VFH视点特征直方图

VFH(Viewpoint Feature Histogram)描述子应用于点云聚类识别和六自由度位姿估计问题

（1）训练

给定一个只包含一个物体的场景，这样方便后面聚类的得到。利用一个准确的位姿记录系统获取位姿。获取的不同视角的点云计算VFH描述子。

保存不同视角的点云，并基于此建立kdtree。
（2）测试

从给定的场景中分割提取出聚类。对于每个聚类，计算其VFH描述子。利用VFH描述子在上面建立的kdtree进行搜索查找。

 VFH利用了FPFH特征优异的识别能力，同时引入视点变量以使其不受尺度变化影响，VFH是对整个点云进行处理的（输出结果只有一个直方图）。

VFH特征包含两部分：

1.viewpoint direction component

计算视点方向和所有点的法向的夹角的直方图（视点方向平移到每个点处）

 

 

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);

//定义绘图器
    pcl::visualization::PCLPlotter *plotter = new pcl::visualization::PCLPlotter("My Plotter");
    //设置特性
    plotter->setShowLegend(true);
    std::cout << pcl::getFieldsList<pcl::VFHSignature308>(*vfhs);

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

    plotter->clearPlots();