[發明專利]一種基于GPU的快速激光點云三維解算方法在審

申請號：	202010208032.6	申請日：	2020-03-23
公開（公告）號：	CN111429332A	公開（公告）日：	2020-07-17
發明（設計）人：	李佳隆;茍娟;張寧波	申請（專利權）人：	成都縱橫融合科技有限公司
主分類號：	G06T1/20	分類號：	G06T1/20
代理公司：	成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124	代理人：	吳中偉
地址：	610000 四川省成都市中國(四川)自由***	國省代碼：	四川;51
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于 gpu 快速激光三維方法
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【說明書】：

本發明涉及激光雷達領域，其公開了一種基于GPU的快速激光點云三維解算方法，解決傳統技術中的解算方案極度依賴CPU來完成而帶來的解算時間長、效率低的問題。本發明對點云解算的過程進行重構，將數據準備和邏輯運算單獨在一個循環中進行，將所有的數據都處理完畢后，再將數據分批存入數組中，將每個數組中的所有數據發送到GPU上進行數據運算，運算完畢后再統一拷貝回內存，最后統一保存。由于將耗時較多的數據運算采用GPU加速，GPU通過大量的運算單元同時運算，減少了時間消耗，大大提高激光點云三維解算的處理效率。

技術領域

本發明涉及激光雷達領域，具體涉及一種基于GPU的快速激光點云三維解算方法。

背景技術

激光點云的三維解算是無人機航測領域中的基礎技術，需要對來自激光雷達的原始雷達數據和來自慣導系統的POS數據融合解析，將雷達坐標系下的激光點數據加上POS信息進行坐標轉換，根據GPS時間確定每個三維激光點在地球坐標系下的位置，再加以適當的條件過濾噪點，最終生成出完整的點云文件。

當前的解算方法極度依賴中央處理器(Central Processing Unit，CPU)來完成該過程的邏輯控制和數據運算，但CPU作為計算機最重要的設備，其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據，針對點云解算中大規模的數據運算則無法發揮出最大的效率。

正是由于激光點數據量非常龐大，CPU并不擅長處理大規模的重復性數據運算，因此解算過程往往耗費了大量的時間，增加了時間成本。

圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)是一種專門在個人電腦、工作站、移動設備上做圖像和圖形相關運算工作的微處理器。如果利用GPU強大的圖形處理運算能力來進行激光點云三維解算可以提升解算效率，然而，由于點云解算過程較為復雜，邏輯運算與數據運算互相交纏，若直接采取硬件加速，將整個解算過程都移植到GPU上進行，速度提升也并不明顯。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提出一種基于GPU的快速激光點云三維解算方法，解決傳統技術中的解算方案極度依賴CPU來完成而帶來的解算時間長、效率低的問題。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是：

一種基于GPU的快速激光點云三維解算方法，包括：

a.CPU讀取雷達數據和POS數據，并進行預處理和完成邏輯判斷；

b.CPU將經過步驟a處理后的數據分批存至數組中；

c.CPU將數組中的數據拷貝至GPU；

d.GPU接收到數據后開始運算，同時，CPU執行步驟b進行下一批數據的處理；

e.GPU運算結束后將運算結果拷貝回內存，然后CPU執行步驟c；

f.循環步驟a-e直至所有數據解算完畢。

具體的，步驟a中，所述預處理為數據解析和數據準備過程，在解析時，數據按照時間順序進行排列，并將數據質量較差的點在運算前剔除。

具體的，步驟a中，所述邏輯判斷包括：根據選擇的濾波條件進行判斷，過濾掉不關心的位置或者噪點。