点云格式-pcd

每一个pcd文件包含一个文件头，它声明文件中存储的点云数据的特性（元数据）。pcd文件头必须用ASCII码来编码。头文件属性字段都以一个新行（\n）分开。从0.7版本开始，pcd文件头包含下面的字段：

.VERSION –指定pcd文件版本

.FIELDS –指定一个点可以有的每一个维度和字段的名字。例如：

FIELDS x y z                                   # XYZ data

FIELDS x y z rgb                          # XYZ + colors

FIELDS x y z normal_xnormal_y normal_z         # XYZ + surface normals

FIELDS j1 j2 j3                                # moment invariants

...

SIZE –用字节数指定每一个维度的大小。例如：

unsigned char/char has 1 byte

unsigned short/short has 2 bytes

unsignedint/int/float has 4 bytes

double has 8 bytes

.TYPE –用一个字符指定每一个维度的类型。现在被接受的类型有：

I –表示有符号类型int8（char）、int16（short）和int32（int）；

U – 表示无符号类型uint8（unsigned char）、uint16（unsigned short）和uint32（unsigned int）；

F –表示浮点类型。

·COUNT –指定每一个维度包含的元素数目。例如，x这个数据通常有一个元素，但是像VFH这样的特征描述子就有308个。实际上这是在给每一点引入n维直方图描述符的方法，把它们当做单个的连续存储块。默认情况下，如果没有COUNT，所有维度的数目被设置成1。

·WIDTH –用点的数量表示点云数据集的宽度。根据是有序点云还是无序点云，WIDTH有两层解释：

1)它能确定无序数据集的点云中点的个数（和下面的POINTS一样）；

2)它能确定有序点云数据集的宽度（一行中点的数目）。

注意：有序点云数据集，意味着点云是类似于图像（或者矩阵）的结构，数据分为行和列。这种点云的实例包括立体摄像机和时间飞行摄像机生成的数据。有序数据集的优势在于，预先了解相邻点（和像素点类似）的关系，邻域操作更加高效，这样就加速了计算并降低了PCL中某些算法的成本。

例如：

WIDTH 640       # 每行有640个点

·HEIGHT –用点的数目表示点云数据集的高度。类似于WIDTH ，HEIGHT也有两层解释：

1)它表示有序点云数据集的高度（行的总数）；

2)对于无序数据集它被设置成1（被用来检查一个数据集是有序还是无序）。

有序点云例子：

WIDTH 640       # 像图像一样的有序结构，有640行和480列，

HEIGHT 480      # 这样该数据集中共有640*480=307200个点

无序点云例子：

WIDTH 307200

HEIGHT 1        # 有307200个点的无序点云数据集

·VIEWPOINT–指定数据集中点云的获取视点。VIEWPOINT有可能在不同坐标系之间转换的时候应用，在辅助获取其他特征时也比较有用，例如曲面法线，在判断方向一致性时，需要知道视点的方位，

视点信息被指定为平移（txtytz）+四元数（qwqxqyqz）。默认值是：

VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0

·POINTS–指定点云中点的总数。从0.7版本开始，该字段就有点多余了，因此有可能在将来的版本中将它移除。

例子：

POINTS 307200   #点云中点的总数为307200

·DATA –指定存储点云数据的数据类型。从0.7版本开始，支持两种数据类型：ascii和二进制。查看下一节可以获得更多细节。

注意：文件头最后一行（DATA）的下一个字节就被看成是点云的数据部分了，它会被解释为点云数据。

警告：PCD文件的文件头部分必须以上面的顺序精确指定，也就是如下顺序：

VERSION、FIELDS、SIZE、TYPE、COUNT、WIDTH、HEIGHT、VIEWPOINT、POINTS、DATA

之间用换行隔开。

数据存储类型

在0.7版本中，.pcd文件格式用两种模式存储数据：

ASCII形式

如果以ASCII形式，每一点占据一个新行：

p_1

p_2

...

p_n

注意：从PCL 1.0.1版本开始，用字符串“nan”表示NaN，此字符表示该点的值不存在或非法等。

二进制形式

如果以二进制形式，这里数据是数组（向量）pcl::PointCloud.points的一份完整拷贝，在Linux系统上，我们用mmap/munmap操作来尽可能快的读写数据，存储点云数据可以用简单的ascii形式，每点占据一行，用空格键或Tab键分开，没有其他任何字符。也可以用二进制存储格式，它既简单又快速，当然这依赖于用户应用。ascii格式允许用户打开点云文件，使用例如gunplot这样的标准软件工具更改点云文件数据，或者用sed、awk等工具来对它们进行操作。

示例：

# .PCD v.7 - Point Cloud Data file format
VERSION .7
FIELDS x y z
SIZE 8 8 8
TYPE F F F
COUNT 1 1 1
WIDTH 55061
HEIGHT 1
VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0
POINTS 55061
DATA ascii
165.910849 111.848930 855.473457
232.670594 148.455302 1272.738956
232.670594 148.455302 1272.738956
411.064056 234.325784 1998.515717