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File metadata and controls

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PCD(点云数据)文件格式

  • pcd文件数据举例
# .PCD v.7 - Point Cloud Data file format
VERSION .7
FIELDS x y z rgb
SIZE 4 4 4 4
TYPE F FFF
COUNT 1 1 1 1
WIDTH 213
HEIGHT 1
VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0
POINTS 213
DATA ascii
0.93773 0.33763 0 4.2108e+06
0.90805 0.35641 0 4.2108e+06
  • 文件格式详解

PCD版本

在点云库(PCL)1.0版本发布之前,PCD文件格式有不同的修订号。这些修订号用PCD_Vx来编号(例如,PCD_V5、PCD_V6、PCD_V7等等),代表PCD文件的0.x版本号。然而PCL中PCD文件格式的正式发布是0.7版本(PCD_V7)。

文件头格式

每一个PCD文件包含一个文件头,它确定和声明文件中存储的点云数据的某种特性。PCD文件头必须用ASCII码来编码。PCD文件中指定的每一个文件头字段以及ascii点数据都用一个新行(\n)分开了,从0.7版本开始,PCD文件头包含下面的字段:

·VERSION –指定PCD文件版本

·FIELDS –指定一个点可以有的每一个维度和字段的名字。例如: FIELDS x y z # XYZ data FIELDS x y z rgb # XYZ + colors FIELDS x y z normal_xnormal_y normal_z # XYZ + surface normals FIELDS j1 j2 j3 # moment invariants ...

·SIZE –用字节数指定每一个维度的大小。例如: unsigned char/char has 1 byte unsigned short/short has 2 bytes unsignedint/int/float has 4 bytes double has 8 bytes

·TYPE –用一个字符指定每一个维度的类型。现在被接受的类型有: I –表示有符号类型int8(char)、int16(short)和int32(int); U – 表示无符号类型uint8(unsigned char)、uint16(unsigned short)和uint32(unsigned int); F –表示浮点类型。

·COUNT –指定每一个维度包含的元素数目。例如,x这个数据通常有一个元素,但是像VFH这样的特征描述子就有308个。实际上这是在给每一点引入n维直方图描述符的方法,把它们当做单个的连续存储块。默认情况下,如果没有COUNT,所有维度的数目被设置成1。

·WIDTH –用点的数量表示点云数据集的宽度。根据是有序点云还是无序点云,WIDTH有两层解释: 1)它能确定无序数据集的点云中点的个数(和下面的POINTS一样); 2)它能确定有序点云数据集的宽度(一行中点的数目)。 注意:有序点云数据集,意味着点云是类似于图像(或者矩阵)的结构,数据分为行和列。这种点云的实例包括立体摄像机和时间飞行摄像机生成的数据。有序数据集的优势在于,预先了解相邻点(和像素点类似)的关系,邻域操作更加高效,这样就加速了计算并降低了PCL中某些算法的成本。 例如: WIDTH 640 # 每行有640个点

·HEIGHT –用点的数目表示点云数据集的高度。类似于WIDTH ,HEIGHT也有两层解释: 1)它表示有序点云数据集的高度(行的总数); 2)对于无序数据集它被设置成1(被用来检查一个数据集是有序还是无序)。 有序点云例子: WIDTH 640 # 像图像一样的有序结构,有640行和480列, HEIGHT 480 # 这样该数据集中共有640*480=307200个点 无序点云例子: WIDTH 307200 HEIGHT 1 # 有307200个点的无序点云数据集

·VIEWPOINT–指定数据集中点云的获取视点。VIEWPOINT有可能在不同坐标系之间转换的时候应用,在辅助获取其他特征时也比较有用,例如曲面法线,在判断方向一致性时,需要知道视点的方位, 视点信息被指定为平移(txtytz)+四元数(qwqxqyqz)。默认值是: VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0

·POINTS–指定点云中点的总数。从0.7版本开始,该字段就有点多余了,因此有可能在将来的版本中将它移除。 例子: POINTS 307200 #点云中点的总数为307200

·DATA –指定存储点云数据的数据类型。从0.7版本开始,支持两种数据类型:ascii和二进制。查看下一节可以获得更多细节。 注意:文件头最后一行(DATA)的下一个字节就被看成是点云的数据部分了,它会被解释为点云数据。 警告:PCD文件的文件头部分必须以上面的顺序精确指定,也就是如下顺序: VERSION、FIELDS、SIZE、TYPE、COUNT、WIDTH、HEIGHT、VIEWPOINT、POINTS、DATA 之间用换行隔开。

  • 数据存储类型

在0.7版本中,.PCD文件格式用两种模式存储数据: 如果以ASCII形式,每一点占据一个新行: p_1 p_2 ... p_n 注意:从PCL 1.0.1版本开始,用字符串“nan”表示NaN,此字符表示该点的值不存在或非法等。

  • 其他文件格式

PLY是一种多边形文件格式,由Stanford大学的Turk等人设计开发;

STL是3D Systems公司创建的模型文件格式,主要应用于CAD、CAM领域;

OBJ是从几何学上定义的文件格式,首先由Wavefront Technologies开发;

X3D是符合ISO标准的基于XML的文件格式,表示3D计算机图形数据;

其他许多种格式。