PCL点云处理算法汇总（C++长期更新版）

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一、点云滤波

一篇关于滤波模块介绍的文章pcl_filters模块api代码解析

1、常用滤波器

• PCL 直通滤波器

• PCL 体素滤波器
  PCL 改进体素滤波
  PCL 最小点数约束的VoxelGrid体素滤波

• PCL 统计滤波器

• PCL 半径滤波器

• PCL 条件滤波器

• PCL 模型滤波器

• PCL 投影滤波器
  PCL 点云投影到拟合平面
  PCL 点云投影到球面
  PCL 点云投影到圆柱

• PCL 索引提取器
  PCL 从一个点集中提取一个子集

• PCL 高斯滤波
  PCL 点云添加高斯噪声并保存

• PCL 双边滤波

• PCL 基于法线的双边滤波

• PCL 快速双边滤波

• PCL （多线程）快速双边滤波

• PCL 中值滤波

• PCL 移除边缘不连续点

2、采样滤波

• PCL 均匀采样
• PCL 快速均匀采样
• PCL 随机采样
• PCL 法线空间采样
• PCL 索引空间采样
• PCL MLS上采样

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
• PCL LocalMaximum消除局部最大的点
• PCL GridMinimum获取栅格最低点

二、KD树与八叉树

1、KD树

一篇关于PCL中KD树理论介绍的优秀文章：PCL中Kd树理论

• PCL KD树的使用
• PCL addLine可视化K近邻
• PCL 点云平均密度计算（版本一）
• PCL 计算点云平均密度（版本二）
• PCL 删除点云中重叠的点(方法一)
• PCL 删除点云中重叠的点(方法二)

2、八叉树

一篇关于PCL中八叉树理论介绍的优秀文章：PCL中八叉树理论

• 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 求八叉树的体素中心

• 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
• PCA 实现点云粗配准(C++版)

精配准

关于点云配准，很不错的综述文章：

1. PCL中的点云配准方法
2. 点云配准资源汇总
3. 基于点云方式的6D姿态识别
4. 最新点云配准综述：A comprehensive survey on point cloud registration（悉尼大学&悉尼科技大学）

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

• 【论文复现】——基于SAC_IA和NDT融合的点云配准方法

• 【论文复现】——基于NDT与ICP结合的点云配准算法

• 【论文复现】——利用特征点采样一致性改进ICP算法点云配准方法

• 【论文复现】——A Fast Point Clouds Registration Algorithm for Laser Scanners

• PCL 融合3DSC的采样一致性ICP配准算法

2、点到面的ICP算法

• PCL 点到面的ICP算法

• PCL 点到面的ICP算法（线性最小二乘优化）

• PCL 点到面的ICP算法（非线性最小二乘优化）

3、改进的ICP算法

• PCL Trimmed ICP
• PCL 使用GICP对点云配准
• PCL 目标函数对称的ICP算法
• PCL 优化改进的点到面ICP算法
• LM-ICP 实现点云精配准
• PCL 方向向量约束的改进ICP算法

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 计算两片点云重叠区域的均值标准差
• PCL 获取两个空间对齐点云之间的差异
• PCL 实现K近邻查找匹配点对
• PCL RANSAC剔除误匹配点对
• PCL FPFH查找对应点对SVD进行配准
• 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 根据特征描述子获取对应关系
• PCL 基于中值距离的对应关系去除

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
• PCL 中 getFitnessScore()的计算

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

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

关于点云分割很不错的综述文章：

• 三维点云分割综述【上】
• 三维点云分割综述【中】
• 三维点云分割综述【下】

1、RANSAC

• PCL RANSAC 拟合直线

• PCL RANSAC拟合分割多条直线

• 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

• 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三维点云空间3D圆拟合

• PCL RANSAC拟合空间3D球体

• RANSAC拟合圆柱

• 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 圆柱体模型分割

2、最小二乘拟合

• PCL 实现最小二乘平面拟合
• PCL 最小二乘拟合多项式曲线
• PCL 最小二乘拟合二次曲面
• PCL 最小二乘拟合二维圆
• PCL 最小二乘拟合空间直线
• PCL 最小二乘拟合二维直线

3、其他几何分割

一篇关于PCL中几何分割模块综述的博客：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

五、 三维重建

三维重建综述文章：三维重建技术综述

• PCL 无序点云的三角剖分

• PCL 泊松曲面重建法

• PCL 移动立方体算法

• 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 a-shape 曲面重构(凹包算法扩展)

• 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

六、特征点与特征描述

关于PCL特征模块的综述文章：

• 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

• PCA计算点云的特征值（详细过程版）

• PCL 主成分分析(PCA)在三维点云中的应用

• 点云的曲率及计算

• 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

• 二次曲面拟合求点云的曲率

• PCL 使用积分图进行法线估计

• PCL 计算点云法向量并显示

• PCL MLS计算法线并显示

• PCL 基于法向量夹角的点云特征点提取

• PCL 计算点云包围盒

• PCL PCA构建点云包围盒

• PCL 计算点云包围球

• PCL 点云边界提取

• PCL alpha shapes平面点云边界特征提取

• 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 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)

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

七、 基础函数

关于PCL中的基础函数，一篇很优秀的文章：PCL common中常见基础功能函数

1、common模块

• PCL 读取、保存点云

• PCL 角度制与弧度制的相互转换

• 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 计算点到平面的距离

• PCL 点云二维格网化

• PCL 获取指定高程的所有点

2、其他

• PCL 常用小知识

• PCL 点云格式转换

• PCL 计算点云的最值

• PCL 计算最值点的坐标

• 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)

• 点云学习中用到的数学知识整理

• 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

八、 点云可视化

1、Plotter模块

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 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 生成常见三维立体点云

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

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

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

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