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open3d视差图转点云

时间: 2025-02-25 22:34:25 浏览: 56
### 使用Open3D将视差图像转换为点云 为了实现从视差图到点云的转换,通常需要利用深度信息来计算空间中的三维坐标。在此过程中,Open3D库能够提供必要的工具和支持函数。 #### 准备工作 首先安装并导入所需的Python包: ```python import open3d as o3d import numpy as np import cv2 ``` #### 加载视差图与彩色图像 假设已经获取了一张视差图(disparity map)和对应的RGB图片,这两者对于构建带有色彩信息的点云至关重要[^3]。 ```python # 读取视差图和彩色图像 depth = cv2.imread('path_to_disparity_image.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED) color_raw = o3d.io.read_image("path_to_color_image.jpg") if depth is None or not color_raw: raise ValueError("无法加载输入文件") ``` #### 计算内参矩阵 相机内部参数对于正确映射像素位置至世界坐标系非常重要。如果已知这些参数,则可以直接定义;否则可能需要通过校准过程获得。 ```python fx, fy, cx, cy = 517.3, 516.5, 318.6, 255.3 # 示例焦距及主点偏移量 intrinsic_matrix = o3d.camera.PinholeCameraIntrinsic( width=640, height=480, fx=fx, fy=fy, cx=cx, cy=cy ) ``` #### 将视差转成深度值 由于视差与实际距离呈反比关系,因此需根据基线长度和其他因素调整此变换公式以适应具体应用场景下的需求。 ```python baseline = 0.54 # 基线距离 (单位: 米), 需要依据实际情况设定 focal_length_in_pixels = intrinsic_matrix.get_focal_length()[0] def disparity_to_depth(disparity): """Converts a single value of disparity to its corresponding depth.""" return baseline * focal_length_in_pixels / max(disparity, 1e-6) depth_float = np.vectorize(disparity_to_depth)(depth).astype(np.float32) ``` #### 创建点云对象 最后一步是创建`PointCloud`实例并将上述准备的数据填充进去。 ```python rgbd_image = o3d.geometry.RGBDImage.create_from_color_and_depth(color_raw, o3d.geometry.Image(depth_float)) pinhole_camera_intrinsic = o3d.camera.PinholeCameraIntrinsic(o3d.camera.PinholeCameraIntrinsicParameters.PrimeSenseDefault) point_cloud = o3d.geometry.PointCloud.create_from_rgbd_image(rgbd_image, pinhole_camera_intrinsic) o3d.visualization.draw_geometries([point_cloud]) ``` 以上代码片段展示了如何使用Open3D完成从视差图向点云数据集转变的过程[^4]。
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给错了,这才是问题代码#include <opencv2/opencv.hpp> #include <direct.h> #include <fstream> #include <vector> #include <iostream> #include <cmath> using namespace cv; using namespace std; int main() { // 创建输出目录 if (_mkdir("D:\\data1\\shuchu") != 0 && errno != EEXIST) { printf("目录创建失败!错误代码: %d", errno); return -1; } // 1. 读取视差图 Mat disp = imread("D:/data1/data1/DispImg/017ER030_017ER031_DISP_ET0.tif", IMREAD_UNCHANGED); if (disp.empty()) { printf("视差图加载失败!请检查路径和文件格式"); return -1; } // 调试输出:视差图信息 cout << "===== 视差图信息 =====" << endl; cout << "尺寸: " << disp.cols << "x" << disp.rows << endl; cout << "类型: " << disp.type() << " ("; if (disp.type() == CV_8U) cout << "8位无符号整数)"; else if (disp.type() == CV_16U) cout << "16位无符号整数)"; else if (disp.type() == CV_32F) cout << "32位浮点数)"; else cout << "未知类型)"; cout << endl; double minVal, maxVal; minMaxLoc(disp, &minVal, &maxVal); cout << "视差范围: " << minVal << " - " << maxVal << endl; // 2. 视差图处理:取绝对值(因为您的视差图为负值) Mat dispAbs; disp.convertTo(dispAbs, CV_32F); dispAbs = abs(dispAbs); // 取绝对值 // 3. 视差图归一化处理 Mat dispNormalized; normalize(dispAbs, dispNormalized, 0, 255, NORM_MINMAX, CV_8U); // 4. 伪彩色增强 Mat colorMap; applyColorMap(dispNormalized, colorMap, COLORMAP_JET); // 5. 保存处理结果 imwrite("D:/data1/shuchu/disparity_normalized.tif", dispNormalized); imwrite("D:/data1/shuchu/disparity_colormap.tif", colorMap); // ====== 深度图计算和点云生成 ====== // 6. 使用您提供的投影矩阵参数 Mat P1 = (Mat_<double>(3, 4) << 5526.4864457012472, 6363.7183421283298, -4131.0482340017224, -24448406087.578186, 6172.8397894815880, -5588.8214670529014, -3384.5650572725663, 15591209748.279184, -0.0319353657001, 0.0213700694115, -0.9992614535500, -54202.4500385644710); Mat P2 = (Mat_<double>(3, 4) << 5544.3514690660313, 6327.0017140488953, -4163.3807394948353, -24333678727.601723, 6125.8241039199602, -5628.1100012630295, -3404.8221606458665, 15747662227.637783, -0.0362355312611, 0.0203282471373, -0.9991365015065, -48380.1370322157820); // 7. 计算相机参数 double cx1 = P1.at<double>(0, 2); double cy1 = P1.at<double>(1, 2); double f = P1.at<double>(0, 0); // 焦距 // 计算基线T(相机间距离) Mat P1_3x3 = P1.colRange(0, 3); Mat P2_3x3 = P2.colRange(0, 3); // 计算相机中心 Mat O1 = -P1_3x3.inv() * P1.col(3); Mat O2 = -P2_3x3.inv() * P2.col(3); double T = norm(O1 - O2); cout << "\n===== 相机参数 =====" << endl; cout << "焦距 f = " << f << endl; cout << "主点 cx = " << cx1 << ", cy = " << cy1 << endl; cout << "基线 T = " << T << " 单位" << endl; // 8. 计算深度图 const double minDisparity = 0.1; // 最小有效视差 Mat depthMap(dispAbs.size(), CV_32FC1, Scalar(0)); int validPoints = 0; for (int y = 0; y < dispAbs.rows; y++) { for (int x = 0; x < dispAbs.cols; x++) { float d = dispAbs.at<float>(y, x); if (d > minDisparity) { depthMap.at<float>(y, x) = (f * T) / d; validPoints++; } } } // 调试输出:深度图信息 cout << "\n===== 深度图信息 =====" << endl; cout << "有效点数量: " << validPoints << "/" << (dispAbs.rows * dispAbs.cols) << " (" << (100.0 * validPoints / (dispAbs.rows * dispAbs.cols)) << "%)" << endl; double minDepth, maxDepth; minMaxLoc(depthMap, &minDepth, &maxDepth, NULL, NULL, depthMap > 0); cout << "深度范围: " << minDepth << " - " << maxDepth << endl; // 9. 保存深度图 Mat depthVis; normalize(depthMap, depthVis, 0, 65535, NORM_MINMAX, CV_16U); imwrite("D:/data1/shuchu/depth_map.tif", depthVis); // 10. 读取左图像用于点云着色 Mat leftImg = imread("D:/data1/data1/017ER030.tif", IMREAD_COLOR); if (leftImg.empty()) { cerr << "错误:无法加载左图像!" << endl; return -1; } // 调整左图像尺寸以匹配视差图 Mat leftImgResized; resize(leftImg, leftImgResized, dispAbs.size()); // 11. 生成点云 string plyPath = "D:/data1/shuchu/point_cloud.ply"; cout << "\n===== 生成点云 =====" << endl; cout << "输出路径: " << plyPath << endl; ofstream plyFile(plyPath); if (!plyFile) { cerr << "错误:无法创建点云文件!" << endl; return -1; } // PLY文件头 plyFile << "ply\n"; plyFile << "format ascii 1.0\n"; plyFile << "element vertex " << validPoints << "\n"; plyFile << "property float x\n"; plyFile << "property float y\n"; plyFile << "property float z\n"; plyFile << "property uchar red\n"; plyFile << "property uchar green\n"; plyFile << "property uchar blue\n"; plyFile << "end_header\n"; // 生成点云数据 int count = 0; for (int y = 0; y < dispAbs.rows; y++) { for (int x = 0; x < dispAbs.cols; x++) { float depth = depthMap.at<float>(y, x); if (depth <= 0) continue; Vec3b color = leftImgResized.at<Vec3b>(y, x); // 计算3D坐标 float Z = depth; float X = (x - cx1) * Z / f; float Y = (y - cy1) * Z / f; // 写入点云数据 plyFile << X << " " << Y << " " << Z << " " << static_cast<int>(color[2]) << " " << static_cast<int>(color[1]) << " " << static_cast<int>(color[0]) << "\n"; count++; // 每处理10000个点输出进度 if (count % 10000 == 0) { cout << "已生成 " << count << "/" << validPoints << " 个点" << endl; } } } plyFile.close(); cout << "\n===== 点云生成完成 =====" << endl; cout << "共生成 " << count << " 个点" << endl; // ====== 显示结果 ====== Mat resultDisplay; Mat dispNormalized3ch; cvtColor(dispNormalized, dispNormalized3ch, COLOR_GRAY2BGR); hconcat(dispNormalized3ch, colorMap, resultDisplay); Mat depthDisplay; normalize(depthMap, depthDisplay, 0, 255, NORM_MINMAX, CV_8U); applyColorMap(depthDisplay, depthDisplay, COLORMAP_JET); imshow("Disparity Processing", resultDisplay); imshow("Depth Map", depthDisplay); waitKey(0); cout << "\n处理完成!请检查输出文件:" << endl; cout << "1. 视差图: D:/data1/shuchu/disparity_*.tif" << endl; cout << "2. 深度图: D:/data1/shuchu/depth_map.tif" << endl; cout << "3. 点云: " << plyPath << endl; return 0; }

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