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PointCloud 和 PCLPointCloud2 的区别

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PCL 中有两种表示点云的数据结构，分别为 PointCloud<PointT> 和 PCLPointCloud2。官方注释中常称为 a pcl::PointCloud<T> object 以及 a PCLPointCloud2 binary data blob。

两者的最大区别是储存数据的方式：

  • PointCloud<PointT> 为模板类，其中指定了每个点的数据类型 PointT， 独立储存每个点的数据。这种存储方式使得数据非常清晰，可以很方便地对某一个点或是某个点的某一字段进行访问，但无法选择存储或删除某一字段。

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    template <typename PointT>
    class PointCloud {
    public:
    	std::vector<PointT, Eigen::aligned_allocator<PointT>> points;
        ...
    };

  • PCLPointCloud2 则没有指定点的数据类型，而是在 fields 里记录每个点中有哪些字段（比如 rgba , x , normal_x 等），并以 std::uint8_t 将它们按顺序连续存储。这种存储方式理论上更通用，能够存储各种类型的点云数据，而不仅是 PCL中定义好的常见格式；可以灵活地对数据进行直接处理，选择存储或删除某一字段；当然也使得数据变得不太直观。

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    struct PCLPointCloud2{
        std::vector<::pcl::PCLPointField>  fields;
        uindex_t point_step = 0;
        std::vector<std::uint8_t> data;
        ...
    };

PCL 中提供了两者互换的接口：

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template<typename PointT> void
fromPCLPointCloud2 (const pcl::PCLPointCloud2& msg, pcl::PointCloud<PointT>& cloud);

template<typename PointT> void
toPCLPointCloud2 (const pcl::PointCloud<PointT>& cloud, pcl::PCLPointCloud2& msg);

ROS 中使用 sensor_msgs::msg::PointCloud2 传输点云数据，实际结构与 PCLPointCloud2 一致。在 perception_pcl/pcl_conversions 中提供了一些互换的接口：

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// sensor_msgs::msg::PointCloud2 <-> pcl::PCLPointCloud2
void toPCL(const sensor_msgs::msg::PointCloud2 &pc2, pcl::PCLPointCloud2 &pcl_pc2);
void moveToPCL(sensor_msgs::msg::PointCloud2 &pc2, pcl::PCLPointCloud2 &pcl_pc2);

// sensor_msgs::msg::PointCloud2 <-> pcl::PointCloud<T>
template<typename T>
void fromROSMsg(const sensor_msgs::msg::PointCloud2 &cloud, pcl::PointCloud<T> &pcl_cloud);
template<typename T>
void toROSMsg(const pcl::PointCloud<T> &pcl_cloud, sensor_msgs::msg::PointCloud2 &cloud);

实际上 sensor_msgs::msg::PointCloud2 与 PointCloud<T> 互换的过程中，也是先与 PCLPointCloud2 进行转换。

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template<typename T>
void toROSMsg(const pcl::PointCloud<T> &pcl_cloud, sensor_msgs::msg::PointCloud2 &cloud)
{
    pcl::PCLPointCloud2 pcl_pc2;
    pcl::toPCLPointCloud2(pcl_cloud, pcl_pc2);
    pcl_conversions::moveFromPCL(pcl_pc2, cloud);
}