# segTool

**Repository Path**: haoyanan1/seg-tool

## Basic Information

- **Project Name**: segTool
- **Description**: 点云&全景图片联合标注工具
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-03-06
- **Last Updated**: 2025-05-14

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

点云&全景影像联合分割标注工具
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## Requirements
> python >= 3.8
> numpy
> pandas
> scipy
> pyyaml
> opencv-python
> open3d
> vtk
> pydensecrf

## 车载移动测量系统

本工具使用移动测量系统经处理后得到的点云模型（.las）、全景影像投影（.jpg）、POS文件（.pos）、元数据文件（.json）。

移动测量系统的示意图如下：包含 GNSS+惯导系统、LiDAR、全景相机。

![](./assets/mobile_scan_system.png)

事后数据处理时，先对POS数据进行组合导航处理，得到载体的概略位姿。再利用点云数据进行ICP精配准，得到区域点云模型，并结合全景影像完成点云着色。

### 坐标系统定义与转换

注：无特别说明下，姿态描述采用欧拉角Yaw、Pitch、Roll以z-x-y顺序定义旋转。**其中，Yaw以顺时针旋转为正方向，与常规描述的方向相反**。

#### 大地坐标系

大地坐标系采用全球地理坐标系（WGS-84）定义。EPSG:4326

**POS系统输出的载体位置采用该坐标系下的经纬度及大地高描述。**

#### 地心地固/ECEF直角坐标系

其原点为地球的质心，x轴延伸通过本初子午线和赤道的交点。 z轴延伸通过的北极（即与地球旋转轴重合）。 y轴由右手坐标系确定，穿过赤道和90度经度。EPSG:4979

**各类数据处理需转换至ECEF坐标系下进行。**

#### 站心坐标系/ENU坐标系/Local Level Frame

局部坐标系随载体位置变化而变化。其以载体中心为原点，分别以当地平面的东向、北向、天顶方向为X，Y，Z轴构成直角系。
$$
	\mathbf C^{ecef}_{ENU} = {\mathbf R_z(\frac{pi}{2}+L)}\cdot{\mathbf R_x(\frac{pi}{2}-B)}
$$
**POS系统输出的载体姿态信息即以该时刻的站心坐标系为参考**。

![](./assets/coordinate.png)

#### 投影坐标系

采用大地坐标的UTM分带投影后的东方向和北方向值作为X，Y，椭球高作为Z坐标，构成直角坐标系。例：EPSG:32648

**由于存在投影变形，故此坐标系只用于ECEF与模型坐标系间的转换参数计算。**

#### 模型坐标系

通过求出每一次相机曝光时的位置对应的ECEF坐标与投影坐标，利用Umeyama算法([S. Umeyama](https://ieeexplore.ieee.org/document/88573), 1991)计算其七参数相似变换的最佳估计，将ECEF坐标系通过七参数变换得到，作为局部投影坐标的最佳描述。

**点云数据采用该坐标系表示。**

#### 载体/相机/雷达等传感器坐标系

定义见移动测量系统示意图，坐标原点为各传感器的中心，方向与传感器安装姿态有关。

其之间相互转换满足刚体变换（六参数），数学描述如下：
$$
\mathbf P^b_{\vec{bi}} = \mathbf C^b_a \mathbf P^a_{\vec{ai}} + \mathbf P^b_{\vec{ba}}
$$
其中：$\mathbf P^a_{\vec{ai}}$ 、$\mathbf P^b_{\vec{bi}}$  表示某点i分别在a、b坐标系下的坐标；
$\mathbf C^b_a$表示由b坐标系旋转至a坐标系的旋转矩阵，也即a坐标系向b坐标系的姿态投影矩阵；
$\mathbf P^b_{\vec{ba}}$表示a坐标原点在b坐标系下的坐标；

在进行坐标变换时，一定要留意各个量的对应关系。