pointCloud

用于存储三维点云的对象

说明

pointCloud 对象根据三维坐标系中的一组点生成点云数据。这些点通常代表表面或环境中样本的 x、y 和 z 几何坐标。每个点还可以通过附加信息（例如 RGB 颜色）来表示。点云数据以对象的形式存储，其属性如属性中所列。使用对象函数从点云数据中检索、选择和删除所需的点。

创建对象

语法

ptCloud = pointCloud(xyzPoints)

ptCloud = pointCloud(___,Name=Value)

描述

ptCloud = pointCloud(xyzPoints) 返回一个点云对象，其坐标由 xyzPoints 指定。

ptCloud = pointCloud(___,Name=Value) 除了上述语法外，还支持使用一个或多个名称-值参量来设置选项。例如，Color=[1 0 0] 将点云的颜色设置为红色。

示例

输入参量

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`xyzPoints` — 三维坐标点
M×3 点列表 | M×N×3 数组，用于组织点云

三维坐标点，指定为一个 M×3 的点列表，或一个用于表示有序点云的 M×N×3 的数组。这些三维坐标点指定了该点在三维坐标系中的 x、y 和 z 位置。有序点云的前两个维度对应于 RGBD 或激光雷达等传感器采集的扫描顺序。此参量设置 Location 属性。

数据类型: single | double

名称-值参数

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将可选参量对组指定为 Name1=Value1,...,NameN=ValueN，其中 Name 是参量名称，Value 是对应的值。名称-值参量必须出现在其他参量之后，但对各个参量对组的顺序没有要求。

如果使用的是 R2021a 之前的版本，请使用逗号分隔每个名称和值，并用引号将 Name 引起来。

示例: Color=[1 0 0] 将点云的颜色设置为红色。

`Color` — 点云颜色
`[ ]` (默认) | 颜色字符串 | 1×3 向量 | M×3 矩阵 | M×N×3 数组

点云颜色，指定为 RGB 值，可以是颜色字符串、1×3 向量，或者 M×3 或 M×N×3 数组。M× N 指定点云的维度。每个条目指定了点云数据中某一点的 RGB 颜色。因此，您可以为所有点指定相同的颜色，也可以为每个点指定不同的颜色。

对于 single 或 double 数据类型，Color 的 RGB 值必须指定在 [0, 1] 范围内。
对于 uint8 数据类型，Color 的 RGB 值必须指定在 [0, 255] 范围内。
对于 uint16 数据类型，Color 的 RGB 值必须指定在 [0, 65535] 范围内。
该函数将 Color 的值存储为 M×3 或 M×N×3 形式。如果将颜色指定为字符串或 1×3 的向量，该函数会将其转换为上述任一维度。

颜色	格式	示例
为所有点指定一种颜色	字符串标量或字符向量	`"r"` `"red"`
为所有点指定一种颜色	1×3 向量	`[255 0 0]`
为每个点指定一种颜色	M×3 矩阵，作为 RGB 值的列表	255 0 0 255 0 0 0 255 255
为每个点指定一种颜色	M×N×3 数组，用于表示一个结构化的点云，其中每个点都包含 RGB 值，其中 M×N 是该点云的维度。

数据类型: uint8 | uint16 | single | double

`Normal` — 曲面法线
`[ ]` (默认) | M×3 数组 | M×N×3 数组

表面法线，指定为一个 M×3 或 M×N×3 数组。使用此属性来指定点云中每个点的法向量。表面法线中的每一项都指定了法线向量的 x、y 和 z 组件。

坐标	曲面法线
M×3 数组	M×3 数组，其中每一行包含一个对应的法线向量。
M×N×3 数组	M×N×3 数组，其中包含每个点对应的 1×1×3 向量。

数据类型: single | double

`Intensity` — 灰度强度
`[ ]` (默认) | M×1 向量 | M×N 矩阵

每个点的灰度强度，指定为一个 M 行 1 列的向量或 M 行 N 列的矩阵。该函数将每个亮度值映射到当前色图中的一个颜色值。

坐标	强度
M×3 数组	M×1 向量，其中每一行包含一个对应的强度值。
M×N×3 数组	M×N 矩阵，其中包含每个点的强度值。

数据类型: single | double | uint8 | uint16

输出参量

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`ptCloud` — 点云
`pointCloud` 对象

点云，以 pointCloud 对象的形式返回，其属性与属性中列出的属性相同。

属性

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`Location` — 点在三维坐标系中的位置
只读: M×3 数组 | M×N×3 数组

此属性为只读。

点在三维坐标系或地理坐标系中的位置，以 M×3 或 M×N×3 数组的形式表示。每个条目指定一个点的坐标，该坐标可以是：

xyzPoints 参量用于设置此属性。为了减少内存占用，可以将点的位置存储为 single 数据类型。

对于未组织化的点云，Location 必须指定为一个 M×3 的数组，其中 M 是点的总数，该数组提供了每个点的坐标。
对于有组织的点云，Location 必须指定为一个 M×N×3 的数组，其中 M*N 是点的总数，该数组提供了每个点的坐标。从投影式相机（如 Kinect^®）或激光雷达传感器获取的点，会被存储为一个有组织的点云。一个有组织的点云被布局为一个二维数组，其结构类似于图像。

数据类型: single | double

`Count` — 点数
只读: 正整数

此属性为只读。

点云中的点数，以正整数表示。

`XLimits` — x 坐标的取值范围
只读: 二元素向量

此属性为只读。

沿 x 轴的坐标范围，表示为一个包含 2 个元素的向量。

`YLimits` — y 坐标的取值范围
只读: 二元素向量

此属性为只读。

沿 y 轴的坐标范围，表示为一个包含 2 个元素的向量。

`ZLimits` — z 坐标的取值范围
只读: 二元素向量

此属性为只读。

沿 z 轴的坐标范围，表示为一个包含 2 个元素的向量。

对象函数

`findNearestNeighbors`	Find nearest neighbors of query points in point cloud
`findNeighborsInRadius`	Find neighbors within radius for query points in point cloud
`findPointsInROI`	Find points within a region of interest in the point cloud
`findPointsInCylinder`	Find points within a cylindrical region in a point cloud
`removeInvalidPoints`	从点云中移除无效点
`select`	在点云中选择点
`copy`	Copy array of point cloud objects

示例

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创建点云对象并修改属性

打开实时脚本

将三维坐标点读入工作区。

load("xyzPoints");

根据输入的点坐标创建一个点云对象。

ptCloud = pointCloud(xyzPoints);

检查点云对象的属性。

ptCloud

ptCloud = 
  pointCloud with properties:

     Location: [5184×3 single]
        Count: 5184
      XLimits: [-3 3.4338]
      YLimits: [-2 2]
      ZLimits: [0.0016 3.1437]
        Color: []
       Normal: []
    Intensity: []

使用 pcshow 显示点云。

pcshow(ptCloud)

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type scatter.

修改点云数据的颜色

创建一个与点云数据大小相同的 RGB 颜色数组。将点颜色设置为红色。

cmatrix = ones(size(ptCloud.Location)).*[1 0 0];

创建点云对象，并将颜色属性设置为 RGB 颜色数组。

ptCloud = pointCloud(xyzPoints,Color=cmatrix);
pcshow(ptCloud)

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type scatter.

向点云数据添加表面法线

使用 pcnormals 计算与点云数据对应的表面法线。

normals = pcnormals(ptCloud);

根据输入的点坐标创建点云对象。将计算出的表面法线添加到点云对象中。

ptCloud = pointCloud(xyzPoints,Normal=normals);

显示点云并绘制曲面法线。

pcshow(ptCloud)
x = ptCloud.Location(:,1);
y = ptCloud.Location(:,2);
z = ptCloud.Location(:,3);
u = normals(:,1);
v = normals(:,2);
w = normals(:,3);
hold on
quiver3(x,y,z,u,v,w);
hold off

Figure contains an axes object. The axes object contains 2 objects of type scatter, quiver.

提示

pointCloud 对象是一个 handle 对象。如果要创建点云的独立副本，可以使用 MATLAB^® copy 方法。

ptCloudB = copy(ptCloudA)

如果要保留点云的单份副本（该副本可由点云函数进行修改），请为输入和输出使用相同的点云变量名。

ptCloud = pcFunction(ptCloud)

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：

针对可变输入大小的 GPU 代码生成尚未经过优化。为优化代码生成，建议使用固定大小的输入。
GPU 代码生成支持 Color、Normal 和 Intensity 这三个名称-值对。
GPU 代码生成支持 findNearestNeighbors、findNeighborsInRadius、findPointsInROI、removeInvalidPoints 和 select 方法。
对于非常大的输入数据，该算法的内存需求可能会超过 GPU 设备的限制。在这种情况下，请考虑缩小输入规模，以便继续进行代码生成。

版本历史记录

在 R2015a 中推出

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R2026a: 使用 `single` 或 `double` 数据类型存储 `Color` 属性

该对象现在支持使用 single 或 double 数据类型存储 Color 属性。

R2022b: 颜色支持 `uint16` 数据类型

uint16 数据类型对 Color 属性的支持

另请参阅

函数

pccat | pcalign | pcshow | pcwrite | pcread | pcmerge | pcdenoise | pcnormals | pcfromkinect | reconstructScene | pcdownsample | pctransform | pcregistericp

对象

pcplayer

pointCloud

说明

创建对象

语法

描述

输入参量

xyzPoints — 三维坐标点 M×3 点列表 | M×N×3 数组，用于组织点云

名称-值参数

Color — 点云颜色 [ ] (默认) | 颜色字符串 | 1×3 向量 | M×3 矩阵 | M×N×3 数组

Normal — 曲面法线 [ ] (默认) | M×3 数组 | M×N×3 数组

Intensity — 灰度强度 [ ] (默认) | M×1 向量 | M×N 矩阵

输出参量

ptCloud — 点云 pointCloud 对象

属性

Location — 点在三维坐标系中的位置 只读: M×3 数组 | M×N×3 数组

Count — 点数 只读: 正整数

XLimits — x 坐标的取值范围 只读: 二元素向量

YLimits — y 坐标的取值范围 只读: 二元素向量

ZLimits — z 坐标的取值范围 只读: 二元素向量

对象函数

示例

创建点云对象并修改属性

提示

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

R2026a: 使用 single 或 double 数据类型存储 Color 属性

R2022b: 颜色支持 uint16 数据类型

另请参阅

函数

对象

主题

`xyzPoints` — 三维坐标点
M×3 点列表 | M×N×3 数组，用于组织点云

`Color` — 点云颜色
`[ ]` (默认) | 颜色字符串 | 1×3 向量 | M×3 矩阵 | M×N×3 数组

`Normal` — 曲面法线
`[ ]` (默认) | M×3 数组 | M×N×3 数组

`Intensity` — 灰度强度
`[ ]` (默认) | M×1 向量 | M×N 矩阵

`ptCloud` — 点云
`pointCloud` 对象

`Location` — 点在三维坐标系中的位置
只读: M×3 数组 | M×N×3 数组

`Count` — 点数
只读: 正整数

`XLimits` — x 坐标的取值范围
只读: 二元素向量

`YLimits` — y 坐标的取值范围
只读: 二元素向量

`ZLimits` — z 坐标的取值范围
只读: 二元素向量

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。

R2026a: 使用 `single` 或 `double` 数据类型存储 `Color` 属性

R2022b: 颜色支持 `uint16` 数据类型