MeshLab是一個開源、可移植和可擴(kuò)展的三維幾何處理系統(tǒng)，主要用于交互處理和非結(jié)構(gòu)化編輯三維三角形網(wǎng)格。它支持多種文件格式：

• import:PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS, COLLADA, PTX, V3D, PTS, APTS, XYZ, GTS, TRI, ASC, X3D, X3DV, VRML, ALN
• export:PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS, COLLADA, VRML, DXF, GTS, U3D, IDTF, X3D

　　下面來試一下MeshLab中的點云配準(zhǔn)功能，為了進(jìn)行驗證，需要先創(chuàng)建兩塊位置姿態(tài)不匹配的點云。這里使用開源的三維建模軟件Blender，首先在Blender中按X鍵刪除默認(rèn)的立方體后，按Shift+A創(chuàng)建一個猴頭suzanne（Suzanne?is?Blender's alternative to more common test models such as the Utah Teapot and the Stanford Bunny），然后添加一個修改器，Subdivision Surface將Render設(shè)置為1之后點擊Apply。

　　接下來將其輸出為PLY格式的文件(?PLY文件格式是Stanford大學(xué)開發(fā)的一套三維mesh模型數(shù)據(jù)格式，它允許以ASCII碼格式或二進(jìn)制形式存儲文件，在圖形學(xué)的研究領(lǐng)域中PLY是種常用且重要的文件格式)

　　然后將該猴頭在Blender中平移和旋轉(zhuǎn)到另一個位置，這里沿著XYZ軸分別平移了2個單位（Blender中使用鍵盤命令：GX2、GY2、GZ2），然后繞Z軸旋轉(zhuǎn)了-45°（RZ-45），最后也將其輸出為PLY文件。

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　　這一變換對應(yīng)的變換矩陣T為：

　　在MeshLab中導(dǎo)入這兩個文件，渲染模式選為點后可以看到兩塊點云，如下圖所示。

　　接著點擊工具欄上的Align按鈕進(jìn)行配準(zhǔn)，這時會彈出一個Align Tool的對話框。首先要選擇參考點云，這里將沒有平移旋轉(zhuǎn)的原始點云作為參考，然后點擊Glue Here Mesh，選擇好之后點云名字前面會出現(xiàn)一個星號。

　　然后選擇另一塊點云，點擊Point Based Glueing，這時彈出一個窗口，在兩塊點云上手動選擇匹配點，至少選4對點之后點OK確認(rèn)。雙擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行選擇，按住Ctrl雙擊左鍵消除選擇。

　　之后會發(fā)現(xiàn)，兩塊點云基本上重合在了一起，并且第二塊點云名字前也出現(xiàn)了一個星號。初始配準(zhǔn)之后，我們將進(jìn)行ICP配準(zhǔn)，注意Param ICP Default中的默認(rèn)參數(shù)，根據(jù)需要進(jìn)行修改。如果我們的兩塊點云大小相同，那么就要勾選Rigid matching選型。如果我們不勾選，那最終的變換矩陣中將會有一個縮放因子。

• 采樣點數(shù)目（Sample Number）：this is the number of samples it pulls from each mesh to compare to the other meshes. You do not want to make this number too big. A small sample typically works quiet well. 1,000 to 5,000 is usually plenty.
• Minimal starting distance：this ignores any samples that are outside of this range. Typically for a manually aligned object you want this to be large enough to encompass your 'point picking' error. A value of 5 or 10 (in millimeters) is usually a good start. Once the initial alignements are complete, drop it down to 1mm to 'fine tune'
• Target distance（相當(dāng)于均方誤差mse）：an average alignment error value that the software?will try to obtain from the process?
• 最大迭代次數(shù)（Max iteration number）：the maximum number of iterations that the?software will perform?

　　點擊Process之后軟件開始自動計算，將工程保存為ALN文件（Align Project），之后用文本編輯器打開，可以看到Align文件中每一個點云都有一個代表其位置和姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)矩陣。

1.ply # 1.000000 -0.000000 -0.000000 -0.000000 0.000000 1.000000 0.000000 -0.000000 0.000000 -0.000000 1.000000 -0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 1.000000 2.ply # 0.706755 -0.707458 0.000400 0.000489 0.707458 0.706755 0.000011 -2.828475 -0.000291 0.000275 1.000000 -1.999996 0.000000 0.000000 0.000000 1.000000

　　將猴頭從位置2變換到位置1的矩陣為T^-1：

　　對比可以看出MeshLab中的Align配準(zhǔn)工具正確計算出了變換矩陣T^-1。需要注意的是，不要想當(dāng)然的以為逆矩陣中的移動分量為(-2，-2，-2)^T，參考《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》中第2章——Spatial descriptions and transformations

已知B→A的齊次變換矩陣T，則A→B的齊次變換矩陣T^-1如下：

?

?

?

參考：

http://blog.csdn.net/szchtx/article/details/7587999

http://download.csdn.net/detail/chx_man/6314891

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/21207-iHome/p/6034792.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MeshLab中进行点云配准的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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