Open3D 计算点到平面的距离

目录

一、概述

1.1原理

1.2实现步骤

1.3原理

二、代码实现

1.1关键函数

1.2完整代码

三、实现效果

3.1原始点云

3.2计算距离后赋色的点云


Open3D点云算法汇总及实战案例汇总的目录地址:

Open3D点云算法与点云深度学习案例汇总(长期更新)-CSDN博客


一、概述

可以使用Open3D和NumPy实现点到平面的距离计算。该方法在几何分析、平面拟合误差评估、质量控制、建筑物分析和地形分析等领域具有广泛的应用。通过定义平面参数、读取点云数据、计算点到平面的距离,并根据距离值进行可视化,可以精确地分析点云数据中的几何特征。

1.1原理

点到平面的距离可以通过以下公式计算:

1.2实现步骤

  1. 定义平面参数:指定平面的系数 A、B、C、D。
  2. 读取点云数据:从文件中读取点云数据。
  3. 计算点到平面的距离:使用上述公式计算每个点到平面的距离。
  4. 可视化距离结果(可选):使用Open3D可视化点云,并根据距离值着色。

1.3原理

1.几何分析:

计算点到平面的距离,用于几何形状的分析和验证。
2.平面拟合误差评估:

在平面拟合后,通过计算每个点到拟合平面的距离来评估拟合误差。
3.质量控制:

在工业检测中,通过计算点到平面的距离来评估产品表面的平整度和质量
4.建筑物分析:

在建筑物分析中,通过计算建筑物表面点到参考平面的距离来评估建筑物的结构和形态。
5.地形分析:

在地形分析中,通过计算地面点到参考平面的距离来评估地形的起伏和变化。

二、代码实现

1.1关键函数

定义一个名为 calculate_distance_to_plane的函数,该函数用于计算点到平面的距离。

python 复制代码
def calculate_distance_to_plane(points, plane_params):
    """
    计算点到平面的距离。

    参数:
    points (numpy.ndarray): 点云数据,形状为 (N, 3)。
    plane_params (tuple): 平面参数 (A, B, C, D)。

    返回:
    numpy.ndarray: 每个点到平面的距离,形状为 (N,)。
    """
    A, B, C, D = plane_params
    distances = np.abs(A * points[:, 0] + B * points[:, 1] + C * points[:, 2] + D) / np.sqrt(A**2 + B**2 + C**2)
    return distances

1.2完整代码

python 复制代码
import open3d as o3d
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def calculate_distance_to_plane(points, plane_params):
    """
    计算点到平面的距离。

    参数:
    points (numpy.ndarray): 点云数据,形状为 (N, 3)。
    plane_params (tuple): 平面参数 (A, B, C, D)。

    返回:
    numpy.ndarray: 每个点到平面的距离,形状为 (N,)。
    """
    A, B, C, D = plane_params
    distances = np.abs(A * points[:, 0] + B * points[:, 1] + C * points[:, 2] + D) / np.sqrt(A**2 + B**2 + C**2)
    return distances

# 定义平面参数 Ax + By + Cz + D = 0
plane_params = (1, -1, 1, -1)  # 例如,平面 x - y + z - 1 = 0

# 读取点云数据
pcd = o3d.io.read_point_cloud("Armadillo.pcd")
points = np.asarray(pcd.points)

# 计算每个点到平面的距离
distances = calculate_distance_to_plane(points, plane_params)

# 可视化距离结果:根据距离值对点云着色
colors = plt.get_cmap('jet')(distances / np.max(distances))[:, :3]  # 使用Jet颜色映射
pcd.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)

# 显示点云
o3d.visualization.draw_geometries([pcd], window_name="Point Cloud with Distance Coloring")

三、实现效果

3.1原始点云

3.2计算距离后赋色的点云

相关推荐
xinxiangwangzhi_3 分钟前
多视图几何--从线性变换到射影变换--2线性变换
人工智能·算法·计算机视觉
云创智城-yuncitys4 分钟前
云创智城 ×DeepSeek:用 AI 重构停车能源生态,开启城市出行新范式
人工智能·重构·智慧城市·能源
atbigapp.com5 分钟前
AI数据分析:一键生成可视化分析思路
大数据·人工智能·数据分析
WBingJ10 分钟前
深度学习基础:线性代数本质2——线性组合、张成的空间与基
人工智能·深度学习·线性代数
小枫小疯11 分钟前
pytorch训练权重转化为tensorflow模型的教训
人工智能·pytorch·tensorflow
DO_Community20 分钟前
用不了 Manus ?其实你能用 Llama或DeepSeek 做个自己的 AI Agent
人工智能·机器学习·llama
山北雨夜漫步24 分钟前
机器学习 Day03 Numpy基本使用
人工智能·机器学习
AI技术控25 分钟前
计算机视觉算法实战——昆虫识别检测(主页有源码)
人工智能·算法·计算机视觉
Wis4e1 小时前
数据挖掘导论——第二章:数据
人工智能·数据挖掘
蜡笔小新星1 小时前
OpenCV中文路径图片读写终极指南(Python实现)
开发语言·人工智能·python·opencv·计算机视觉