ポイントクラウドブラケットボックスの計算

機能説明

このオペレータは、入力された各ポイントクラウドに対して3Dバウンディングボックスを計算し、バウンディングボックスの幾何学的情報を出力します。

2種類のバウンディングボックスを選択できます。

  • 座標軸に平行なバウンディングボックス(AABB): バウンディングボックスの各面は座標系のX、Y、Z軸に平行です。計算は単純かつ高速で、オブジェクトの向きが座標軸とほぼ一致している場合に適しています。

  • 方向付き最小バウンディングボックス(OBB): バウンディングボックスの方向はポイントクラウド自身の主方向によって決定され、任意の向きのオブジェクトをより緊密に囲むことができます。

利用シーン

  • オブジェクトの寸法と位置の推定:ポイントクラウドが表すオブジェクトの3D寸法と中心位置を取得します。

  • 大まかな姿勢推定:OBBはオブジェクトの向き情報を提供できます。

  • 空間占有分析:オブジェクトが空間内で占めるおおよその範囲を決定します。

  • ROI生成:後続のより詳細な処理のために、ポイントクラウドを囲む領域を迅速に生成します。

  • 衝突検出:単純なAABBまたはより緊密なOBBを使用して、予備的な衝突判定を行います。

入力と出力

入力項目

ポイントクラウド:入力ポイントクラウドまたはポイントクラウドのリスト。

出力項目

ブラケットノーマル:計算されたバウンディングボックスの法線ベクトルのリスト。

ブラケット中心点:計算された各バウンディングボックスの中心点のリスト。計算方法は中心点タイプパラメータによって決定されます。

括弧:各バウンディングボックスの詳細情報のリスト。

ブラケットサイズ:各バウンディングボックスの主軸に沿ったX、Y、Z寸法のリスト。

3D ROI:計算されたバウンディングボックスに基づいて生成された3D ROIのリスト。スケーリングまたは調整されている可能性があります。

パラメータ説明

このオペレータには2つのバージョンがあります。

  • ポイントクラウドブラケットボックスの計算 :法線情報のないポイントクラウドを処理します。

  • ポイントクラウドバウンディングボックスを計算する(法線付き) :法線情報のあるポイントクラウドを処理します。

両者のコア機能とパラメータは完全に同じで、処理するポイントクラウドデータの種類のみが異なります。

  • 入力:単一のポイントクラウドまたはポイントクラウドのリストを処理できます。リストの場合、リスト内の各ポイントクラウドに対して個別にバウンディングボックスが計算されます。

  • NaN値の処理:オペレータは計算前にポイントクラウドからNaN値を内部的に削除しようとします。

計算方法

パラメータ説明

計算するバウンディングボックスの種類を選択します。

チューニング説明

  • OBB方向付き最小バウンディングボックス(OBB、デフォルト):ポイントクラウドを緊密に囲む、方向付きの最小体積バウンディングボックスを計算します。任意の向きのオブジェクトに適しており、より正確な寸法と方向情報を提供できますが、計算は若干複雑です。

  • AABB座標軸に平行なバウンディングボックス(AABB):座標軸に平行な面を持ち、ポイントクラウドを囲む最小バウンディングボックスを計算します。計算は単純かつ高速ですが、傾いたオブジェクトの場合、その寸法は実際のオブジェクトよりも大きくなります。

    アプリケーションのニーズに応じて選択します。オブジェクトの正確な寸法と方向が必要な場合はOBBを選択し、おおよその範囲のみが必要でオブジェクトの向きが規則的であるか、より高速な速度が必要な場合はAABBを選択できます。

センターポイントタイプ

パラメータ説明

出力「ブラケット中心点」の計算方法を選択します。

チューニング説明

  • ブラケット中心点 (デフォルト):計算されたAABBまたはOBBの幾何学的中心を直接使用します。

  • ポイントクラウド平均 :このバウンディングボックスを構成する元のポイントクラウドのXYZ座標の平均値を使用します。

  • ポイントクラウド中央値 :このバウンディングボックスを構成する元のポイントクラウドのXYZ座標の中央値を使用します。これは外れ値に対してよりロバストです。

法線Z方向

パラメータ説明

出力「ブラケットノーマル」のZ成分を正にするか負にするかを指定します。オペレータは、この設定に基づいて計算された法線ベクトルの方向を調整します。

チューニング説明

出力法線ベクトルの向きを統一するために使用されます。法線ベクトルを常にZ軸の正方向(「上向き」)に向ける場合は「正のZ」を選択し、Z軸の負方向(「下向き」)に向ける場合は「負のZ」を選択します。

ズーム方法

パラメータ説明

最終出力3D ROI領域を調整(スケーリング/拡張)する方法を選択します。

チューニング説明

  • ズームを許可しない(デフォルト):スケーリングや拡張は行われません。ROIは計算されたバウンディングボックスと一致します。

  • 指定値:バウンディングボックスの各軸の最小/最大座標に、以下の「X方向のスケール範囲」/「Yスケーリング範囲」/「Zスケーリング範囲」パラメータで指定された絶対値(mm)を追加または減算します。

  • 指定比率:以下の「スケールX」/「スケールY」/「ズーム」パラメータに従ってバウンディングボックスの寸法をスケーリングします。

X方向のスケール範囲/Yスケーリング範囲/Zスケーリング範囲

パラメータ説明

「ズーム方法」が「指定値」に設定されている場合に有効です。バウンディングボックスのX、Y、Z方向に(注意:OBBの場合、これはバウンディングボックス自身の座標軸を指します)それぞれ外側に拡張(正の値)または内側に縮小(負の値)する距離を指定します。

チューニング説明

ROIサイズの精密な制御に使用されます。例えば、X=10は、ROIがバウンディングボックス自身のX軸方向で元のバウンディングボックスよりも20mm広いことを意味します(両側にそれぞれ10mm追加)。

パラメータ範囲

"[-5000, 10000]、デフォルト値:0、単位:mm"

スケールX/スケールY/ズーム

パラメータ説明

「ズーム方法」が「指定比率」に設定されている場合に有効です。ROI(および場合によってはバウンディングボックス)のX、Y、Z方向(バウンディングボックス自身の座標軸)のそれぞれのスケーリング係数を指定します。

チューニング説明

スケーリング係数1は元のサイズを維持することを意味し、1より大きい場合は拡大、1より小さい場合は縮小を意味します。例えば、x=1.1は、ROIがバウンディングボックス自身のX軸方向で元のサイズの1.1倍になることを意味します。

パラメータ範囲

"[0, 5]、デフォルト値:1"