FindElement 探查元素

FindElement 算子可以自动查找当前点云的对应的几何图形，并根据点到平面的距离阈值来过滤点云。

type	功能
Plane	用于自动查找当前点云的回归平面。
Cylinder	用于自动查找当前点云中的圆柱体。
Sphere	用于自动查找当前点云中的球体。
Circle	用于自动查找当前点云中的拟合圆。
Line	用于自动查找当前点云中的直线。
Contour	用于查找当前点云的轮廓点云。

Plane

将 FindElement 算子的 类型 设置为 Plane ，用于自动查找当前点云的回归平面 。

算子参数

• 最大迭代次数/max_iteration：最大迭代次数。取值范围：[1,+∞)。默认值：1000次。

• 距离阈值/distance_threshold：点云过滤的距离阈值。取值范围：(0,+∞)。默认值：0.001 。单位：m。

• 阈值百分比/percentage_threshold：符合平面点云数占总点云数的比例。默认值：10 。当查找到的平面 percentage 小于该值时， 触发 error 信号。

• 最小点数/min_points：平面最小点云数。当输入数值超过平面点云的点数时，触发 error 信号。

• 平面立方体宽度/plane_cube_width：所查找到的平面类似 cube 的宽。默认值：0.1 。

• 平面立方体高度/plane_cube_height：所查找到的平面类似 cube 的长。默认值：0.15 。

• 平面立方体深度/plane_cube_depth：所查找到的平面类似 cube 的高。默认值：0.00001 。

• 点云/cloud：设置查找出平面的点云在3D视图中的可视化属性。

  • 打开点云可视化。

  • 关闭点云可视化。

  • 设置3D视图中点云的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-1 。

  • 设置点云中点的尺寸。取值范围：[1,50] 。默认值：1 。

• 坐标/pose：设置平面点云中心点 pose 在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开平面点云中心点 pose 可视化。

  • 关闭平面点云中心点 pose 可视化。

  • 设置平面点云中心点 pose 的尺寸大小。取值范围：[0.001,10] 。默认值：0.1 。

• 立方体/cube：设置平面类似 cube 在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开平面 cube 可视化

  • 关闭平面 cube 可视化

  • 设置平面 cube 的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-2 。

  • 设置平面 cube 的透明度。取值范围：[0,1] 。默认值：0.5 。

• 点云列表/cloud_list：设置查找出的平面点云列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与 点云 一致。

• 坐标列表/pose_list：设置平面点云中心点 pose 列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与坐标 一致。

• 立方体列表/cube_list：设置平面 cube 列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与 立方体 一致。

输入：

说明：根据需求选择其中一种数据信号输入即可。

• input_cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输入内容：点云数据

• input_cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输入内容：点云数据列表

输出：

• output_cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输出内容：平面查找出的点云数据

• pose：

  • 数据类型：Pose

  • 输出内容：点云中心点 pose 数据

• cube：

  • 数据类型：Cube

  • 输出内容：平面 cube 数据

• output_cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输出内容：平面查找出的点云数据列表

• pose_list：

  • 数据类型：PoseList

  • 输出内容：点云中心点 pose 数据列表

• cube_list：

  • 数据类型：CubeList

  • 输出内容：平面 cube 数据列表

功能演示

使用 FindElement 算子 Plane 查找加载点云的回归平面 。

步骤1：算子准备

添加 Trigger 、Load 、FindElement 算子至算子图。

步骤2：设置算子参数

1. 设置 Load 算子参数：

   • 类型 → pointcloud

   • 文件 → → 点云文件名( example_data/pointcloud/milk.pcd )

   • 坐标 → 可视

2. 设置 FindElement 算子参数：

   • 类型 → Plane

   • 点云 → 可视

   • 距离阈值 → 0.01

步骤3：连接算子

步骤4：运行

点击 RVS 运行按钮，触发 Trigger 算子。

运行结果

如下图所示，左图为 Load 算子加载出的点云，右图为 FindElement 算子 Plane 查找加载点云的回归平面。

Cylinder

将 FindElement 算子的 类型 设置为 Cylinder ，用于自动查找当前点云的圆柱体。

算子参数

• 最大迭代次数/max_iteration：最大迭代次数，默认值：1000 。

• 距离阈值/distance_threshold：点云过滤的距离阈值。单位：m 。默认值：0.001 。

• 最大半径/max_radius：圆柱体最大半径。单位：m 。默认值：0.1 。当查找到的圆柱体半径大于该值时， 触发 error 信号。

• 圆柱体长度/cylinder_length：设置圆柱体的长。单位：m 。默认值：0.05 。

• 点云/cloud：设置查找出圆柱体点云在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开点云可视化。

  • 关闭点云可视化。

  • 设置 3D 视图中点云的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-1 。

  • 设置点云中点的尺寸。取值范围：[1,50] 。默认值：1 。

• 坐标/pose：设置平面点云中心点 pose 在3D视图中的可视化属性。

  • 打开平面点云中心点 pose 可视化。

  • 关闭平面点云中心点 pose 可视化。

  • 设置平面点云中心点 pose 的尺寸大小。取值范围：[0.001,10] 。默认值：0.1 。

• 圆柱体/cylinder：设置圆柱体在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开圆柱体可视化。

  • 关闭圆柱体可视化。

  • 设置3D视图中圆柱体的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-2 。

• 点云列表/cloud_list：设置查找出的圆柱体点云列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述点云一致。

• 坐标列表/pose_list：设置圆柱体点云中心点 pose 列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述 坐标一致。

• 圆柱体列表/cylinder_list：设置圆柱体列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与圆柱体一致。

数据信号输入输出

输入：

说明：根据需求选择其中一种数据信号输入即可。

• input_cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输入内容：点云数据

• input_cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输入内容：点云数据列表

输出：

• output_cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输出内容：查找出的点云数据

• pose：

  • 数据类型：Pose

  • 输出内容：点云中心点 pose 数据

• cylinder：

  • 数据类型：Cylinder

  • 输出内容：圆柱体数据

• output_cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输出内容：查找出的点云数据列表

• pose_list：

  • 数据类型：PoseList

  • 输出内容：点云中心点 pose 数据列表

• cylinder_list：

  • 数据类型：CylinderList

  • 输出内容：圆柱体数据列表

功能演示

使用 FindElement 算子 Cylinder 查找加载点云中的圆柱 。

步骤1：算子准备

添加 Trigger 、Load 、FindElement 算子至算子图。

步骤2：设置算子参数

1. 设置 Load 算子参数：

   • 类型 →PointCloud

   • 文件 → → 点云文件名 ( example_data/pointcloud/cylinder.pcd )

   • 点云 → 可视→ -2

   • 坐标 → 可视

2. 设置 FindElement 算子参数：

   • 类型 → Cylinder

   • 最大迭代次数 → 1000

   • 距离阈值 → 0.005

   • 最大半径 → 0.1

   • 圆柱体长度 → 0.2

   • 点云 → 可视

   • 坐标 → 可视

   • 圆柱体 → 可视

步骤3：连接算子

步骤四：运行

点击 RVS 运行按钮，触发 Trigger 算子。

运行结果

如下图所示，3D 视图中蓝色部分和圆柱体为 FindElement 的结果。

Sphere

将 FindElement 算子的 类型 设置为 Sphere ，用于自动查找当前点云的球体。

算子参数

• 最大迭代次数/max_iteration：最大迭代次数。默认值：1000 。

• 距离阈值/distance_threshold：点云过滤的距离阈值。单位：m ，默认值：0.01 。

• 阈值百分比/percentage_threshold：符合查找出点云数占总点云数的比例。默认值：50 。

• 球体半径最小值/sphere_radius_min：球体最小半径。默认值：0.05。当查找到的球体半径小于该值时， 触发 error 信号。单位：m 。

• 球体半径最大值/sphere_radius_max：球体最大半径。默认值：0.15 。当查找到的球体半径大于该值时， 触发 error 信号。单位：m 。

• 点云/cloud：设置查找出球体点云在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开点云可视化。

  • 关闭点云可视化。

  • 设置3D视图中点云的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-1 。

  • 设置点云中点的尺寸。取值范围：[1,50] 。默认值：1 。

• 坐标/pose：设置平面点云中心点 pose 在3D视图中的可视化属性。

  • 打开平面点云中心点 pose 可视化。

  • 关闭平面点云中心点 pose 可视化。

  • 设置平面点云中心点 pose 的尺寸大小 。取值范围：[0.001,10] 。默认值：0.1 。

• 球体/sphere：设置球体在3D视图中的可视化属性。

  • 打开球体可视化 。

  • 关闭球体体可视化 。

  • 设置3D视图中球体的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-2 。

  • 设置平面立方球体的透明度。取值范围：[0,1] 。默认值：0.5 。

• 点云列表/cloud_list：设置查找出的球体点云列表可视化属性。值描述与 点云 一致。

• 坐标列表/pose_list：设置球体点云中心点 pose 列表可视化属性。值描述与 坐标 一致。

• 球体列表/sphere_list：设置球体列表可视化属性。值描述与 球体 一致。

数据信号输入输出

输入：

说明：根据需求选择其中一种数据信号输入即可。

• input_cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输入内容：点云数据

• input_cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输入内容：点云数据列表

输出：

• output_cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输出内容：平面查找出的点云数据

• pose：

  • 数据类型：Pose

  • 输出内容：点云中心点 pose 数据

• sphere：

  • 数据类型：Sphere

  • 输出内容：sphere数据

• output_cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输出内容：平面查找出的点云数据列表

• pose_list：

  • 数据类型：PoseList

  • 输出内容：点云中心点 pose 数据列表

• sphere_list：

  • 数据类型：SphereList

  • 输出内容：sphere数据列表

功能演示

使用 FindElement 算子 Sphere 查找加载点云中的球体 。

步骤1：算子准备

添加 Trigger 、Load 、Emit 、CloudSegment 、FindElement 算子至算子图。

步骤2：设置算子参数

1. 设置 Load 算子参数：

   • 类型 → pointcloud

   • 文件 → → 点云文件名( example_data/pointcloud/sphere.pcd )

   • 点云 → 可视→ -2

2. 设置 Emit 算子参数：

   • 类型 → Cube

   • 坐标 → 0 -0.000457 1.10531 -0.110497 0 0

   • 宽度 → 1.6

   • 高度 → 1

   • 深度 → 1

3. 设置 CloudSegment 算子参数：

   说明：该算子用于去除背景点云。

   • 类型 → Cropboxsegment

   • 模式 → outside_points

4. 设置 FindElement 算子参数：

   • 类型 → Sphere

   • 最大迭代次数 → 1000

   • 距离阈值 → 0.01

   • 阈值百分比 → 25

   • 球体半径最小值 → 0.03

   • 球体半径最大值 → 0.05

   • 点云→ 可视

   • 球体→ 可视

步骤3：连接算子

步骤四：运行

点击 RVS 运行按钮，触发 Trigger 算子。

运行结果

如下图所示，3D 视图中紫色部分和球体为 FindElement 的结果。

Circle

将 FindElement 算子的 类型 设置为 Circle ，用于自动查找当前点云的拟合圆。圆心的朝向与 RVS 坐标系的 Z 轴相反。

算子参数

• 最大迭代次数/max_iteration：最大迭代次数，默认为1000次。

• 距离阈值/distance_threshold：单个点云与拟合圆的距离阈值，高于阈值的点不参与最终拟合。取值范围：(0,+∞)。默认值：0.01。单位：m。

• 点云/cloud：设置查找出平面的点云在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开点云可视化。

  • 关闭点云可视化。

  • 设置3D视图中点云的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-1 。

  • 设置点云中点的尺寸。取值范围：[0,50] 。默认值：1 。

• 坐标/pose：设置拟合圆中心点 pose 在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开拟合圆中心点 pose 可视化。

  • 关闭拟合圆中心点 pose 可视化。

  • 设置拟合圆中心点 pose 的尺寸大小。取值范围：[0.001,10] 。默认值：0.1 。

• 圆圈/circle：设置拟合圆在3D视图中的可视化属性。

  • 打开拟合圆可视化。

  • 关闭拟合圆可视化。

  • 设置拟合圆的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-2 。

• 点云列表/cloud_list：设置查找出平面的点云列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与 点云 一致。

• 坐标列表/pose_list：设置拟合圆中心点 pose 列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与坐标 一致。

• 圆圈列表/circle_list：设置拟合圆列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与圆圈 一致。

数据信号输入输出

输入：

说明：根据需求选择其中一种数据信号输入即可。

• cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输入内容：点云数据

• cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输入内容：点云数据列表

输出：

• cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输出内容：拟合圆所用的最终点云

• pose：

  • 数据类型：Pose

  • 输出内容：拟合圆的中心点位姿，z 轴为圆平面法向量

• Circle：

  • 数据类型：Circle

  • 输出内容：拟合圆

• cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输出内容：拟合圆所用的最终点云列表，点云在列表中的位置同下述列表保持一致

• pose_list：

  • 数据类型：PoseList

  • 输出内容：点云中心点位姿数据列表，z轴为圆平面法向量

• circle_list：

  • 数据类型：CircleList

  • 输出内容：拟合圆列表

功能演示

使用 FindElement 算子中 Circle 自动查找加载点云的拟合圆。

步骤1：算子准备

添加 Trigger 、Load 、CloudProcess 、GeometryProbe （2个） 、FindElement（2个） 、 算子至算子图。

步骤2：设置算子参数

1. 设置 Load 算子参数：

   • 类型 → pointcloud

   • 文件 → → 选择点云文件名( example_data/pointcloud/circle_crop.pcd )

   • 点云 → 可视

2. 设置 CloudProcess 算子参数：

   • 类型 → CloudCentroid

3. 设置 GeometryProbe 算子参数：

   • 类型 → Circle

   • 探测方向 → external

   • 圆锥体顶角度→ 70

   • 有效点百分比数→ 0.05

   • 步进值 → 5

   • 圆圈点云→ 可视

4. 设置 GeometryProbe_1 算子参数：

   • 类型 → Circle

   • 探测方向 → internal

   • 圆锥体顶角度→ 45

   • 有效点百分比数→ 0.05

   • 步进值 → 5

   • 圆圈点云→ 可视

5. 设置 FindElement 算子参数：

   • 类型 → Circle

   • 最大迭代次数 → 1000

   • 距离阈值 → 0.001

     说明：由于此时案例所用的点云密度很高，所以这里设置的阈值参数很小。实际使用图漾相机时，设置到 0.001 到 0.01 之间比较合适。

   • 坐标 → 可视

   • 圆圈 → 可视

6. 设置 FindElement_1 算子参数：

   • 类型 → Circle

   • 最大迭代次数 → 1000

   • 距离阈值 → 0.0005

   • 坐标 → 可视 → 0.1

   • 圆圈 → 可视

步骤3：连接算子

步骤4：运行

点击 RVS 运行按钮，触发 Trigger 算子。

运行结果

1. 结果如下图所示，比例较小的 pose 为 CloudProcess 算子的 pose 可视化结果，比例较大的 pose 为 FindElement 算子的 pose 参数的可视化结果。

2. 左图白色圆圈为 FindElement 算子中的 Circle 可视化结果，右图白色圆圈为 FindElement_1 算子的 Circle 可视化结果。

Line

将 FindElement 算子的 类型 设置为 Line，用于自动查找当前点云的拟合直线。线段 P1与 P2 的朝向 RVS 坐标系 X 轴正方向，P1_X < P2_X。

算子参数

• 最大迭代次数/max_iteration：最大迭代次数，默认值。1000 。

• 距离阈值/distance_threshold：单个点云与拟合直线的距离阈值，高于阈值的点不参与最终拟合。取值范围：(0,+∞)。默认值：0.003 。单位：m 。

• 线段长度/line_length：最终拟合直线的显示长度。

• 点云/cloud：设置拟合直线所用点云在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开点云可视化。

  • 关闭点云可视化。

  • 设置3D视图中点云的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-1 。

  • 设置点云中点的尺寸。取值范围：[1,50] 。默认值：1 。

• 线段/line：设置拟合直线的可视化在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开拟合直线可视化。

  • 关闭拟合直线可视化。

  • 设置拟合直线的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：60 。

  • 设置拟合直线的线宽。取值范围：[1,50] 。默认值：1 。

• 点云列表/cloud_list：设置拟合直线所用点云列表在 3D 视图中的可视化属性。值描述与 点云 一致。

• 线段列表/line_list：设置拟合直线列表的可视化在 3D 视图中的可视化属性。值描述与 线段 一致。

数据信号输入输出

输入：

说明：根据需求选择其中一种数据信号输入即可。

• cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输入内容：点云数据

• cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输入内容：点云数据列表

输出：

• cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输出内容：拟合直线所用的最终点云

• line：

  • 数据类型：Line

  • 输出内容：拟合直线

• cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输出内容：拟合圆所用的最终点云列表，点云在列表中的位置同下述列表保持一致

• line_list：

  • 数据类型：LineList

  • 输出内容：拟合直线列表

功能演示

使用 FindElement 算子中 Line 自动查找加载点云的拟合直线。

步骤1：算子准备

添加 Trigger 、Load 、Emit 、LineOperation 、GeometryProbe （2个）、FindElement （2个）、WaitAllTriggers 算子至算子图。

步骤2：设置算子参数

1. 设置 Emit算子参数：

   • 类型 → cube

   • 坐标 → 0.199179 0.26519 0.092586 2.61142 -2.82994 3.07943

   • 宽度 → 0.02

   • 高度 → 0.01

   • 深度 → 0.005

2. 设置 Load 算子参数：

   • 类型 → PointCloud

   • 文件 → → 选择点云文件名( example_data/pointcloud/cloud.pcd )

3. 设置 FindElement 算子参数：

   • 类型 → Line

   • 最大迭代次数 → 1000

   • 距离阈值 → 0.0001

   • 线段长度 → 0.1

   • 线段 → 可视

4. 设置 FindElement_1 算子参数：

   • 类型 → Line

   • 最大迭代次数 → 1000

   • 距离阈值 → 0.0001

   • 线段长度 → 0.1

   • 线段 → 可视

5. 设置 GeometryProbe 算子参数

   • 类型 →Line

   • 探测方向 → y-

   • 圆锥体顶角度 → 45

   • 有效点百分比数 → 10

   • 步进值 → 5

   • 有效点云 → 可视 → 3

   • 线段点云 → 可视 → 3

6. 设置 GeometryProbe_1 算子参数

   • 类型 →Line

   • 探测方向 → x-

   • 圆锥体顶角度 → 45

   • 有效点百分比数 → 10

   • 步进值 → 5

   • 有效点云 → 可视 → 3

   • 线段点云→ 可视 → 3

7. 设置 LineOperation 算子参数：类型 →LineCrossPoint

步骤3：连接算子

步骤4：运行

点击 RVS 运行按钮，触发 Trigger 算子。

运行结果

结果如下图所示，蓝色/绿色点云为 GeometryProbe 算子的 line_cloud 可视化结果，黄色拟合直线为 FindElement 算子的 line 参数的可视化结果 。

Contour

将 FindElement 算子的 类型 设置为 Contour ，用于查找当前点云的轮廓点云。

算子参数

• 间隔/interval：在该间隔内对点云进行采样。单位：m ，默认值：0.003 。

• 距离/distance：在该距离内对点云寻取内轮廓点。单位：m ，默认值：0.006 。

• 点云/cloud：设置轮廓点云在 3D 视图中的可视化属性。

  • 打开点云可视化。

  • 关闭点云可视化。

  • 设置3D视图中点云的颜色。取值范围：[-2,360] 。默认值：-1 。

  • 设置点云中点的尺寸。取值范围：[1,50] 。默认值：1 。

• 坐标/pose：设置点云中心点 pose 在3D视图中的可视化属性。

  • 打开点云中心点 pose 可视化。

  • 关闭点云中心点 pose 可视化。

  • 设置点云中心点 pose 的尺寸大小 。取值范围：[0.001,10] 。默认值：0.1 。

• 点云列表/cloud_list：设置查找出的轮廓点云列表可视化属性。值描述与 点云 一致。

• 坐标列表/pose_list：设置点云中心点 pose 列表可视化属性。值描述与 坐标 一致。

数据信号输入输出

输入：

说明：根据需求选择其中一种数据信号输入即可。

• cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输入内容：点云数据

• cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输入内容：点云数据列表

输出：

• cloud：

  • 数据类型：PointCloud

  • 输出内容：输入点云的轮廓点云

• pose：

  • 数据类型：Pose

  • 输出内容：输入点云的中心点pose

• cloud_list：

  • 数据类型：PointCloudList

  • 输出内容：输入点云列表的轮廓点云

• pose_list：

  • 数据类型：PoseList

  • 输出内容：输入点云列表中心点 pose 数据列表

功能演示

使用 FindElement 算子 Contour 查找加载点云中的轮廓点云 。

步骤1：算子准备

添加 Trigger 、Load 、FindElement 算子至算子图。

步骤2：设置算子参数

1. 设置 Load 算子参数：

   • 类型 → pointcloud

   • 文件 → → 点云文件名( example_data/pointcloud/back.pcd )

   • 点云 → 可视→ -2

2. 设置 FindElement 算子参数：

   • 类型 → Contour

   • 间隔 →0.15

   • 点云 → 可视

   • 坐标 → 可视

步骤3：连接算子

步骤四：运行

点击 RVS 运行按钮，触发 Trigger 算子。

运行结果

如下图所示，3D 视图中紫色点云为轮廓点云和点云中心点 pose 的结果。