabel Y contains an object of type scatter.

三维点云的旋转

创建一个刚体变换对象，该对象定义了沿 z 轴的 45 度旋转。

rotationAngles = [0 0 45];
translation = [0 0 0];
tform = rigidtform3d(rotationAngles,translation);

对点云进行变换。

ptCloudOut1 = pctransform(ptCloud,tform);

绘制旋转后的点云图。

figure2 = figure;
axes2 = axes(Parent=figure2);
pcshow(ptCloudOut1,Parent=axes2,AxesVisibility='on');
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title({'Rotation of 3-D Point Cloud'},FontSize=14)

Figure contains an axes object. The axes object with title Rotation of 3-D Point Cloud, xlabel X, ylabel Y contains an object of type scatter.

三维点云的剪切

创建一个仿射变换对象，该对象定义了沿 x 轴的剪切变换。

A = [1 0.75 0.75 0; ...
     0   1    0  0; ...
     0   0    1  0; ...
     0   0    0  1];
tform = affinetform3d(A);

对点云进行变换。

ptCloudOut2 = pctransform(ptCloud,tform);

绘制变换后的点云图。

figure3 = figure;
axes3 = axes(Parent=figure3);
pcshow(ptCloudOut2,Parent=axes3,AxesVisibility='on');
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title({'Shearing of 3-D Point Cloud'},FontSize=14)

Figure contains an axes object. The axes object with title Shearing of 3-D Point Cloud, xlabel X, ylabel Y contains an object of type scatter.

利用位移场进行点云变换

打开实时脚本

将点云读入工作区。

ptCloud = pcread('teapot.ply');

创建一个与点云尺寸相同的位移字段 D。

D = zeros(size(ptCloud.Location));

将前半部分数据点沿 x 轴的位移字段值设置为 7。

pthalf = ptCloud.Count/2;
D(1:pthalf,1) = 7;

使用 pointCloud 方法 findNeighborsInRadius 提取感兴趣区域 (ROI) 内各点的索引。将 ROI 内各点沿 x、y 和 z 轴的位移字段值分别设置为 4、4 和-2。

indices = findNeighborsInRadius(ptCloud,[0 0 3.1],1.5);
D(indices,1:2) = 4;
D(indices,3) = -2;

使用位移字段对点云进行变换。

ptCloudOut = pctransform(ptCloud,D);

显示原始点云和变换后的点云。

figure
pcshow(ptCloud)
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title('Original 3-D Point Cloud')

Figure contains an axes object. The axes object with title Original 3-D Point Cloud, xlabel X, ylabel Y contains an object of type scatter.

figure
pcshow(ptCloudOut)
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title('Transformed 3-D Point Cloud Using Displacement Field')

Figure contains an axes object. The axes object with title Transformed 3-D Point Cloud Using Displacement Field, xlabel X, ylabel Y contains an object of type scatter.

输入参数

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`ptCloudIn` — 点云
`pointCloud` 对象

点云，指定为 pointCloud 对象。

`tform` — 三维几何变换
`rigidtform3d` 对象 | `simtform3d` 对象 | `affinetform3d` 对象

三维几何变换，指定为 rigidtform3d、simtform3d 或 affinetform3d 目标。有关如何设置仿射三维 tform 输入的详细信息，请参阅Specify Transformation Matrix。

`D` — 位移场
M×3 矩阵 | M×N×3 数组

位移字段，指定为 M×3 或一个 M×N×3 数组。位移场是一组位移向量，用于指定点云中每个点的平移幅值和方向。位移场的尺寸必须与 pointCloud 对象的 Location 属性的尺寸相同。

数据类型: single | double

输出参量

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`ptCloudOut` — 变换后的点云
`pointCloud` 对象

经过变换的点云，以 pointCloud 对象的形式返回。该变换适用于点的坐标及其法向量。

扩展功能

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C/C++ 代码生成
使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

用法说明和限制：

由于 GPU 和 CPU 在架构和实现上的差异，在计算法线向量时，相邻点的选择可能会有所不同。因此，MATLAB^® 仿真结果与代码生成的输出之间可能会出现数值不一致的情况。

版本历史记录

在 R2015a 中推出

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R2022b: 支持新几何变换对象

从 R2022b 开始，大多数 Computer Vision Toolbox™ 函数都使用前乘约定来创建和执行几何变换。因此，您现在可以将 tform 指定为 rigidtform3d、simtform3d 或 affinetform3d 对象，这些对象采用预乘约定。

虽然您仍然可以将 tform 指定为 rigid3d 对象或 affine3d 对象，但不建议使用这些对象，因为它们采用后乘约定。通过切换到新的前乘几何变换对象，可以简化几何变换工作流。有关详细信息，请参阅Migrate Geometric Transformations to Premultiply Convention。

另请参阅

pctransform

语法

说明

示例

使用刚体变换旋转三维点云

三维点云的刚性与非刚性变换

利用位移场进行点云变换

输入参数

ptCloudIn — 点云 pointCloud 对象

tform — 三维几何变换 rigidtform3d 对象 | simtform3d 对象 | affinetform3d 对象

D — 位移场 M×3 矩阵 | M×N×3 数组

输出参量

ptCloudOut — 变换后的点云 pointCloud 对象

扩展功能

C/C++ 代码生成 使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

GPU 代码生成 使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

版本历史记录

R2022b: 支持新几何变换对象

另请参阅

对象

函数

主题

`ptCloudIn` — 点云
`pointCloud` 对象

`tform` — 三维几何变换
`rigidtform3d` 对象 | `simtform3d` 对象 | `affinetform3d` 对象

`D` — 位移场
M×3 矩阵 | M×N×3 数组

`ptCloudOut` — 变换后的点云
`pointCloud` 对象

C/C++ 代码生成
使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。