【Python】Open3Dで3D点群処理！RANSACによる平面・直線推定の方法

import open3d as o3d

# 点群の読み込み
pcd = o3d.io.read_point_cloud("../../test_data/fragment.pcd")

# 引数を設定して、平面を推定
plane_model, inliers = pcd.segment_plane(distance_threshold=0.01,
                                         ransac_n=3,
                                         num_iterations=1000)

# 平面モデルの係数を出力
[a, b, c, d] = plane_model
print(f"Plane equation: {a:.2f}x + {b:.2f}y + {c:.2f}z + {d:.2f} = 0")

# インライアの点を抽出して色を赤にする
inlier_cloud = pcd.select_by_index(inliers)
inlier_cloud.paint_uniform_color([1.0, 0, 0])

# 平面以外の点を抽出
outlier_cloud = pcd.select_by_index(inliers, invert=True)

# 可視化
o3d.visualization.draw_geometries([inlier_cloud, outlier_cloud],
                                  zoom=0.8,
                                  front=[-0.4999, -0.1659, -0.8499],
                                  lookat=[2.1813, 2.0619, 2.0999],
                                  up=[0.1204, -0.9852, 0.1215])

pip3 install pyransac3d

git clone https://github.com/leomariga/pyRANSAC-3D.git

python3 pyRANSAC-3D/tests/test_line.py 

import open3d as o3d
import pyransac3d as pyrsc
import numpy as np

# データをnumpy配列に変換
points = np.asarray(pcd_load.points)

# 直線モデルを定義
line = pyrsc.Line()

# RANSACによる直線推定（しきい値は15に設定）
A, B, inliers = line.fit(points, thresh=15)

# 元のデータにおけるインライアの点の色を赤に変更
plane = pcd_load.select_by_index(inliers).paint_uniform_color([1, 0, 0])

# Open3Dで可視化
o3d.visualization.draw_geometries([pcd_load, plane])

python3 pyRANSAC-3D/tests/test_plane.py  

# 点群データ読み込みとnumpy配列への変換
pcd_load = o3d.io.read_point_cloud('/tests/dataset/caixa.ply')
points = np.asarray(pcd_load.points)

# 平面モデルを定義
plano1 = pyrsc.Plane()

# RANSACによる平面推定（しきい値は0.01に設定）
best_eq, best_inliers = plano1.fit(points, 0.01)

# インライアの点の色を赤に変更
plane = pcd_load.select_by_index(best_inliers).paint_uniform_color([1, 0, 0])

# 平面のバウンディングボックスを取得して青色に設定
obb = plane.get_oriented_bounding_box()
obb.color = [0, 0, 1]

# 平面以外の点を抽出
not_plane = pcd_load.select_by_index(best_inliers, invert=True)

# Open3Dで可視化
o3d.visualization.draw_geometries([not_plane, plane, obb])

import k3d
import numpy as np

# 点群データをnumpy配列に変換
not_plane1 = np.asarray(not_plane.points)
plane1 = np.asarray(plane.points)

# プロットの初期化と描画
plot = k3d.plot(name='ransac_plane')
plot += k3d.points(not_plane1, point_size=0.01)
plot += k3d.points(plane1, point_size=0.01, color=0xff0000) # 赤色で描画

plot.display()