将激光雷达点云俯视图映射到二维图像

简介

本节讲解如何将激光雷达点云俯视图（仅考虑水平坐标）映射到二维图像中，其中涉及到激光雷达点云的地面部分滤除，和不同坐标范围下的数据的简单映射。本文主要侧重提供方法的参考，代码仅供参考，可根据实际使用场景的需要进行修改。

本文中采用的激光雷达数据来自KITTI数据集，使用Velodyne HDL-64E激光雷达采集得到，该激光雷达工作频率10Hz，每个周期可以采集大约10万个点。更多信息可参考KITTI数据集的传感器安装部分文档：http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/setup.php

在KITTI数据集中，该激光雷达点云数据已经和一个前视摄像头进行了同步，本文使用的激光雷达数据采集到的场景近似于下方图片所示的场景。
在这里插入图片描述

实现方法

通过数据文件加载激光雷达点云数据，来自Kitti数据集。
初始化特定像素大小的图片（1000*2000）。
根据需要显示的激光雷达点云范围和图片像素范围，将激光雷达点云的横纵坐标映射到图片的特定像素中，其中激光雷达所处的世界坐标系遵循右手系，x轴对应前进方向，y轴对应左侧横向；而对于图像坐标系，x,y分别对应其图像的行索引和列索引，且图像左上角为原点。
具体处理方式参考如下代码：

//参考定义：CvSize cvSize( int width, int height );
cv::Size worldSize(10.0,20.0);		//待显示的激光雷达点云在世界坐标系下的范围
cv::Size imageSize(1000.0,2000.0);	//待显示的图片的像素范围（与世界坐标系等比例）

...
float xw=(*it).x;//世界坐标系下的激光雷达点云纵坐标
float yw=(*it).y;//世界坐标系下的激光雷达点云横坐标（车身左侧为正）

// x，y表示图片坐标系下的坐标点，分别对应图像的行索引和列索引。
//（如相关坐标系对应关系不同，可进行相应调整）
int x = (-yw * imageSize.height / worldSize.height) + imageSize.width / 2;
int y = (-xw * imageSize.height / worldSize.height) + imageSize.height;