《点云库pcl学习教程》 第1章 概述

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1、第1章概述简介本书的取材、编写体现了PCL强大的功能模块、统一易学的C++调用接口两个特点。全书共分为16章，第1~3章介绍了PCL的概述、入门与基础，第4~7章详细介绍PCL基础功能模块输入/输出I/O、kd-tree、八叉树、可视化，第4章为后续章节模块的基础，第8~15章详细介绍PCL高级处理功能模块点云滤波、深度图像、关键点、采样一致性、点云特征描述与提取、点云配准、点云分割、点云曲面重建，第16章介绍了一些典型综合应用，让读者感受PCL的强大与易用。概述点云处理技术广泛应用在逆向工程、CAD/CAM、机器人学、激光遥感测量、机器视觉、虚拟现实、人机交互、立体3D影像等诸多领域。由

2、于其涉及计算机学、图形学、人工智能、模式识别、几何计算、传感器等诸多学科，但一直以来由于点云获取手段的昂贵，严重阻碍其在各个行业上的广泛应用，也造成国内点云处理的理论性和工具性书籍匮乏。在2010年，随着消费级RGBD设备（低成本点云获取）的大量上市，以微软的Kinect为前导，目前已有华硕、三星等多家公司开始量产此类产品，正在形成基于RGBD的新一代机器视觉生态链，PCL（PointCloudLibrary）应运而生。PCL是在吸收了前人点云相关研究基础上建立起来的跨平台开源库，可在Windows、Linux、Android、MacOSX、部分嵌入式实时系统上运行，它实现了大量通用算法和

3、数据结构，涉及点云获取、滤波、分割、配准、检索、特征提取、识别、追踪、曲面重建、可视化等基础模块以及人体骨骼识别提取、动作跟踪识别等应用，并且新的其他应用正在大量增加。如果说OpenCV是2D信息获取与处理的结晶，那么PCL就在3D信息获取与处理上具有同等地位。笔者深信随着各大厂商对RGBD设备的大力推出，基于此设备的各种应用将会大量涌现，而PCL不仅是这类应用的核心关键技术，而且基于它进行扩展，将会极大地提高应用系统开发效率和稳定性。三维信息的获取与处理是笔者所在研究团队的重要方向之一，在农业对象的三维信息获取与重建、虚拟农业等领域不断探索新的获取技术和处理方法，在2011年7月发现了O

4、penCV的姐妹PCL及其网站的RSS更新，时刻关注PCL在3D信息获取和处理方面的新动向，并与PCL结缘。在跟踪过程中发现，PCL对RGBD数据的获取和处理提供了强大支持，并有大量的机器人、虚拟现实、人机交互、机器视觉等领域的应用案例，目前几乎每半个月就有新的开发计划，或者有新的资助者或开发者加入。加入PCL开发的团队来自包括全球的AIST，UCBerkeley，UniversityofBonn，UniversityofBritishColumbia，ETHZurich等等。同时我们团队已经把PCL作为开发出实际应用的基础平台，用于跨平台支持嵌入式设备的3D农业信息获取与处理的基础库。目

5、前PCL正在快速成长阶段，国内外尚无相关的中英文系统学习书籍，鉴于此，经过团队讨论，把我们学习和开发应用期间整理的资料与国内读者一起分享，加快PCL在其他各行业中的应用，推动3D信息快速获取与处理的发展。PCL的潜在读者群：机器人研究或应用开发者机器视觉的研究或应用开发者。人机交互研究或应用开发者。交互式体感游戏开发者。虚拟现实研究或应用开发者。CAD/CAM和逆向工程工作者。工业自动化测量、检测领域的研究或应用开发者。激光雷达遥感的研究或应用开发者。本书概况本书分为三大部分，其中第三部分以接近实战的实例来讲解工程应用，相比于前两部分更独立。如果读者是一名经验丰富的资深用户，已经知道PCL

6、的相关基础知识和使用方法，那么读者可以直接阅读测试这部分内容。但如果读者是一名初学者，请一定从第1章的基础理论知识开始学习。第一部分为基础篇从第1章到第3章，简单介绍PCL的相关背景资料和基本使用方式，帮助读者了解一些基础背景知识，感受自己的研究应用领域在PCL基础上有哪些应用前景，并熟悉PCL的使用方法以及编程规范，为读者使用PCL做好前期准备工作。第二部分为模块篇从第4章到第15章，着重讲解PCL各个模块中涉及的3D点云处理的概念、模块API、实例应用。每章结构都是先简单介绍本章涉及的相关概念，再重点介绍一些模块相关的类和函数，最后分析几个典型的模块应用实例，让读者不需要太多点云处理基

7、础，也能轻松掌握PCL各个功能模块。第二部分涵盖点云获取、滤波、分割、配置、检索、特征提取、识别、追踪、曲面重建、可视化等全部已基本定型的模块，骨骼识别与跟踪模块还正在开发，本书未包含。第三部分是综合应用篇第16章，通过基于PCL的典型应用案例进行介绍，让读者进一步能够体验PCL的强大，同时了解一些虚拟现实和人机交互领域的新事物。光盘收集PCL1.51的开发资源及本书中涉及的实例程序和数据。PCL版本PCL的发布更新以1