如何将3D点云转换为深度图像？

Question

对于我的工作，我必须将点云转换为灰度（深度）图像，这意味着云中每个XYZ点的z坐标表示灰色阴影。为了将Z坐标从[z_min，z_max]区间映射到[0..255]区间，我使用了Arduino的map函数：

float map(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) { return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }

完成此操作后，我需要将结果写入图像，问题是我拥有的云可以具有数百万个点，因此我不能只将它们一一写入到图像中。假设我有3000x1000个有序XY点。如果我想将它们写入700x300像素的图像该怎么办？我希望这个问题很清楚，在此先感谢您的回答。

Answer 1

我已经设法找到解决我的问题的方法。这是一个很长的堆栈溢出算法，但请耐心等待。这个想法是将 XY 灰度点向量写入pgm文件。

步骤 1： - 将 XYZ 点云cloud_to_greyscale转换为XY 灰度点向量并接收 a作为参数的函数：cloud

 for each point pt in cloud
     point_xy_greyscale.x <- pt.x
     point_xy_greyscale.y <- pt.y
     point_xy_greyscale.greyscale <- map(pt.z, z_min, z_max, 0, 255)
     greyscale_vector.add(point_xy_greyscale)
 loop

 return greyscale_vector

步骤 2： greyscale_to_image - 将先前返回的向量写入 a 的函数greyscale_image，该类具有 a width、 aheight和通常_pixels对应于二维数组的成员unsigned short。该函数接收以下参数： a greyscale_vector（将转换为图像）和 an x_epsilon，它将帮助我们界定x点的像素坐标，因为知道x点坐标是浮点数（因此不适合作为数组索引）。

一些背景信息：我正在研究一种称为widop云的东西，所以在我的 3D 空间中x是width、y是depth和z是height。另外值得注意的是，y对于integer我的问题来说，height图像的 很容易找到：它是y_max - y_min。要找到width图像的大小，请遵循下面的算法，如果不清楚，我会回答任何问题，并且愿意接受建议。

img_width <- 0;    // image width
img_height <- y_max - y_min + 1    // image height

// determining image width
for each point greyscale_xy_point in greyscale_vector
    point_x_cell <- (pt.x - x_min) * x_epsilon * 10

    if point_x_cell > img_width
        img_width <- point_x_cell + 1
loop

// defining and initializing image with the calculated height and width
greyscale_img(img_width, img_height)

// initializing greyscale image points
for y <- 0 to greyscale_img.height
    for x <- 0 to greyscale_img.width
        greyscale_img[y][x] = 0
    loop
loop

// filling image with vector data
for each point point_xy_greyscale in greyscale_vector
    image_x = (point_xy_greyscale.x - x_min) * x_epsilon * 10
    image_y = point_xy_greyscale.y - y_min

    greyscale_image[image_y][image_x] = point_xy_greyscale.greyscale
loop

return greyscale_image

剩下要做的唯一一件事就是将图像写入文件，但这很容易做到，您可以在前面与 pgm 格式相关的链接中找到格式规则。我希望这可以帮助别人。

EDIT_1：我添加了结果的图片。它应该是一条铁路，之所以相当暗，是因为有些物体很高，所以地面物体较暗。

铁路深度图像