VFH視點特征直方圖

VFH(Viewpoint Feature Histogram)描述子應用於點雲聚類識別和六自由度位姿估計問題

（1）訓練

給定一個只包含一個物體的場景，這樣方便后面聚類的得到。利用一個准確的位姿記錄系統獲取位姿。獲取的不同視角的點雲計算VFH描述子。

保存不同視角的點雲，並基於此建立kdtree。
（2）測試

從給定的場景中分割提取出聚類。對於每個聚類，計算其VFH描述子。利用VFH描述子在上面建立的kdtree進行搜索查找。

 VFH利用了FPFH特征優異的識別能力，同時引入視點變量以使其不受尺度變化影響，VFH是對整個點雲進行處理的（輸出結果只有一個直方圖）。

VFH特征包含兩部分：

1.viewpoint direction component

計算視點方向和所有點的法向的夾角的直方圖（視點方向平移到每個點處）

 

 

2.extened FPFH component

measure between the viewpoint direction at the centroid point and each of the normals on the surface.

 

 

 

// load point cloud
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
    pcl::io::loadPCDFile("D:\\pcd\\rabbit.pcd", *cloud);
    cout << "points size:" << cloud->points.size() << endl;
    clock_t t3 = clock();
    pcl::NormalEstimation<pcl::PointXYZ, pcl::Normal> ne;
    ne.setInputCloud(cloud);
    pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>::Ptr tree(new pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>());
    ne.setSearchMethod(tree);
    pcl::PointCloud<pcl::Normal>::Ptr cloud_normals(new pcl::PointCloud<pcl::Normal>);
    ne.setKSearch(5);
    //ne.setRadiusSearch(0.03);
    ne.compute(*cloud_normals);
    clock_t t4 = clock();
    double time = (double)(t4 - t3) / CLOCKS_PER_SEC;
    cout << "calc normal time:" << time << endl;

pcl::VFHEstimation<pcl::PointXYZ, pcl::Normal, pcl::VFHSignature308> vfh;
    vfh.setInputCloud(cloud);
    vfh.setInputNormals(cloud_normals);
    vfh.setViewPoint(0, 0, 10000);
    pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>::Ptr tree1(new pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZ>);
    vfh.setSearchMethod(tree1);
    pcl::PointCloud<pcl::VFHSignature308>::Ptr vfhs(new pcl::PointCloud<pcl::VFHSignature308>());
    vfh.compute(*vfhs);

//定義繪圖器
    pcl::visualization::PCLPlotter *plotter = new pcl::visualization::PCLPlotter("My Plotter");
    //設置特性
    plotter->setShowLegend(true);
    std::cout << pcl::getFieldsList<pcl::VFHSignature308>(*vfhs);

    //顯示
    plotter->addFeatureHistogram<pcl::VFHSignature308>(*vfhs, "vfh", 0, "vfh");
    plotter->setWindowSize(800, 600);
    plotter->spinOnce(30000);

    plotter->clearPlots();