在点云上计算两点之间的测地线

在之前的博客中(https://blog.csdn.net/aliexken/article/details/109256534),我们已经介绍了Fast Marching算法的原理以及实现方法。在点云上给定一个源点,通过算法,我们能够得到一个距离场,如下图所示。

有时,我们不仅需要这个距离场,我们还希望知道如何获得点云中两点的测地路径,进而帮助实现一些几何分析方法。我查阅了PCL库,好像没有给出直接的解法。这里,我们给出一个解决方法。

实现非常简单,伪代码如下:

1. 输入源点和终点的index:S和T;

2. 计算基于S的测地距离场;

3. 基于S的测地距离场,对T进行路径回溯:

   3.1  搜索T的邻居,找到测地距离场值最小的一个,加入到路径队列,并将其更新T;

   3.2  如果T=S,结束,否则,loop 3.1.

4. 输出路径队列。

结果如下图:

这是最简单的实现方法,肉眼可见,该路径不够平滑。原因是每一个更新点的选择,没有考虑该点与源点的距离权重,进而使得路径回溯的方向出现抖动。为了解决该问题,增加路径权重即可,修改上述3.1步骤为:

3.1 计算T与邻居点的欧式距离,计算T与邻居点距离场的差,计算距离场差与欧氏距离的比值,取最大值为更新点。

结果稍微改善,但该结果仍然只是一个拟合结果,其误差与点云的密度正相关。如果要得到更加精确的结果,需要对点云进行合适的插值。如果未来有机会的话,我会给出具体的解决方法。

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Origin blog.csdn.net/aliexken/article/details/109727474