pcnormals

点群の法線の推定

構文

normals = pcnormals(ptCloud)

normals = pcnormals(ptCloud,k)

説明

normals = pcnormals(ptCloud) は、入力 ptCloud の各点の法線を格納する行列を返します。この関数では 6 つの近傍点を使用して局所平面当てはめを行い各法線ベクトルを決定します。

normals = pcnormals(ptCloud,k) では、局所平面当てはめに使用される点数 k を追加で指定します。関数は、最初の構文で説明されている 6 つの近傍点ではなく、この値を使用します。

例

点群の法線の推定

点群を読み込みます。

load('object3d.mat');

法線ベクトルを推定します。

normals = pcnormals(ptCloud);

figure
pcshow(ptCloud)
title('Estimated Normals of Point Cloud')
hold on

x = ptCloud.Location(1:10:end,1:10:end,1);
y = ptCloud.Location(1:10:end,1:10:end,2);
z = ptCloud.Location(1:10:end,1:10:end,3);
u = normals(1:10:end,1:10:end,1);
v = normals(1:10:end,1:10:end,2);
w = normals(1:10:end,1:10:end,3);

法線ベクトルをプロットします。

quiver3(x,y,z,u,v,w);
hold off

法線を反転してセンサーの位置を指します。この手順が必要になるのは、表面の内向きか、外向きかを決定する場合だけです。センサー中央は x、y、z 座標で設定されます。

sensorCenter = [0,-0.3,0.3]; 
for k = 1 : numel(x)
   p1 = sensorCenter - [x(k),y(k),z(k)];
   p2 = [u(k),v(k),w(k)];
   % Flip the normal vector if it is not pointing towards the sensor.
   angle = atan2(norm(cross(p1,p2)),p1*p2');
   if angle > pi/2 || angle < -pi/2
       u(k) = -u(k);
       v(k) = -v(k);
       w(k) = -w(k);
   end
end

調整された法線をプロットします。

figure
pcshow(ptCloud)
title('Adjusted Normals of Point Cloud')
hold on
quiver3(x, y, z, u, v, w);
hold off

入力引数

ptCloud — 点群を格納するオブジェクト

pointCloud オブジェクト

点群を格納するオブジェクト。pointCloud オブジェクトとして返されます。

k — 局所平面当てはめに使用される点数

3 以上の整数

局所平面当てはめに使用される点数。3 以上の整数として指定します。この値を大きくすると精度は上がりますが、計算時間が遅くなります。k を指定しない場合、関数は 6 つの近傍点を使用して局所平面当てはめを行い各法線ベクトルを決定します。

出力引数

normals — 局所平面当てはめに使用される法線

M 行 3 列の行列 | M x N x 3 の行列

局所平面当てはめに使用される法線。M 行 3 列または M×N×3 の行列として返されます。法線ベクトルは、k の値によって定義された近傍の数を使用して局所的に計算されます。k が入力でない場合、6 つの近傍点が使用されます。各法線ベクトルの方向は、点の取得方法に基づいて設定できます。点群の法線の推定の例は、法線ベクトルがセンサーに向かっているときの方向の設定方法を示しています。

参照

[1] Hoppe, H., T. DeRose, T. Duchamp, J. Mcdonald, and W. Stuetzle. "Surface Reconstruction from Unorganized Points". Computer Graphics (SIGGRAPH 1992 Proceedings). 1992, pp. 71–78.

拡張機能

C/C++ コード生成
MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

GPU コード生成

GPU Coder™ を使用して NVIDIA® GPU のための CUDA® コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• GPU コード生成の場合、近傍の数はコンパイル時の定数でなければなりません。

• GPU と CPU ではアーキテクチャと実装が異なるため、法線ベクトルの計算において異なる近傍点が選択される場合があります。その結果、MATLAB^® シミュレーションとコード生成からの出力との間で数値が一致しないことがあります。

バージョン履歴

R2015b で導入

参考

pointCloud | pcplayer | pcshow | pcwrite | pcmerge | pcfitplane | planeModel | pctransform | pcdownsample | pcdenoise | pcregistericp

トピック

• 3 次元点群のレジストレーションと繋ぎ合わせ
• PLY 形式