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00034
00035 #ifndef NDT_MATCHER_HH
00036 #define NDT_MATCHER_HH
00037
00038 #include "ndt_map.h"
00039 #include "pcl/point_cloud.h"
00040 #include "Eigen/Core"
00041
00042 namespace lslgeneric
00043 {
00044
00048 template <typename PointSource, typename PointTarget>
00049 class NDTMatcherP2D
00050 {
00051 public:
00052 NDTMatcherP2D(std::vector<double> _resolutions)
00053 {
00054 this->init(false,_resolutions);
00055 }
00056 NDTMatcherP2D()
00057 {
00058 this->init(true,std::vector<double>());
00059 }
00060 NDTMatcherP2D(const NDTMatcherP2D<PointSource,PointTarget>& other)
00061 {
00062 this->init(false,other.resolutions);
00063 }
00077 bool match( pcl::PointCloud<PointTarget>& target,
00078 pcl::PointCloud<PointSource>& source,
00079 Eigen::Transform<double,3,Eigen::Affine,Eigen::ColMajor>& T );
00080
00092 bool match( NDTMap<PointTarget>& target,
00093 pcl::PointCloud<PointSource>& source,
00094 Eigen::Transform<double,3,Eigen::Affine,Eigen::ColMajor>& T );
00095
00101 bool covariance( pcl::PointCloud<PointTarget>& target,
00102 pcl::PointCloud<PointSource>& source,
00103 Eigen::Transform<double,3,Eigen::Affine,Eigen::ColMajor>& T,
00104 Eigen::Matrix<double,6,6> &cov
00105 );
00106
00107
00108 double scorePointCloud(pcl::PointCloud<PointSource> &source,
00109 NDTMap<PointTarget> &target);
00110
00111
00112
00113
00114 void derivativesPointCloud(pcl::PointCloud<PointSource> &source,
00115 NDTMap<PointTarget> &target,
00116 Eigen::Transform<double,3,Eigen::Affine,Eigen::ColMajor> &transform,
00117 Eigen::Matrix<double,6,1> &score_gradient,
00118 Eigen::Matrix<double,6,6> &Hessian,
00119 bool computeHessian);
00120
00121 void generateScoreDebug(const char* out, pcl::PointCloud<PointTarget>& target,
00122 pcl::PointCloud<PointSource>& source);
00123
00124 double finalscore;
00125 private:
00126
00127 Eigen::Matrix<double,3,6> Jest;
00128 Eigen::Matrix<double,18,6> Hest;
00129
00130 double lfd1,lfd2;
00131 bool useSimpleDerivatives;
00132 double current_resolution;
00133 bool isIrregularGrid;
00134
00135
00136 void precomputeAngleDerivatives(Eigen::Vector3d &eulerAngles);
00137
00138
00139 bool update_score_gradient(Eigen::Matrix<double,6,1> &score_gradient,
00140 Eigen::Vector3d &transformed,
00141 Eigen::Matrix3d &Cinv);
00142
00143 void update_hessian(Eigen::Matrix<double,6,6> &Hessian,
00144 Eigen::Vector3d &transformed,
00145 Eigen::Matrix3d &Cinv);
00146
00147
00148 void computeDerivatives(PointSource &pt);
00149
00150
00151 double lineSearch(double score_here,
00152 Eigen::Matrix<double,6,1> &score_gradient,
00153 Eigen::Matrix<double,6,1> &increment,
00154 pcl::PointCloud<PointSource> &source,
00155 NDTMap<PointTarget> &target) ;
00156
00157
00158
00159 double lineSearchMT( Eigen::Matrix<double,6,1> &score_gradient_init,
00160 Eigen::Matrix<double,6,1> &increment,
00161 pcl::PointCloud<PointSource> &source,
00162 Eigen::Transform<double,3,Eigen::Affine,Eigen::ColMajor> &globalT,
00163 NDTMap<PointTarget> &target) ;
00164
00165
00166
00167
00168
00169
00170
00171
00172
00173 struct MoreThuente
00174 {
00175 static double min(double a, double b);
00176 static double max(double a, double b);
00177 static double absmax(double a, double b, double c);
00178 static int cstep(double& stx, double& fx, double& dx,
00179 double& sty, double& fy, double& dy,
00180 double& stp, double& fp, double& dp,
00181 bool& brackt, double stmin, double stmax);
00182 };
00183
00184
00185 pcl::PointCloud<PointSource> subsample(pcl::PointCloud<PointSource>& original);
00186 int NUMBER_OF_POINTS;
00187 int NUMBER_OF_ACTIVE_CELLS;
00188
00189 private:
00190
00191 Eigen::Vector3d jest13, jest23, jest04, jest14, jest24, jest05, jest15, jest25;
00192 Eigen::Vector3d a2,a3, b2,b3, c2,c3, d1,d2,d3, e1,e2,e3, f1,f2,f3;
00193
00194 std::vector<double> resolutions;
00195
00196 void init(bool useDefaultGridResolutions, std::vector<double> _resolutions);
00197 double normalizeAngle(double a);
00198 public:
00199 EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW
00200 };
00201
00202 }
00203
00204 #include <impl/ndt_matcher_p2d.hpp>
00205
00206 #endif