點云庫PCL從入門到精通

第1章概述

11PCL是什么

12點云處理技術與PCL的前世今生

13點云處理技術能給工程師們帶來什么

131測繪領域

132無人駕駛領域

133機器人領域

134人機交互領域

135逆向工程與其他工業(yè)自動化領域

136BIM領域

14PCL的結構與核心內容

第2章PCL入門

21快速安裝與源碼編譯安裝

211Windows下配置安裝PCL開發(fā)

環(huán)境

212ROS下配置搭建PCL開發(fā)環(huán)境

213用第三方預編譯包從源碼搭建

開發(fā)環(huán)境

214從源碼搭建開發(fā)環(huán)境

22開發(fā)工程的建立與項目管理

221Windows下建立編譯鏈接PCL

工程

222ROS下建立編譯鏈接PCL工程

23PCL編碼風格簡介

231PCL編程規(guī)范

232如何編寫新的PCL類

233PCL的點類型以及如何增加

自定義的點類型

234PCL中的異常處理機制

第3章輸入輸出（IO）

31IO涉及的設備及相關概念

311OpenNI及類Kinect設備

312以Project Tango為代表的便攜式

消費級點云獲取設備

313PCL目前支持的點云獲取設備

314PCL中IO模塊及類

32IO入門級實例解析

321PCD文件格式

322PCD文件IO操作

323兩個點云中的字段或數據連接

324基于OpenNI接口的點云數據

獲取

325PLY、LAS等常見數據格式與

PCD的轉換

326利用Kinect2獲取點云數據

33IO精通級實例解析

331ROS下進行點云數據實時獲取

與可視化

332自選設備scanCONTROL與PCL

實時獲取與可視化點云數據

333利用Tango進行點云數據獲取

334基于Structure from Motion 的點云

數據獲取

第4章kd tree與八叉樹

41kd tree和八叉樹的概念及

相關算法

411kd tree概念及相關算法

412PCL中kd tree模塊及類

413八叉樹概念及相關算法 

414PCL中八叉樹模塊及類

42kd tree與八叉樹入門級實例解析

421在PCL中如何實現(xiàn)快速鄰域

搜索

422在PCL中如何實現(xiàn)點云壓縮

423基于八叉樹的空間劃分及搜索

操作

424無序點云數據集的空間變化

檢測

第5章可視化

51PCL中visualization模塊及類 

52可視化入門級實例解析

521簡單點云可視化

522可視化深度圖像

523PCLVisualizer可視化類

524PCLPlotter可視化特征直方圖

53可視化精通級實例解析

531PCL結合Qt使用框架

532PCL結合MFC使用框架

533客戶端瀏覽器上對點云進行

可視化

點云庫PCL從入門到精通

目錄

第6章點云濾波

61PCL中實現(xiàn)的濾波算法及相關概念

611PCL中的點云濾波方案

612雙邊濾波算法

613PCL中filters模塊及類

62點云濾波入門級實例解析

621使用直通濾波器對點云進行濾波

處理

622使用VoxelGrid濾波器對點云進行

下采樣

623使用StatisticalOutlierRemoval濾波

器移除離群點

624使用參數化模型投影點云

625從一個點云中提取一個子集

626使用ConditionalRemoval或Radius

OutlierRemoval移除離群點

627CropHull任意多邊形內部點云

提取

63點云濾波精通級實例解析：IPhone X

手機外殼全尺寸檢測

631項目需求概述

632利用濾波可以實現(xiàn)的功能

第7章深度圖像

71RangeImage概念及相關算法

711深度圖像簡介

712PCL中RangeImage的相關類 

72深度圖像入門級實例解析

721如何從一個點云創(chuàng)建一個深度

圖像

722如何從深度圖像中提取邊界

73深度圖像精通級實例解析點云到

深度圖的變換與曲面重建

第8章關鍵點

81關鍵點概念及相關算法

82關鍵點入門級實例解析

821如何從距離圖像中提取NARF

關鍵點

822SIFT關鍵點提取 

823Harris關鍵點提取

83關鍵點精通級實例解析：基于對應點

分類的對象識別

第9章采樣一致性

91隨機采樣一致性相關概念及算法

92采樣一致性入門級實例解析

93采樣一致性精通級實例解析：兩兩點

云獲取設備自動標定

931項目需求概述

932具體實現(xiàn)

第10章3D點云特征描述與提取

101特征描述與提取的概念及相關

算法

10113D形狀內容描述子  

1012旋轉圖像

1013PCL中特征描述與提取模塊

及類

102點云特征描述與提取入門級實例

解析

1021PCL中描述三維特征相關基礎

1022估計一個點云的表面法線

1023使用積分圖進行法線估計

1024點特征直方圖描述子

1025快速點特征直方圖描述子 

1026估計一點云的VFH特征

1027如何從一個深度圖像中提取

NARF特征

1028特征描述算子算法基準化分析

1029RoPs特征

10210基于慣性矩與偏心率的

描述子

10211BoundaryEstimation進行邊界

提取

103點云特征描述與提取精通級實例

解析

10313D對象識別的假設驗證

1032隱式形狀模型方法

1033點云數據視頻流的剛性物體位姿

估計與跟蹤定位軟件

第11章點云配準

111PCL中實現(xiàn)的配準算法及相關

概念

1111一對點云配準

1112對應估計

1113對應關系去除

1114變換矩陣估算

1115迭代最近點算法

1116采樣一致性初始對齊算法

1117PCL中Registration模塊及類

112點云配準入門級實例解析

1121如何使用迭代最近點ICP

算法

1122如何逐步匹配多幅點云

1123如何使用正態(tài)分布變換進行

配準

1124交互式迭代最近點配準

1125剛性物體的位姿估計

113點云配準精通級實例解析

1131如何將掃描數據與模板對象進行

配準

1132基于VFH描述子聚類識別與

位姿估計

1133動態(tài)庫封裝DIY接口與測試

1134交互式多深度攝像頭標定

軟件

第12章點云分割

121點云分割概念及相關算法

1211聚類分割算法

1212基于隨機采樣一致性的分割

1213PCL中Segmentation模塊及類

122點云分割入門級實例解析

1221在PCL中如何實現(xiàn)平面模型

分割

1222在PCL中如何實現(xiàn)圓柱體模型

分割

1223在PCL中如何實現(xiàn)歐式聚類

提取

1224基于區(qū)域生長的分割

1225基于顏色的區(qū)域生長分割

1226最小圖割的分割

1227基于法線微分的分割

1228基于超體素的點云分割

1229漸進式形態(tài)學濾波地面分割

12210條件歐氏聚類點云分割

123點云分割精通級實例解析：運動

對象分割與配準算法實現(xiàn)

1231代碼

1232各個關鍵功能步驟分析

1233運動分割與配準結果

第13章點云曲面重建

131surface模塊中實現(xiàn)的算法及相關

概念

1311凸包算法

1312Ear Clipping三角化算法

1313貪婪投影三角化算法

1314移動立方體算法

1315泊松曲面重建算法

1316PCL中 surface模塊及類

132點云曲面重建入門級實例解析

1321基于多項式平滑點云及法線估計

的曲面重建

1322在平面模型上構建凸（凹）

多邊形

1323無序點云的快速三角化

1324基于B樣條曲線的曲面重建

133點云曲面重建精通級實例解析：

平面點云的B樣條曲線擬合

1331B樣條曲線和B樣條曲線擬合

概述

1332平面點云B樣條曲線擬合詳細

步驟

第14章電力線巡檢

141電力線巡檢概述

1411電力線巡檢介紹 

1412在電力線巡檢領域做的工作

142電力線巡檢應用實例解析

1421電力線點云獲取

1422結果展示

1423總結

第15章文物古跡保護

151文物古跡保護概述

1511文物古跡保護介紹

1512在文物古跡保護領域所做

工作

152文物古跡保護應用實例解析：博物館

文物三維數字化

1521應用概述

1522具體實施步驟

1523博物館文物三維數字化結果

展示

1524三維數字化總結

第16章地形測量

161地形測繪概述

1611地形測量介紹

1612在地形測量領域所做工作

162地形測量應用實例解析：機載激光雷

達在山區(qū)地質災害調查中的應用

1621應用概述

1622具體實施步驟

1623激光雷達獲取地形數據結果

展示

1624激光雷達獲取地形數據總結

第17章無人駕駛

171無人駕駛概述

1711無人駕駛介紹 

1712在無人駕駛領域做的工作

172基于點云數據獲取與處理技術的無人

駕駛公司列表

第18章逆向工程

181逆向工程概述

1811逆向工程介紹

1812在逆向工程領域所做工作

182逆向工程應用實例解析：汽車部件

逆向工程

1821汽車部件逆向工程概述

1822汽車部件逆向工程解決方案

1823汽車部件逆向工程結果展示

1824汽車部件逆向工程總結

第19章植物表型測量

191植物表型測量概述

1911植物表型測量介紹 

1912在植物表型測量領域所做

工作

192植物表型測量應用實例解析

1921玉米果穗點云分割

1922玉米葉片點云與莖稈點云

分離

1923激光雷達林業(yè)資源調查

第20章家畜表型測量

201家畜表型測量概述

2011家畜表型測量介紹 

2012在家畜表型測量領域所做

工作

202基于點云數據的家畜表型測量應用

實例解析

2021家畜多視角體表點云獲取

2022基于點云數據的家畜自動化體尺

測點提取及交互式體尺測量

附錄：國內外點云數據處理商業(yè)軟件

集合

參考文獻