點(diǎn)云庫(Point Cloud Library, PCL)是在吸收了點(diǎn)云相關(guān)研究基礎(chǔ)上建立起來的跨平臺開源庫,可在Windows、 Linux、 Android、 Mac OS X,以及大部分嵌入式實(shí)時系統(tǒng)上運(yùn)行,目前已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。本書為應(yīng)用點(diǎn)云庫技術(shù)的指導(dǎo)圖書,旨在幫助讀者對其以快速、有效的方式上手操作并實(shí)際應(yīng)用,*大限度地節(jié)省讀者的入門與技術(shù)提升時間。書中首先介紹了三維點(diǎn)云處理的相關(guān)理論知識,之后則重點(diǎn)從實(shí)際的點(diǎn)云處理功能模塊出發(fā),通過大量具體的實(shí)踐案例介紹如何使用該項(xiàng)技術(shù)解決實(shí)際問題。
本書可作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、機(jī)器人、遙感測量、虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、CAD/CAM逆向工程等領(lǐng)域的科研人員進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)、科研項(xiàng)目、課題項(xiàng)目時的參考指南,也可作為大中專院校及培訓(xùn)班相關(guān)專業(yè)師生的學(xué)習(xí)手冊。
郭浩,PCL(Point Cloud Learning)中國(www.pclcn.org)創(chuàng)始人之一。2008年開始致力于點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取、智能化處理及相關(guān)應(yīng)用的研發(fā)和教學(xué)工作,目前致力于PCL開源庫在中國各個相關(guān)行業(yè)的傳道、授業(yè)、解惑。在點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取處理領(lǐng)域,公開發(fā)表EI/SCI論文十余篇及相關(guān)著作1本。
第1章概述
11PCL是什么
12點(diǎn)云處理技術(shù)與PCL的前世今生
13點(diǎn)云處理技術(shù)能給工程師們帶來什么
131測繪領(lǐng)域
132無人駕駛領(lǐng)域
133機(jī)器人領(lǐng)域
134人機(jī)交互領(lǐng)域
135逆向工程與其他工業(yè)自動化領(lǐng)域
136BIM領(lǐng)域
14PCL的結(jié)構(gòu)與核心內(nèi)容
第2章PCL入門
21快速安裝與源碼編譯安裝
211Windows下配置安裝PCL開發(fā)
環(huán)境
212ROS下配置搭建PCL開發(fā)環(huán)境
213用第三方預(yù)編譯包從源碼搭建
開發(fā)環(huán)境
214從源碼搭建開發(fā)環(huán)境
22開發(fā)工程的建立與項(xiàng)目管理
221Windows下建立編譯鏈接PCL
工程
222ROS下建立編譯鏈接PCL工程
23PCL編碼風(fēng)格簡介
231PCL編程規(guī)范
232如何編寫新的PCL類
233PCL的點(diǎn)類型以及如何增加
自定義的點(diǎn)類型
234PCL中的異常處理機(jī)制
第3章輸入輸出(IO)
31IO涉及的設(shè)備及相關(guān)概念
311OpenNI及類Kinect設(shè)備
312以Project Tango為代表的便攜式
消費(fèi)級點(diǎn)云獲取設(shè)備
313PCL目前支持的點(diǎn)云獲取設(shè)備
314PCL中IO模塊及類
32IO入門級實(shí)例解析
321PCD文件格式
322PCD文件IO操作
323兩個點(diǎn)云中的字段或數(shù)據(jù)連接
324基于OpenNI接口的點(diǎn)云數(shù)據(jù)
獲取
325PLY、LAS等常見數(shù)據(jù)格式與
PCD的轉(zhuǎn)換
326利用Kinect2獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)
33IO精通級實(shí)例解析
331ROS下進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)時獲取
與可視化
332自選設(shè)備scanCONTROL與PCL
實(shí)時獲取與可視化點(diǎn)云數(shù)據(jù)
333利用Tango進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取
334基于Structure from Motion 的點(diǎn)云
數(shù)據(jù)獲取
第4章kd tree與八叉樹
41kd tree和八叉樹的概念及
相關(guān)算法
411kd tree概念及相關(guān)算法
412PCL中kd tree模塊及類
413八叉樹概念及相關(guān)算法
414PCL中八叉樹模塊及類
42kd tree與八叉樹入門級實(shí)例解析
421在PCL中如何實(shí)現(xiàn)快速鄰域
搜索
422在PCL中如何實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云壓縮
423基于八叉樹的空間劃分及搜索
操作
424無序點(diǎn)云數(shù)據(jù)集的空間變化
檢測
第5章可視化
51PCL中visualization模塊及類
52可視化入門級實(shí)例解析
521簡單點(diǎn)云可視化
522可視化深度圖像
523PCLVisualizer可視化類
524PCLPlotter可視化特征直方圖
53可視化精通級實(shí)例解析
531PCL結(jié)合Qt使用框架
532PCL結(jié)合MFC使用框架
533客戶端瀏覽器上對點(diǎn)云進(jìn)行
可視化
點(diǎn)云庫PCL從入門到精通
目錄
第6章點(diǎn)云濾波
61PCL中實(shí)現(xiàn)的濾波算法及相關(guān)概念
611PCL中的點(diǎn)云濾波方案
612雙邊濾波算法
613PCL中filters模塊及類
62點(diǎn)云濾波入門級實(shí)例解析
621使用直通濾波器對點(diǎn)云進(jìn)行濾波
處理
622使用VoxelGrid濾波器對點(diǎn)云進(jìn)行
下采樣
623使用StatisticalOutlierRemoval濾波
器移除離群點(diǎn)
624使用參數(shù)化模型投影點(diǎn)云
625從一個點(diǎn)云中提取一個子集
626使用ConditionalRemoval或Radius
OutlierRemoval移除離群點(diǎn)
627CropHull任意多邊形內(nèi)部點(diǎn)云
提取
63點(diǎn)云濾波精通級實(shí)例解析:IPhone X
手機(jī)外殼全尺寸檢測
631項(xiàng)目需求概述
632利用濾波可以實(shí)現(xiàn)的功能
第7章深度圖像
71RangeImage概念及相關(guān)算法
711深度圖像簡介
712PCL中RangeImage的相關(guān)類
72深度圖像入門級實(shí)例解析
721如何從一個點(diǎn)云創(chuàng)建一個深度
圖像
722如何從深度圖像中提取邊界
73深度圖像精通級實(shí)例解析點(diǎn)云到
深度圖的變換與曲面重建
第8章關(guān)鍵點(diǎn)
81關(guān)鍵點(diǎn)概念及相關(guān)算法
82關(guān)鍵點(diǎn)入門級實(shí)例解析
821如何從距離圖像中提取NARF
關(guān)鍵點(diǎn)
822SIFT關(guān)鍵點(diǎn)提取
823Harris關(guān)鍵點(diǎn)提取
83關(guān)鍵點(diǎn)精通級實(shí)例解析:基于對應(yīng)點(diǎn)
分類的對象識別
第9章采樣一致性
91隨機(jī)采樣一致性相關(guān)概念及算法
92采樣一致性入門級實(shí)例解析
93采樣一致性精通級實(shí)例解析:兩兩點(diǎn)
云獲取設(shè)備自動標(biāo)定
931項(xiàng)目需求概述
932具體實(shí)現(xiàn)
第10章3D點(diǎn)云特征描述與提取
101特征描述與提取的概念及相關(guān)
算法
10113D形狀內(nèi)容描述子
1012旋轉(zhuǎn)圖像
1013PCL中特征描述與提取模塊
及類
102點(diǎn)云特征描述與提取入門級實(shí)例
解析
1021PCL中描述三維特征相關(guān)基礎(chǔ)
1022估計(jì)一個點(diǎn)云的表面法線
1023使用積分圖進(jìn)行法線估計(jì)
1024點(diǎn)特征直方圖描述子
1025快速點(diǎn)特征直方圖描述子
1026估計(jì)一點(diǎn)云的VFH特征
1027如何從一個深度圖像中提取
NARF特征
1028特征描述算子算法基準(zhǔn)化分析
1029RoPs特征
10210基于慣性矩與偏心率的
描述子
10211BoundaryEstimation進(jìn)行邊界
提取
103點(diǎn)云特征描述與提取精通級實(shí)例
解析
10313D對象識別的假設(shè)驗(yàn)證
1032隱式形狀模型方法
1033點(diǎn)云數(shù)據(jù)視頻流的剛性物體位姿
估計(jì)與跟蹤定位軟件
第11章點(diǎn)云配準(zhǔn)
111PCL中實(shí)現(xiàn)的配準(zhǔn)算法及相關(guān)
概念
1111一對點(diǎn)云配準(zhǔn)
1112對應(yīng)估計(jì)
1113對應(yīng)關(guān)系去除
1114變換矩陣估算