《点云库PCL从入门到精通》

1. 概述

1.1. PCL是什么

1.2. 点云处理技术与PCL的前世今生

1.3. 点云处理技术能给工程师们带来什么

1.3.1. 测绘领域

1.3.2. 无人驾驶领域

1.3.3. 机器人领域

1.3.4. 人机交互领域

1.3.5. 逆向工程与其他工业自动化领域

1.3.6. BIM领域

1.4. PCL的结构与核心内容

2. PCL入门

2.1. 快速安装与源码编译安装

2.1.1. Windows下配置安装PCL开发环境

2.1.2. ROS下配置搭建PCL开发环境

2.1.3. 用第三方预编译包从源码搭建

2.2. 开发工程的建立与项目管理

2.2.1. Windows下建立编译链接PCL工程

2.2.2. ROS下建立编译链接PCL工程

2.3. PCL编码风格简介

2.3.1. PCL编程规范

2.3.2. 如何编写新的PCL类

2.3.3. PCL的点类型以及如何添加自定义的点类型

2.3.4. PCL中的异常处理机制

3. 输入输出（IO）

3.1. IO涉及的设备及相关概念

3.1.1. OpenNI及类Kinect设备

3.1.2. 以Project Tango为代表的便携式消费级点云获取设备

3.1.3. PCL目前支持的点云获取设备

3.1.4. PCL中IO模块的分类

3.2. IO入门实例解析

3.2.1. PCD文件格式

3.2.2. PCD文件IO操作

3.2.3. 两个点云中的字段或数据连接

3.2.4. 基于OpenNI及类Kinect设备

3.2.5. PLY、LAS等行间数据格式与PCD的转换

3.2.6. 利用Kinect2获取点云数据

3.3. IO入门级实例解析

3.3.1. ROS下进行点云数据实时获取与可视化

3.3.2. 自选设备scanCONTROL与PCL实时获取与可视化点云数据

3.3.3. 基于Structure from Motion的点云数据获取

4. K-d tree与八叉树

4.1. K-d tree和八叉树的概念及相关算法

4.1.1. K-d tree概念及相关算法

4.1.2. PCL中K-d tree模块及类

4.1.3. 八叉树概念及相关算法

4.1.4. PCL中八叉树模块及类

4.2. K-d tree与八叉树入门级实例解析

4.2.1. 在PCL中如何实现快速领域搜索

4.2.2. 在PCL中如何实现点云压缩

4.2.3. 基于八叉树的空间划分及搜索操作

4.2.4. 无序点云数据集的课件

5. 可视化

5.1. PCL中visualization模块及类

5.2. 可视化入门级实例解析

5.2.1. 简单点云可视化

5.2.2. 可视化深度图像

5.2.3. PCLVisualizer可视化类

5.2.4. PCLPlotter可视化特征直方图

5.3. 可视化精通级实例解析

5.3.1. PCL结合Qt使用框架

5.3.2. PCL结合MFC使用框架

5.3.3. 客户端浏览器上对点云进行可视化

6. 点云滤波

6.1. PCL中实现的滤波算法及相关概念

6.1.1. PCL中的点云滤波方案

6.1.2. 双边滤波算法

6.1.3. PCL中filters模块及类

6.2. 点云滤波入门级实例解析

6.2.1. 使用直通滤波器对点云进行滤波处理

6.2.2. 使用VoxelGrid滤波器对点云进行下采样

6.2.3. 使用StatisticalOutlierRemoval滤波器移除离群点

6.2.4. 使用参数化模型投影点云

6.2.5. 从一个点云中提取一个子集

6.2.6. 使用ConditionalRemoval和RadiusOutlierRemoval移除离群点

6.2.7. CropHull任意多边形内部点云提取

6.3. 点云滤波精通级实例解析：iPhone X手机外壳全尺寸检测

6.3.1. 项目要求概述

6.3.2. 利用滤波可以实现的功能

7. 深度图像

7.1. RangeImage概念及相关算法

7.1.1. 深度图像简介

7.1.2. PCL中RangeImage的相关类

7.2. 深度图像入门级实例解析

7.2.1. 如何从一个点云创建一个深度图像

7.2.2. 如何从深度图像中提取边界

7.3. 深度图像精通级实例解析点云到深度图的变换域曲面重建

8. 关键点

8.1. 关键点概念及相关算法

8.2. 关键点入门级实例解析

8.2.1. 如何从距离图像中提取NARF关键点

8.2.2. SIFT关键点提取

8.2.3. Harris关键点提取

8.3. 关键点精通级实例解析：基于对应点分类的对象识别

9. 采样一致性

9.1. 随机采样一致性相关概念及算法

9.2. 采样一致性入门级实例解析

9.3. 采样一致性精通级实例解析：两两点云获取设备自动标定

9.3.1. 项目需求概述

9.3.2. 具体实现

10. 3D点云特征描述与提取

10.1. 特征描述与提取的概念及相关算法

10.1.1. 3D形状内容描述子

10.1.2. 旋转图像

10.1.3. PCL中特征描述与提取模块及类

10.2. 点云特征描述与提取入门级实例解析

10.2.1. PCL中描述三维特征

10.2.2. 估计一个点云的表面法线

10.2.3. 使用积分图进行法线估计

10.2.4. 点特征直方图描述子

10.2.5. 快速点特征直方图描述子

10.2.6. 估计一点云的VFH特征

10.2.7. 如何从一个深度图像中提取NARF特征

10.2.8. 特征描述算子算法基准化分析

10.2.9. RoPS特征

10.2.10. 基于惯性矩与偏心率的描述子

10.2.11. BoundaryEstimation进行边界提取

10.3. 点云特征描述与提取精通级实例解析

10.3.1. 3D对象识别的假设验证

10.3.2. 隐式形状模型方法

10.3.3. 点云数据视频流的刚性物体位姿估计与跟踪定位软件

11. 点云配准

11.1. PCL中实现的配准算法及相关概念

11.1.1. 一对点云配准

11.1.2. 对应估计

11.1.3. 对应关系去除

11.1.4. 变换矩阵估算

11.1.5. 迭代最近点算法

11.1.6. 采样一致性初始对齐算法

11.1.7. PCL中Registration模块及类

11.2. 点云配准入门级实例解析

11.2.1. 如何使用迭代最近点ICP算法

11.2.2. 如何逐步匹配多幅点云

11.2.3. 如何使用正态分布变换进行配准

11.2.4. 交互式迭代最近点配准

11.2.5. 刚性物体的位姿估计

11.3. 点云配准精通级实例解析

11.3.1. 如何将扫描数据与模板对象进行配准

11.3.2. 基于VFH描述子聚类识别与位姿估计

11.3.3. 动态库封装DIY接口与测试

11.3.4. 交互式多深度摄像头标定软件

12. 点云分割

12.1. 点云分割概念及相关算法

12.1.1. 聚类分割算法

12.1.2. 基于随机采样一致性的分割

12.1.3. PCL中Segmentation模块及类

12.2. 点云分割入门级实例解析

12.2.1. 在PCL中如何实现平面模型分割

12.2.2. 在PCL中如何实现圆柱体模型分割

12.2.3. 在PCL中如何实现欧式聚类提取

12.2.4. 基于区域生长的分割

12.2.5. 基于颜色的区域生长分割

12.2.6. 最小图割的分割

12.2.7. 基于法线微分的分割

12.2.8. 基于超体素的点云分割

12.2.9. 渐进式形态学滤波地面分割

12.2.10. 条件欧式聚类点云分割

12.3. 点云分割精通级实例解析：运动对象分割与配准算法实现

12.3.1. 代码

12.3.2. 各个关键功能步骤分析

12.3.3. 运动分割与配准结果

13. 点云曲面重建

13.1. Surface模块中实现的算法及相关概念

13.1.1. 凸包算法

13.1.2. Ear Clipping三角化算法

13.1.3. 贪婪投影三角化算法

13.1.4. 移动立方体算法

13.1.5. 泊松曲面重建算法

13.1.6. PCL中surface模块及类

13.2. 点云曲面重建入门级实例解析

13.2.1. 基于多项式平滑点及法线估计的曲面重建

13.2.2. 在平面模型上构建凸（凹）多边形

13.2.3. 无序点云的快速三角化

13.2.4. 基于B样条曲线的曲面重建

13.3. 点云曲面重建精通级实例解析：平面点云的B样条曲线拟合

13.3.1. B样条曲线和B样条曲线拟合概述

13.3.2. 平面点云B样条曲线拟合详细步骤

14. 电力线巡检

14.1. 电力线巡检概述

14.1.1. 电力线巡检介绍

14.1.2. 在电力线巡检领域做的工作

14.2. 电力线巡检应用实例分析

14.2.1. 电力线点云获取

14.2.2. 结果展示

14.2.3. 总结

15. 文物古迹保护

15.1. 文物古迹保护概述

15.1.1. 文物古迹保护介绍

15.1.2. 在文物古迹

15.2. 文物古迹保护应用实例

15.2.1. 应用概述

15.2.2. 具体实施步骤

15.2.3. 博物馆文物三维数字化结果展示

15.2.4. 三维数字化总结

16. 地形测量

16.1. 地形测绘概述

16.1.1. 地形测量介绍

16.1.2. 在地形测量领域所做工作

16.2. 地形测量应用实例解析：机载激光雷达在山区地质灾害调查中的应用

16.2.1. 应用概述

16.2.2. 具体实施步骤

16.2.3. 激光雷达获取地形数据结果展示

16.2.4. 激光雷达获取地形数据总结

17. 无人驾驶

17.1. 无人驾驶概述

17.1.1. 无人驾驶介绍

17.1.2. 在无人驾驶领域做的工作

17.2. 基于点云数据获取与处理技术的无人驾驶公司列表

18. 逆向工程

18.1. 逆向工程概述

18.1.1. 逆向工程介绍

18.1.2. 在逆向工程领域所做工作

18.2. 逆向工程应用实例解析：汽车部件逆向工程

18.2.1. 汽车部件逆向工程概述

18.2.2. 汽车部件逆向工程解决方案

18.2.3. 汽车部件逆向工程结果展示

18.2.4. 汽车部件逆向工程总结

19. 植物表型测量

19.1.  植物表型测量概述

19.1.1. 植物表型测量介绍

19.1.2. 在植物表型测量领域所做的工作

19.2. 植物表型测量应用实例解析

19.2.1. 玉米果穗点云分割

19.2.2. 玉米叶片点云与茎秆点云分离

19.2.3. 激光雷达林业资源调查

20. 家畜表型测量

20.1. 家畜表型测量概述

20.1.1. 家畜表型测量介绍

20.1.2. 在家畜表型测量领域所做工作

20.2. 基于点云数据的家畜表型测量应用实例解析

20.2.1. 家畜多视角体表型测量应用实例解析

20.2.2. 基于点云数据的家畜自动化体齿测点提取及交互式体尺测量

21. 附录：国内外点云数据处理商业软件集合