目录

一、概述

1.1原理

1.2实现步骤

1.3应用场景

二、代码实现

2.1关键函数

2.1.1 计算AABB

2.1.2 可视化AABB

2.2完整代码

三、实现效果

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PCL点云算法与项目实战案例汇总（长期更新）

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一、概述

        点云的包围盒（Bounding Box）是用于描述点云在三维空间中的边界范围的一种简单几何体。在三维点云处理中，包围盒可以用于碰撞检测、快速计算点云边界等应用。AABB（Axis-Aligned Bounding Box）是一种轴对齐的包围盒，始终与坐标轴对齐，因此计算起来较为简单高效。

1.1原理

        AABB 包围盒是指与坐标轴对齐的最小矩形框，它是通过获取点云中每个坐标轴的最小值和最大值来确定的。具体计算方式如下：

• 对于给定的点云，计算 x、y、z 三个方向的最小值和最大值。
• 包围盒的六个面分别由这些最大和最小值决定，从而包裹整个点云。

AABB 的计算公式为：

• 最小点（min_x, min_y, min_z）和最大点（max_x, max_y, max_z）分别为点云中 x、y、z 方向的最小和最大坐标值。

1.2实现步骤

1. 读取点云数据。
2. 使用 PCL 的 getMinMax3D 函数来计算点云的 AABB。
3. 可视化原始点云和 AABB 。

1.3应用场景

1. 碰撞检测： AABB 可以用于简化复杂几何形状的碰撞检测。
2. 物体定位与分割： 利用 AABB 来快速确定物体的边界范围，便于进一步的处理。
3. 加速渲染： 在渲染中可以使用 AABB 来快速剔除不可见的对象。

二、代码实现

2.1关键函数

2.1.1 计算AABB

PCL 提供了 getMinMax3D 函数，用于计算点云的最小点和最大点，这些点构成了 AABB。

pcl::getMinMax3D(*cloud, min_point, max_point);

2.1.2 可视化AABB

通过 PCL 可视化库的 addCube 函数可以在视图中添加 AABB 立方体。

viewer->addCube(min_point.x, max_point.x, min_point.y, max_point.y, min_point.z, max_point.z, 1.0, 0.0, 0.0, "AABB");
viewer->setShapeRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_LINE_WIDTH, 2, "AABB");

2.2完整代码

#include <iostream>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_types.h>
#include <pcl/common/common.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>// 计算点云的 AABB 并可视化
void computeAndVisualizeAABB(pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr& cloud)
{// --------------------- 计算 AABB ---------------------pcl::PointXYZ min_point, max_point;pcl::getMinMax3D(*cloud, min_point, max_point);// --------------------- 创建可视化器 ---------------------pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer("AABB Viewer"));// 设置第一个视口，显示原始点云int vp_1, vp_2;viewer->createViewPort(0.0, 0.0, 0.5, 1.0, vp_1);viewer->setBackgroundColor(1.0, 1.0, 1.0, vp_1);viewer->addText("Original Point Cloud", 10, 10, "vp1_text", vp_1);pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZ> cloud_color_handler(cloud, 255, 0, 0);  // 红色viewer->addPointCloud(cloud, cloud_color_handler, "original_cloud", vp_1);// 在第一个视口中添加 AABB，并设置透明度//viewer->addCube(min_point.x, max_point.x, min_point.y, max_point.y, min_point.z, max_point.z, 1.0, 0.0, 0.0, "AABB", vp_1);//viewer->setShapeRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_LINE_WIDTH, 2, "AABB");//viewer->setShapeRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_OPACITY, 0.1, "AABB");  // 设置立方体的透明度为 50%// 设置第二个视口，显示带有 AABB 的点云viewer->createViewPort(0.5, 0.0, 1.0, 1.0, vp_2);viewer->setBackgroundColor(0.98, 0.98, 0.98, vp_2);viewer->addText("Point Cloud with AABB", 10, 10, "vp2_text", vp_2);viewer->addPointCloud(cloud, cloud_color_handler, "cloud_with_AABB", vp_2);viewer->addCube(min_point.x, max_point.x, min_point.y, max_point.y, min_point.z, max_point.z, 0.0, 1.0, 0.0, "AABB_2", vp_2); // 绿色立方体viewer->setShapeRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_LINE_WIDTH, 2, "AABB_2");viewer->setShapeRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_OPACITY, 0.1, "AABB_2");  // 设置立方体的透明度为 50%// 添加坐标系viewer->addCoordinateSystem(1.0);while (!viewer->wasStopped()){viewer->spinOnce(100);}
}int main(int argc, char** argv)
{// -----------------------------读取点云数据---------------------------------pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);if (pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZ>("person2.pcd", *cloud) < 0){PCL_ERROR("点云文件不存在");return -1;}// -----------------------------计算并可视化 AABB----------------------------computeAndVisualizeAABB(cloud);return 0;
}

三、实现效果