ポイントクラウド (点群) は空間内の点 (x,y,z) の集合です。例えば LiDAR (Light Detection and Ranging、レーザースキャナ、3D スキャナ) を利用して取得できます。メッシュで物体を表現している場合と区別します。

画像には通常の RGB カラー画像だけでなく、距離情報を濃淡として保存した距離画像があります。両方を取得できるカメラを RGB-D カメラ (深度カメラ、Depth Camera) とよびます。RGB-D カメラには更に、放射した赤外線が戻ってくるまでの時間をもとに距離を測定する ToF (Time of Flight) 形式のものや、人間と同様に視差を利用して三角測量によって距離を測定するステレオ形式のものがあります。前者の例としてはマイクロソフトの Kinect があります。後者の例としては Ensenso カメラがあります。

距離センサで取得できる物体との距離情報は、LiDAR のポイントクラウドや RGB-D カメラの距離画像ということになります。距離画像の情報は最終的にはポイントクラウドに変換して利用できます。

ポイントクラウドを扱うためのライブラリとして PCL (Poit Cloud Library) があります。

インストール

Debian9 の場合は以下のコマンドでインストールできます。公式ページの情報が古く、記載されている libpcl-all は利用できません。python-pcl も対応されていません。

apt install libpcl-dev

以下のようなパッケージも合わせてインストールされます。

apt install libeigen3-dev
apt install libvtk6-dev
apt install libboost-all-dev

ビルドサンプル

sample.cpp

#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/point_types.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // ポイントクラウド
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGBA>::Ptr p_cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGBA>);
    p_cloud->width = 10;
    p_cloud->height = 10;
    p_cloud->points.resize(p_cloud->width * p_cloud->height);
    cout << "Size: " << p_cloud->width * p_cloud->height << std::endl;

    // あるポイントの座標
    pcl::PointXYZRGBA &point = p_cloud->points[0];
    point.x = 0.5;
    point.y = 0.5;
    point.z = 0.5;
    point.r = 0;
    point.g = 255;
    point.b = 0;
    point.a = 255;
    return 0;
}

ビルド例

g++ -I/usr/include/pcl-1.8 -I/usr/include/eigen3 -I/usr/include/vtk-6.3 -lboost_system sample.cpp
# ./a.out 
Size: 100