# PCL库三维重建
## 一、介绍
1. 利用C++ PCL库对KITTI数据集进行三维重建
2. 利用livox激光雷达和hikvision相机进行三维重建
## 二、依赖库:
PCL1.8.1 + OpenCV + PythonLibs
## 三、实验步骤:
### 3.1 KITTI三维重建
1. 用KITTI的配准信息将点云投影到图像上获得真彩色点云
2. 滤波
3. 重采样平滑
4. 法线计算
5. 将点云坐标、颜色、法线信息合在一起
6. 网格化(贪心投影三角化,Poisson重建)
### 3.2 Livox-hikvision三维重建
1. 读取.lvx文件,转换成pcd文件
2. 读取hikvision拍摄视频
3. 后续方法同2.1
4. **补充**:利用深度图进行网格化,用B-样条曲线进行网格化(效果较差,且速度慢)
## 四、结果:
### 4.1 Poisson重建和样条重建
Poisson重建和样条重建都利用了流形假设,使用曲面拟合点云。这种方法对watertight物体、满足流形假设(平滑)的物体比较适用,对于需要刻画尖锐特征的三维重建不太适合。
#### 1. 泊松重建
![Poisson](./result/poisson.png)
#### 2. B样条重建
![Bspline](./result/bspline.png)
### 4.2 贪婪投影三角法网格化
#### 1. 贪婪投影三角化(KITTI)
![image](./result/greedy_tri.png)
#### 2. 贪婪投影三角化(240万点)
![image](./result/greedy_tri_lvx.png)
随着处理帧数的增多,网格会更加致密,空洞会减少,但后续仍需要进行网格修复(mesh repair),才能得到较好的重建结果。
### 4.3 深度图网格化
#### 1. 用点云生成深度图(240万点)
![image](./result/rangeImage.png)
#### 2. 用深度图进行网格化
![image](./result/rangeImage_reconstruction_color.png)
## 五、总结
曲面重建算法可分为插值法和逼近法,其中贪婪投影三角化属于插值法,B-样条重建、Poisson重建、深度图重建均为逼近法。
在重建效果上,贪婪投影三角法和基于深度图的重建算法效果较好。贪婪投影三角法噪声较多,
可以在计算法线前用移动最小二乘法(MLS)重采样平滑和上采样增加点云密度;而基于深度图的重建的网格效果更致密,美中不足的是在纵向有较大距离改变的地方(道路),深度图方法的网格几乎没有生成,
这和深度图的分辨率有较大关系。
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温馨提示
【作品名称】:基于 C++利用 PCL库对KITTI数据集和livox-hikvision融合数据进行三维重建 【适用人群】:适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【项目介绍】: ## 一、介绍 1. 利用C++ PCL库对KITTI数据集进行三维重建 2. 利用livox激光雷达和hikvision相机进行三维重建 ## 二、依赖库: PCL1.8.1 + OpenCV + PythonLibs ## 三、实验步骤: ### 3.1 KITTI三维重建 1. 用KITTI的配准信息将点云投影到图像上获得真彩色点云 2. 滤波 3. 重采样平滑 4. 法线计算 5. 将点云坐标、颜色、法线信息合在一起 6. 网格化(贪心投影三角化,Poisson重建) ### 3.2 Livox-hikvision三维重建 1. 读取.lvx文件,转换成pcd文件 2. 读取hikvision拍摄视频 3. 后续方法同2.1 4. **补充**:利用深度图进行网格化,用B-样条曲线进行网格化(效果较差,且速度慢)
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