PCL 点云处理算法与基础函数汇总（C++）

3、裁剪滤波

• PCL CropHull 任意多边形内部点云提取
• PCL CropBox 过滤/提取给定立方体内的点云数据
• PCL 平面裁剪器 (PlaneClipper3D) 的使用

二、KD 树与八叉树

参考文章：PCL 中 Kd 树理论

1、KD 树

• PCL KD 树的使用
• PCL 点云圆柱形邻域搜索
• PCL addLine 可视化 K 近邻
• PCL 点云平均密度计算
• PCL 删除点云中重叠的点
• PCL 快速删除点云中重叠的点

参考文章：PCL 中八叉树理论

2、八叉树

• PCL 八叉树的使用
• PCL 八叉树的应用——点云压缩
• PCL 八叉树的应用——空间变化检测
• PCL 计算八叉树每个体素的边界最值点
• PCL 求八叉树的体素中心
• PCL 计算八叉树每个体素的中心点
• PCL 基于八叉树的体素滤波

三、点云配准

粗配准

• PCL 4PCS 算法实现点云配准
• PCL K4PCS 算法实现点云配准
• PCL 改进的 RANSAC 算法实现点云粗配准
• PCL SAC-IA 初始配准算法
• PCL 刚性目标的鲁棒姿态估计
• PCL 将对象模板与点云对齐

精配准

参考文章：PCL 中的点云配准方法、点云配准资源汇总、基于点云方式的 6D 姿态识别、最新点云配准综述

1、点到点的 ICP 算法

• PCL ICP 算法实现点云精配准
• PCL KD-ICP 实现点云精配准
• PCL 交互式迭代最近点精配准
• PCL 多幅点云配准

2、点到面的 ICP 算法

• PCL 点到面的 ICP 算法
• PCL 线性最小二乘法优化的点到面 ICP 精配准算法
• PCL 列文伯格 - 马夸尔特非线性最小二乘优化点到面的 ICP 算法
• PCL 目标函数对称的 ICP 算法

3、改进的 ICP 算法

• PCL Trimmed ICP 实现点云精配准
• PCL 使用 GICP 对点云配准
• PCL 非线性加权最小二乘优化的点到面 ICP 算法
• PCL LM-ICP 算法实现点云精配准

4、基于概率模型的算法

• PCL 3D-NDT 算法实现点云配准

对应关系

• PCL: CorrespondenceEstimationNormalShooting 的使用
• PCL 查找对应点关系并可视化
• PCL 提取两片点云的重叠部分并保存
• PCL 提取两片点云的非重叠部分
• PCL 计算两点云之间的最小距离
• PCL 计算两片点云重叠区域的均值标准差
• PCL 获取配准后两点云之间的差异
• PCL 实现 K 近邻查找匹配点对
• PCL RANSAC 剔除错误匹配点对
• PCL 法向量夹角剔除错误匹配点对
• PCL 基于距离的错误对应关系去除
• PCL 基于中值距离的对应关系去除
• PCL 根据特征描述子获取对应关系
• PCL FPFH 查找对应点对 SVD 进行配准

配准精度

• PCL 中 getFitnessScore() 的计算
• 点云配准精度评价指标——均方根误差
• 点云配准—计算旋转平移误差

坐标转换

• PCL 欧式变换，实现点云坐标变换
• PCL 仿射变换，实现点云平移旋转
• PCL SVD 分解求变换矩阵
• SVD 分解求变换矩阵（C++详细过程版）
• PCL 点云变换
• PCL Umeyama 算法求两个点云的变换矩阵

刚体运动变换

• Eigen 空间变换模块使用
• Eigen(几何模块)——常用相互转换
• Eigen——四元数的应用

四、点云拟合分割

参考文章：三维点云分割综述【上】【中】【下】

1、RANSAC

• PCL RANSAC 拟合直线
• PCL RANSAC 拟合分割多条直线
• PCL RANSAC 分割提取多个圆柱
• PCL 计算三维空间中点到直线的距离
• PCL 角度约束的 RANSAC 拟合直线
• PCL 使用 RANSAC 拟合平面
• PCL 夹角约束的 RANSAC 拟合平面
• PCL RANSAC 拟合二维圆
• PCL RANSAC 拟合空间圆
• PCL RANSAC 分割提取多个空间圆
• PCL RANSAC 拟合球体
• PCL RANSAC 分割提取多个球体
• PCL RANSAC 拟合分割圆柱体模型
• PCL 中实现平面模型分割
• PCL 分割多个平面
• PCL 分割指定阈值内的平面
• PCL 最小二乘拟合平面
• PCL 计算点到平面的距离
• PCL RANSAC 拟合圆锥

2、其他几何分割

参考文章：PCL 点云分割总结

• PCL 欧式聚类分割
• PCL 区域生长分割
• PCL 基于颜色的区域生长分割
• PCL 最小图割分割
• PCL 法线微分分割
• PCL 基于超体素的点云分割
• PCL 渐进式形态学滤波
• PCL 使用 LCCP 算法进行点云分割
• PCL 使用 CPC 算法进行点云分割

五、三维重建

参考文章：三维重建技术综述

• PCL PolygonMesh 数据结构
• PCL 贪婪投影三角剖分算法
• PCL 泊松曲面重建法
• PCL 泊松曲面重建法（多线程加速版）
• PCL 网格投影曲面重建算法
• PCL 移动立方体三维重建——Hoppe 算法
• PCL 移动立方体三维重建——RBF 算法
• PCL 耳切三角剖分算法
• PCL 平面点云 B 样条曲线拟合
• PCL 基于 B 样条曲线的曲面重建
• PCL 重建点云凸包并可视化
• PCL Alpha‑shape 表面重建算法
• PCL 平面点云的凸多边形边界提取
• PCL 平面点云的凹多边形边界提取
• PCL 点云体素化

六、特征点与特征描述

参考文章：PCL 特征模块、PCL 点云特征描述与提取、点云局部特征描述综述、点云局部特征与匹配的研究现状介绍

1、点云的属性

• PCL 特征 (pcl::Feature) 模块使用方法
• PCL 主成分分析 (PCA) 在三维点云中的应用
• PCL 计算点云的主曲率
• PCL 计算点云的高斯曲率和平均曲率
• PCL 输出点云的主曲率信息到 txt 文件并保存
• 利用相邻点的法向量估计一个点的主曲率
• PCL 使用积分图进行法线估计
• PCL 计算点云法向量并显示
• PCL 计算点云中任意一个点的法向量
• PCL 法向量精细化处理
• PCL MLS 计算法线并显示
• PCL 计算点云包围盒
• PCL 计算点云 AABB 包围盒的体积
• PCL PCA 构建点云包围盒
• PCL 点云边界提取
• PCL Alpha Shapes 平面点云边界特征提取
• PCL 平面点云边界点按顺/逆时针排序
• PCL 根据时间索引提取扫描线

2、关键点提取

• PCL ISS 关键点提取
• PCL Harris3D 关键点提取
• PCL 点云 SUSAN 关键点提取
• PCL 3D-SIFT 关键点检测 (Z 方向梯度约束)
• PCL 3D-SIFT 关键点检测 (曲率不变特征约束)
• PCL 3D-SIFT 关键点检测 (RGB 颜色特征约束)
• PCL NARF 关键点提取

3、特征描述子

• PCL 计算 PFH 并可视化
• PCL 计算 FPFH 并可视化
• PCL 估计一点云的 VFH 特征
• PCL Spin Image 旋转图像
• PCL SHOT352 描述子
• PCL 计算 3DSC 并可视化
• PCL 计算点云的 ESF 多维形状描述符
• PCL 计算点云的矩不变量

七、基础函数

参考文章：PCL common 中常见基础功能函数

1、common 模块

• PCL 读取、保存点云
• PCL 查看点云数据中包含的属性信息
• PCL 角度制与弧度制的相互转换
• PCL common 模块应用实例
• PCL 之 common 模块详解
• PCL 数据结构的类型
• PCL 计算点云的质心
• PCL 点云去质心
• PCL 计算点云的协方差矩阵
• PCL 计算点云的归一化协方差矩阵和三维质心
• PCL 计算异面直线的距离
• PCL 计算点云法向量的夹角
• PCL 计算外接圆的半径
• PCL 点云二维格网化
• PCL 获取指定高程的所有点
• PCL 获取指定区域的点
• PCL 计算多边形的面积
• PCL 使用 getRandomColor 对点云进行随机赋色
• PCL 有序点云常用基础操作

2、其他

• PCL 常用小知识
• PCL 距离计算
• PCL 计算两三维向量的曼哈顿距离
• PCL 点云格式转换
• PCL 计算点云的最值
• PCL 计算点云中值
• PCL 计算最值点的坐标
• PCL 计算点云坐标最值及其索引
• PCL 点云按坐标值大小进行排序
• PCL 计算点云的最大距离
• PCL 随机选取一点并计算距离它最远的点
• PCL 点云合并 (两个点云中的数据或字段连接)
• PCL 计算点云的均值与标准差
• PCL 代码运行时间计算方法汇总
• PCL modelnet40_normal 数据集.txt 文件转.pcd 并可视化
• PCL KITTI 数据集.bin 文件转.pcd 并可视化
• PCL 生成常见三维立体点云
• PCL 生成空间圆点云
• PCL 生成圆形平面点云
• PCL 生成空间直线点云
• PCL 生成空间椭圆点云
• PCL 生成球形点云
• PCL 迭代器的使用
• PCL 计算点云的形心
• PCL 批量读取点云并添加随机旋转平移误差

八、点云可视化

1、Plotter 模块

• PCL Plotter 不同类型的绘图方式

2、Viewer 模块

• PCL 可视化体素格网
• PCL 可视化 FPFH 之间的差异
• PCL 点云按高程渲染颜色
• PCL 点云按强度渲染颜色
• PCL 点云按时间进行渲染赋色
• PCL 点云按分类标签进行渲染
• PCL 点云按曲率大小渲染颜色
• PCL 点云随机赋色
• PCL 点云可视化汇总
• PCL 大窗口可视化两个点云
• PCL 多视口可视化点云
• PCL 部分点云视点问题
• PCL 可视化窗口添加文字标签
• PCL 二维动态图制作
• PCL 读取 txt 格式点云并可视化
• PCL 常见图形可视化汇总
• PCL 读取并显示 ply 格式网格模型
• PCL 读取并显示 obj 格式网格模型
• PCL 读取 STL 文件并转存为 PCD
• PCL 中添加坐标系（CoordinateSystem）
• PCL 点云按密度进行渲染
• PCL 使用 Glasbey 颜色表对点云进行随机赋色

九、PCL 之 VTK

• PCL 之 vtk 计算点云模型的法向量
• PCL 之 vtk 计算点云模型的曲率
• PCL 之 vtk 实现 ICP 配准
• PCL 之 vtk 读取 3d max 模型并可视化
• PCL 之 vtk 计算点云模型的面积和体积
• PCL 之 vtk 常见错误解决办法
• PCL VTK 读取、保存.ply 模型数据

十、点云与图像

• PCL 点云转深度图像并可视化保存
• PCL 点云二维格网化
• PCL 点云转强度图像

十一、交互式操作

• PCL 自定义鼠标键盘交互使用方法
• PCL 屏幕上选点并显示三维坐标
• PCL 框选点云并保存
• PCL 计算点云图中任意两点的欧式距离

十二、PCL 处理 las 点云

• Win10 系统下 VisualStudio2019 配置 LasLib 库
• WIN10 系统下 VisualStudio2019 配置 PDAL 库
• PCL 从 LAS 文件中获取点云的坐标
• PCL 从 LAS 文件中获取点云的强度
• PCL 从 LAS 文件中获取点云的颜色
• PCL 新增自定义点类型
• PCL 从 LAS 文件中获取点云的 GPS 时间
• PCL 从 LAS 文件中获取点云的分类标签
• PCL 从 LAS 文件中获取点云的全部属性
• PCL 获取带有强度信息的 pcd 点云
• PCL 根据时间索引提取扫描线