探戈点云转换和旋转项目

Question

我想使用探戈设备来捕获点云图像并将它们保存到一个文件中。从那里，我可以粘贴单独的点云在一起，形成一个完整的三维图像的建筑内部。我已经修改了PointCloudJava应用程序(Google探戈的官方github页面)，包括一个按钮，每次你按下它，当前可查看的点云被保存到一个二进制格式的文件和它的姿态数据。外部应用程序将二进制点云转换为人类可读的.PTS格式。下面是这个.PTS文件…的片段

…
3.695209841412947 -0.473210369136531 -4.512059939636327
3.688643257302687 -0.479607720759112 -4.520564449562169
3.693362633866713 -0.489787657644946 -4.520674956573583
3.689930121583388 -0.445884992268283 -4.507568610443212
3.685492555779860 -0.462776307847697 -4.512719524635411
3.667657594365523 -0.480809484508235 -4.535319340957738
3.687827806157515 -0.496090938236911 -4.526998413337804
3.673954348248885 -0.508897741224963 -4.541318190826512
3.666625241918013 -0.498062555577952 -4.540336502327062
3.678675393742964 -0.474170316841799 -4.529156101478673
3.684755723161147 -0.485069070842463 -4.528201831115819
3.680454175156996 -0.519459594872195 -4.541313899292089
3.673863212747023 -0.492040087368685 -4.534148228897191
3.683874587697432 -0.502062504079539 -4.534162414802648
3.662268142384932 -0.486682941105563 -4.540854943527318
3.659110169095442 -0.521473725226123 -4.556032908691503
3.673068563622878 -0.526471559789378 -4.549449575676061
…

这是我的姿态文件…的一个片段

Snapshot Event ID: 0
Translation: -2.828956167382643 3.18717159105692 0.4915560231473033
Quarternion: 0.7047427543062862 0.6239282881689626 0.23707690815727211 0.2405112909905187
Accuracy: 4.2E-45
Confidence: 1688685432

Snapshot Event ID: 1
Translation: -2.796160158125086 4.193282171082194 0.5346153464487627
Quarternion: 0.4973877606777205 0.4648489837872261 0.515537924119383 0.520328248891662
Accuracy: 4.2E-45
Confidence: 1687633528

Snapshot Event ID: 2
Translation: -3.504446692020165 3.1853833575251675 0.5117019018999412
Quarternion: 0.6256551950823549 0.5778181469917516 -0.3583361921431137 -0.3824616834061323
Accuracy: 4.2E-45
Confidence: 1687858272 

其中快照ID是我将位姿数据链接到点云的方法；而四元数是WXYZ格式的。

对于单个点云，这通常是正确的，在交换点云中每个点的Y和Z轴之后，我看到了这个…

​

原始图像

​

点云图像(加载在云比较中)

这通常是我所期望的。

当我试图将多台电脑粘在一起，形成一个完整的3D内部建筑时，问题就来了。

我翻译了点云，将XY和Z坐标从相应的姿态数据添加到点云中的每个XY和Z点。不知道这是不是正确的做法。然后我像以前一样交换了Y和Z。如果我这样做的话，大多数的点云都会被抛在一起，但这是意料之中的，因为我还没有(也不知道该如何)应用旋转。

下面是我执行此…的一般方法

for (File file : files) {
    if (FilenameUtils.getExtension(file.getAbsolutePath()).equals("dat")) {
        PointCloud cloud = PointCloud.newInstance(file.toURI().toURL());
        if (poseMap.containsKey(cloud.getEventID())) {
            Pose pose = poseMap.get(cloud.getEventID());
            //cloud = cloud.rotate(pose);
            cloud = cloud.translate(pose);
        }
        cloud = cloud.invertYandZ();
        //cloud = cloud.invertAllAxis();
        String absFilename = ptsFolderTxt.getText() + '\\' + FilenameUtils.getBaseName(cloud.getFilename()) + ".pts";
        cloud.write(absFilename);

如您所见，我尝试过一种旋转方法，但它似乎不起作用，所以我将其注释掉。

旋转方法将此应用于每一点…

ThreeDPoint rotatePoint(ThreeDPoint oldPoint)
{
    float ox = oldPoint.getxPoint().floatValue();
    float oy = oldPoint.getyPoint().floatValue();
    float oz = oldPoint.getzPoint().floatValue();

    float qx = quaternion.getX().floatValue();
    float qy = quaternion.getY().floatValue();
    float qz = quaternion.getZ().floatValue();
    float qw = quaternion.getW().floatValue();

    float newX = (float)((1-2*qy*qy-2*qz*qz)*ox+(2*qx*qy+2*qw*qz)*oy+(2*qx*qz-2*qw*qy)*oz);
    float newY = (float)((2*qx*qy-2*qw*qz)*ox+(1-2*qx*qx-2*qz*qz)*oy+(2*qy*qz+2*qw*qx)*oz);
    float newZ = (float)((2*qx*qz+2*qw*qy)*ox+(2*qy*qz-2*qw*qx)*oy+(1-2*qx*qx-2*qy*qy)*oz);

    return ThreeDPoint.newInstance(BigDecimal.valueOf(newX), BigDecimal.valueOf(newY), BigDecimal.valueOf(newZ));
}

但就像我说的，这似乎行不通吗？

我的翻译方法可以吗？

如何使用姿态文件中的四元数来旋转每台PC？一些代码示例将是很好的。

我应用这些转换的顺序是什么？

如果能朝正确的方向前进，我们将不胜感激。

Answer 1

所发生的是，您没有在正确的参考框架中转换点云。使用本文中的解决方案：Convert device pose to camera pose

答案是假设OpenGL约定，但您可以使用类似的技术将点转换为任何约定。