點云庫(Point Cloud Library, PCL)是在吸收了點云相關(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時系統(tǒng)上運行,目前已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。本書為應(yīng)用點云庫技術(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云處理的相關(guān)理論知識,之后則重點從實際的點云處理功能模塊出發(fā),通過大量具體的實踐案例介紹如何使用該項技術(shù)解決實際問題。
本書可作為計算機圖形學(xué)、機器人、遙感測量、虛擬現(xiàn)實、人機交互、CAD/CAM逆向工程等領(lǐng)域的科研人員進行產(chǎn)品開發(fā)、科研項目、課題項目時的參考指南,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點云處理技術(shù)與PCL的前世今生
13點云處理技術(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機器人領(lǐng)域
134人機交互領(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的點類型以及如何增加
自定義的點類型
234PCL中的異常處理機制
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
消費級點云獲取設(shè)備
313PCL目前支持的點云獲取設(shè)備
314PCL中IO模塊及類
32IO入門級實例解析
321PCD文件格式
322PCD文件IO操作
323兩個點云中的字段或數(shù)據(jù)連接
324基于OpenNI接口的點云數(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獲取點云數(shù)據(jù)
33IO精通級實例解析
331ROS下進行點云數(shù)據(jù)實時獲取
與可視化
332自選設(shè)備scanCONTROL與PCL
實時獲取與可視化點云數(shù)據(jù)
333利用Tango進行點云數(shù)據(jù)獲取
334基于Structure from Motion 的點云
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與八叉樹入門級實例解析
421在PCL中如何實現(xiàn)快速鄰域
搜索
422在PCL中如何實現(xiàn)點云壓縮
423基于八叉樹的空間劃分及搜索
操作
424無序點云數(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可視化入門級實例解析
521簡單點云可視化
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
61PCL中實現(xiàn)的濾波算法及相關(guān)概念
611PCL中的點云濾波方案
612雙邊濾波算法
613PCL中filters模塊及類
62點云濾波入門級實例解析
621使用直通濾波器對點云進行濾波
處理
622使用VoxelGrid濾波器對點云進行
下采樣
623使用StatisticalOutlierRemoval濾波
器移除離群點
624使用參數(shù)化模型投影點云
625從一個點云中提取一個子集
626使用ConditionalRemoval或Radius
OutlierRemoval移除離群點
627CropHull任意多邊形內(nèi)部點云
提取
63點云濾波精通級實例解析:IPhone X
手機外殼全尺寸檢測
631項目需求概述
632利用濾波可以實現(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深度圖像入門級實例解析
721如何從一個點云創(chuàng)建一個深度
圖像
722如何從深度圖像中提取邊界
73深度圖像精通級實例解析點云到
深度圖的變換與曲面重建
第8章關(guān)鍵點
81關(guān)鍵點概念及相關(guān)算法
82關(guān)鍵點入門級實例解析
821如何從距離圖像中提取NARF
關(guān)鍵點
822SIFT關(guān)鍵點提取
823Harris關(guān)鍵點提取
83關(guān)鍵點精通級實例解析:基于對應(yīng)點
分類的對象識別
第9章采樣一致性
91隨機采樣一致性相關(guān)概念及算法
92采樣一致性入門級實例解析
93采樣一致性精通級實例解析:兩兩點
云獲取設(shè)備自動標(biāo)定
931項目需求概述
932具體實現(xiàn)
第10章3D點云特征描述與提取
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點云特征描述與提取入門級實例
解析
1021PCL中描述三維特征相關(guān)基礎(chǔ)
1022估計一個點云的表面法線
1023使用積分圖進行法線估計
1024點特征直方圖描述子
1025快速點特征直方圖描述子
1026估計一點云的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進行邊界
提取
103點云特征描述與提取精通級實例
解析
10313D對象識別的假設(shè)驗證
1032隱式形狀模型方法
1033點云數(shù)據(jù)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(zhǔn)
111PCL中實現(xiàn)的配準(zhǔn)算法及相關(guān)
概念
1111一對點云配準(zhǔn)
1112對應(yīng)估計
1113對應(yīng)關(guān)系去除
1114變換矩陣估算