Halcon|讀取3D相機點雲數據

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最近發現很多小夥伴在使用Halcon處理3D工業相機掃描結果的時候遇到了“如何讀取”的問題。一般的3D工業相機儲存數據的格式有txt格式、tif格式、csv格式、ply格式、ptx格式、bin格式、obj格式等。
txt格式
讀取txt文件生成3D模型一般需要分析txt文件的儲存格式，下圖是我使用的工業相機儲存的部分txt數據：

經過分析，前3列爲X、Y、Z座標，第4列到第6列爲每一點的法線座標nX、nY、nZ，第7列到第9列爲灰度值。因此我們採用以下代碼重構3D模型：
open_file ('data.txt', 'input', XYZ) #打開文件
X :=[]
Y :=[]
Z :=[]
nX :=[]
nY :=[]
nZ :=[]
Gray :=[]
fread_line (XYZ, OutLine, IsEOF) #讀文件中一行的字符串
tuple_split (OutLine, ' ', Substrings) #根據空格分割一行的字符串
while (IsEOF==0) #將X Y Z nX nY nZ Gray分別存儲在不同的元組中
    X :=[X,Substrings[0]]
    Y :=[Y,Substrings[1]]
    Z :=[Z,Substrings[2]]
    nX :=[nX,Substrings[3]]
    nY :=[nY,Substrings[4]]
    nZ :=[nY,Substrings[5]]
    Gray :=[Gray,Substrings[6]]
    fread_line (XYZ, OutLine, IsEOF)
    tuple_split (OutLine, ' ', Substrings)
endwhile
close_file (XYZ) #關閉文件
tuple_number (X, NumberX) 
tuple_number (Y, NumberY) 
tuple_number (Z, NumberZ)  #將字符串轉化爲數字
gen_object_model_3d_from_points (NumberX, NumberY, NumberZ, ObjectModel3D) #構建3D模型
visualize_object_model_3d (3600, ObjectModel3D, [], [], [], [], [], [], [], PoseOut) #顯示3D模型
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代碼中的IsEOF參數爲循環的判斷變量，當文件未到末尾時，IsEOF爲0；當文件到達末尾時，IsEOF爲1。
3D模型顯示結果如下：

注意：1、通過元組生成3D模型時，採用gen_object_model_3d_from_points算子；2、一些3D相機的txt文件的數據之間採用@相連，此時應使用@對字符串進行分割。
tif格式
tif圖片格式是工業相機損失較小的圖片格式。一般3D相機會將不同的數據保存在不同的tif圖片中。下圖是我使用的工業相機儲存的tif文件：

其中，PointCloud_X PointCloud_Y PointCloud_Z爲將點雲的XYZ座標作爲灰度值生成的圖片，NormalMap_X NormalMap_Y NormalMap_Z爲將點雲的XYZ法線座標作爲灰度值生成的圖片，Texture爲一般的灰度圖片。可使用以下代碼重構3D模型：
read_image (PointcloudX, '0-400_IMG_PointCloud_X.tif') 
read_image (PointcloudY, '0-400_IMG_PointCloud_Y.tif')
read_image (PointcloudZ, '0-400_IMG_PointCloud_Z.tif') #分別讀取XYZ座標
xyz_to_object_model_3d (PointcloudX, PointcloudY, PointcloudZ, ObjectModel3D) #生成3D模型
visualize_object_model_3d (3600, ObjectModel3D, [], [], [], [], [], [], [], PoseOut) #顯示3D模型
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其中，讀取的PointcloudX PointcloudY PointcloudZ等圖片也可以先做Blob分析之後再合成3D模型。此時，若PointcloudX PointcloudY PointcloudZ的大小不一致，代碼：
xyz_to_object_model_3d (PointcloudX, PointcloudY, PointcloudZ, ObjectModel3D) 
1
生成的3D模型將以PointcloudX爲準。
注意：與算子gen_object_model_3d_from_points作對比，當通過圖片生成3D模型時，採用xyz_to_object_model_3d算子。
Halcon直接讀取
我購買的工業相機可以直接採用以下代碼實時抓取數據，可以作爲其他工業相機實施抓取數據的參考。
open_framegrabber ('PhoXi', 1, 1, 0, 0, 0, 0, 'default', -1, 'default', -1, 'false', 'default', '2018-08-034-LC3', -1, -1, AcqHandle) #打開相機
get_framegrabber_param (AcqHandle, 'revision', Revision) #得到相機參數
GrabDataItems:=['PointCloud', 'Texture', 'NormalMap', 'ConfidenceMap']
set_framegrabber_param (AcqHandle, 'grab_data_items', GrabDataItems) #設置相機參數
grab_data (ImageData, Region, Contours, AcqHandle, Data) #抓取數據
select_obj (ImageData, XYZ, 1) #選擇3維數據XYZ(點雲座標)
select_obj (ImageData, Texture, 2) #選擇1維度數據Texture
select_obj (ImageData, Normals, 3) #選擇3維數據Normals(法線)
select_obj (ImageData, Confidence, 4) #選擇1維數據Confidence
decompose3 (XYZ, XImage, YImage, ZImage) #將XYZ分解爲X Y Z三通道
decompose3(Normals, nX, nY, nZ)  #將Normals分解爲nX nY nZ三通道
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同樣，可以對其中任意一張圖像做Blob分析等操作，也可採用：
xyz_to_object_model_3d (X, Y, Z, ObjectModel3D) 
visualize_object_model_3d (3600, ObjectModel3D, [], [], [], [], [], [], [], PoseOut) 
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生成3D模型並進行顯示。
CSV格式
CSV格式（Comma-Separated Values）直譯爲逗號分隔值（也稱字符分隔值，因爲分隔字符也可以不是逗號），是一種以逗號作爲分隔符，對數據進行直接記錄的文件。
讀取csv文件生成3D模型一般需要分析csv文件的儲存格式。我們先創建一個csv文件。如下圖所示，直接創建txt文件，每一行保存一個點雲座標，不同座標之間採用“,”作爲分隔符，另存爲csv文件即可。

open_file ('data.csv', 'input', FileHandle) #打開文件
X :=[]
Y :=[]
Z :=[]
fread_line (FileHandle, OutLine, IsEOF)
while (IsEOF==0)
    tuple_split (OutLine, ',', Substrings)
    tuple_number (Substrings, Number)
    X :=[X,Number[0]]
    Y :=[Y,Number[1]]
    Z :=[Z,Number[2]] #讀取XYZ
    fread_line (FileHandle, OutLine, IsEOF)
endwhile
gen_object_model_3d_from_points (X, Y, Z, ObjectModel3D) #生成3D模型
visualize_object_model_3d (3600, ObjectModel3D, [], [], [], [], [], [], [], PoseOut) #顯示結果
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結果如下：

ply格式
ply是Halcon可識別的3D模型儲存格式，可以直接打開。
read_object_model_3d ('data.ply', 'm', [], [], ObjectModel3D, Status)
visualize_object_model_3d (3600, ObjectModel3D, [], [], [], [], [], [], [], PoseOut)
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結果如下：

ptx格式
obj格式
bin格式
以上格式等有空了繼續更吧！
祝大家學習愉快！
嘻嘻~~
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