python读取pcd点云/转numpy（python2+python3,非ROS环境）

0.引言

$\qquad$ ROS的PCL库支持python读取点云，ROS1关联的是python2（2.7），ROS2关联的是python3（>=3.5），但这对于windows的用户和没装ROS的ubuntu用户似乎不够友好。下面就介绍两种不需要ros的方法。
$\qquad$ 点云的fileds有好几种，XYZ，XYZI，XYZRGB，XYZRGBA，本文以XYZI为例讲解，如果是RGB类型的参考以下链接：

https://blog.csdn.net/qq_35565669/article/details/106687208

1.python2读取点云

在python2的环境下：

pip2 install pypcd

注意，python3不能安装这个包

参考代码：

#!/usr/bin/python2
import pypcd
import numpy as np
import os
from tqdm import tqdm
pcd_dir = '/data3/data/SemiAuto_Calib/PC2_CV3/PC2_CV/pcd'
out_pcd_dir = "data/pcd"
pcd_files = [file for file in os.listdir(pcd_dir) if os.path.splitext(file)[1]=='.pcd']
pcd_files.sort()
os.makedirs(out_pcd_dir)
for file in tqdm(pcd_files,desc="pcd"):cloud = pypcd.PointCloud.from_path(os.path.join(pcd_dir,file))pcd_array = cloud.pc_data.view(np.float32).reshape(cloud.pc_data.shape+(-1,))  # numpy.ndarray (N,4)np.save(os.path.join(out_pcd_dir,os.path.splitext(file)[0]+".npy"),pcd_array)  # 读取时np.load(file)

Windows用户可删除第一行注释，并切换到python2环境运行此脚本。

2.python3读取点云

2.1. pclpy

需要python3.6的环境，安装pclpy

pip3 install pclpy

python3.6环境用户直接跳过以下内容

原github网址：

https://github.com/davidcaron/pclpy

注：原github网址提示兼容的版本：
github
若不是python3.6则不能直接通过pip安装（无pypi的二进制文件），需要通过conda安装：
conda install -c conda-forge -c davidcaron pclpy不建议使用，安装了10分钟仍然在等待，而且是强制安装。

参考代码：

import pclpy
from pclpy import pcl
import numpy as np
obj = pclpy.pcl.PointCloud.PointXYZI()
pcl.io.loadPCDFile('PC2_CV\pcd\PointXYZI_001.pcd',obj)
np_xyz = obj.xyz
insty = obj.intensity[:,None]
print(np_xyz.shape,insty.shape)

输出：

(28800, 3) (28800, 1)

一个是XYZ坐标，一个是intensity强度。
另外，这个库还可以像pcl一样展示点云

参考：https://www.codeleading.com/article/19791179164/

import pclpy
from pclpy import pcl
obj=pclpy.pcl.PointCloud.PointXYZI()
pcl.io.loadPCDFile('PC2_CV\pcd\PointXYZI_001.pcd',obj)
viewer=pcl.visualization.PCLVisualizer('pcd-viewer')
viewer.addPointCloud(obj)
while(not viewer.wasStopped()):viewer.spinOnce(100)

不怎么好看，但是可以随便旋转。
pcd-viewer

2.2. open3d读取

open3d库相较于pclpy要大很多，但是对不同版本的python均兼容，也是直接通过pip安装。

【pcl官网教程链接】

numpy转open3d格式

import open3d as o3d
import numpy as np
xyz = numpy.random.rand(10,3)
pcd = o3d.geometry.PointCloud()
pcd.points = o3d.utility.Vector3dVector(xyz)
o3d.io.write_point_cloud("test.ply", pcd)

open3d转numpy格式

import open3d as o3d
import numpy as np
pcd_load = o3d.io.read_point_cloud("test.ply")
xyz_load = np.asarray(pcd_load.points)

本文教程展示的是ply格式的点云，实际上，pcd、ply、obj格式的诸多格式点云open3d均可以随意读写，所以只需要学会将numpy转为open3dd的pointcloud格式，即可保存为任何一种形式的点云。以下是一个官网教程的案例

# examples/Python/Basic/file_io.pyimport open3d as o3dif __name__ == "__main__":print("Testing IO for point cloud ...")pcd = o3d.io.read_point_cloud("../../TestData/fragment.pcd")print(pcd)o3d.io.write_point_cloud("copy_of_fragment.pcd", pcd)print("Testing IO for meshes ...")mesh = o3d.io.read_triangle_mesh("../../TestData/knot.ply")print(mesh)o3d.io.write_triangle_mesh("copy_of_knot.ply", mesh)print("Testing IO for textured meshes ...")textured_mesh = o3d.io.read_triangle_mesh("../../TestData/crate/crate.obj")print(textured_mesh)o3d.io.write_triangle_mesh("copy_of_crate.obj",textured_mesh,write_triangle_uvs=True)copy_textured_mesh = o3d.io.read_triangle_mesh('copy_of_crate.obj')print(copy_textured_mesh)print("Testing IO for images ...")img = o3d.io.read_image("../../TestData/lena_color.jpg")print(img)o3d.io.write_image("copy_of_lena_color.jpg", img)

附：本人在安装open3d时还遇到了一个奇怪的问题
Cannot uninstall ‘terminado’. It is a distutils installed project and thus we cannot accurately determine which files belong to it which would lead to only a partial uninstall.
若有遇到同样问题的伙伴，可以参考以下解决方案：