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点群を等間隔で間引きたい

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この章を学ぶ前に必要な知識
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要約

概要

点群データを等間隔で間引く方法についてまとめます。点群データは生データでは詳細過ぎて不必要に処理を重くすることがあります。全体の3次元的な構造の意味を失わずに点群数を減らすことがしばしば求められます。等間隔に間引くことで比較的全体の構造を維持することができます。
ー 条件 ー
  • 点群を入力として、間引かれた点群を出力とする
ー 効果 ー
  • 点群の点群データ数を減らすことができる
  • 点群データを等間隔に間引ける
ーポイントー
  • 点データ数が減ることで後続処理すべてが高速になる
  • PointCloudLibrary(PCL)ではVoxelGridで間引く

解  説

点群データを等間隔に間引く方法についてまとめる. 3次元空間上で等間隔か2次元画像上で等間隔の2通りに関して紹介する.
点群データを等間隔に間引く方法
ちなみにダウンサンプリング(DownSampling)は間引きを意味する
Downsamplingとは

1.3次元空間上で点群データを等間隔に間引く

VoxelGridはPoinCloudLibrary(PCL)に実装されている機能の一つであり、上記のようにある空間内の点群データの重心を新たな間引いた後の重心とする形で間引きを行っている。 上記のをより簡単な間引きで行う場合は、重心を計算することなく、ある空間の中心に点があるとすればよい。これによってより高速な3次元的な間引き処理が実現できる代わりに、実際の点からはちょっと外れたところに点データがでうる欠点がある。
VoxelGridで空間の重心で代用

2.2次元空間上で点群データを等間隔に間引く

点群データを二次元画像の配列にして、各ピクセルに深さ情報を入れておく形式で持つ場合についてです。
点群を画像形式で持ちたい
二次元画像上で通常の画像の状態で間引くことで点群データを間引きます。 通常の画像でリサイズして間引くように2次元画像上で点群データを間引いた場合、 3次元上の点群同士の距離は等間隔に間引かれることにはなりません。しかし、二次元画像状態を保ったまま間引くことで、この後工程も二次元画像状態で処理することが可能。
二次元画像形式で間引く
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知識: 点群を画像形式で持ちたい
点群を二次元画像の形式でデータを表現する。通常のx,y,zで処理する点群より特定のケースにおいて高速に処理できることが特徴。多くのセンサで情報は画像データ形式で渡され、多くの場合処理後に形式が変わっていく。二次元画像形式で3次元情報を表現するため度々2.5次元データと表現される.