[發(fā)明專利]在Unity3d中快速點云繪制的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110045882.3
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112381705B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 楊歡;陳誠;張旸
• 申請（專利權）人: 奧特酷智能科技（南京）有限公司
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06T17/00
• 代理公司: 南京行高知識產(chǎn)權代理有限公司 32404
• 代理人: 李曉

本發(fā)明涉及一種在Unity3d中快速點云繪制的方法，包括以下步驟：點云數(shù)據(jù)C中每一個數(shù)據(jù)點生成四個頂點坐標以及與四個頂點坐標一一對應的四個UV數(shù)據(jù)，獲取當前攝像機的位置Pc；將生成的數(shù)據(jù)傳輸至GPU，將每一個數(shù)據(jù)點對應的四邊形Q中的四個頂點坐標分配到不同的GPU線程中進行計算，在計算某一個數(shù)據(jù)點時，計算攝像機位置Pc和該數(shù)據(jù)點的坐標P的距離，若大于設定的閾值，則將四個頂點擴展形成一個正方形后傳入GPU的光柵化流水線，否則刪除該數(shù)據(jù)點。本發(fā)明利用GPU硬件可編程架構下實現(xiàn)點云繪制的方法，可以實現(xiàn)更加快速地繪制點云數(shù)據(jù)的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及一種在Unity3d中快速點云繪制的方法，屬于自動駕駛技術領域。

背景技術

點云是某個坐標系下一些數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)點包含了豐富的信息，包括三維坐標（X，Y，Z）、顏色、分類值、強度值、時間等等。點云常用來描述三維場景，其產(chǎn)生途徑也多種多樣，其中激光雷達點云，由激光雷達掃描后處理產(chǎn)生，在自動駕駛領域和遙控遙測領域中均有著重要的作用，可以用來生成自動駕駛的高精度地圖等，所以快速高效正確的渲染點云數(shù)據(jù)就顯得尤為重要。

在自動駕駛領域和遙控遙測以及農業(yè)考古等諸多領域，Unity3d作為全能的開發(fā)工具也已經(jīng)被越來越多的運用，雖然Unity3d中已經(jīng)提供了幾種用來繪制點云的方式和方法，但是由于這些方法都需要在CPU中完成大量的計算工作，導致在配備主流GPU硬件的計算機中，GPU資源閑置，云算力浪費，繪制效率低下。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種能充分利用GPU硬件資源、運行效率高的快速繪制點云的方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案是：一種在Unity3d中快速點云繪制的方法，包括以下步驟：

步驟一、獲取需要顯示的點云數(shù)據(jù)C，所述點云數(shù)據(jù)C中包含N個數(shù)據(jù)點，每一個數(shù)據(jù)點生成四個頂點坐標以及與四個頂點坐標一一對應的四個UV數(shù)據(jù)，其中四個頂點坐標都填充為該數(shù)據(jù)點在空間中的坐標P，四個UV數(shù)據(jù)分別填充為(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)；然后獲取當前攝像機的位置Pc；

步驟二、將步驟一中生成的每一個數(shù)據(jù)點的頂點坐標以及UV數(shù)據(jù)傳輸至GPU，將預設的數(shù)據(jù)點繪制大小S作為參數(shù)設置到GPU中；

步驟三、GPU將每一個數(shù)據(jù)點對應的四邊形Q中的四個頂點坐標分配到不同的GPU線程中進行計算，在計算某一個數(shù)據(jù)點時，首先計算攝像機位置Pc和該數(shù)據(jù)點的坐標P的距離，若距離大于設定的閾值，則將該數(shù)據(jù)點刪除不再顯示；

如果攝像機位置Pc和該數(shù)據(jù)點坐標P的距離小于或等于設定的閾值，則根據(jù)該數(shù)據(jù)點的四個頂點對應的UV數(shù)據(jù)，將四個頂點擴展形成一個邊長為S的平面正方形，將擴展以后的四個頂點坐標變換到投影空間后傳入GPU的光柵化流水線。

傳統(tǒng)Unity3d渲染點云方法中，點云數(shù)據(jù)中所有的數(shù)據(jù)點的坐標變換計算都需要在CPU中完成，而這部分計算往往需要消耗掉大量的CPU運算時間，而且在這段時間內，GPU是完全空閑的，需要等待CPU將計算完畢后的數(shù)據(jù)傳輸至GPU端，GPU才能將其送至顯示，這對GPU強大的計算性能無疑是一種浪費，而本發(fā)明中，CPU只需要將初始數(shù)據(jù)和參數(shù)發(fā)送至GPU端，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)點的計算工作都在GPU上利用多線程方式高效的完成，從而將GPU空閑的時間大大縮短，提高了整體的繪制效率.

本發(fā)明利用GPU硬件可編程架構下實現(xiàn)點云繪制的方法，能充分利用GPU硬件資源，令CPU和GPU協(xié)同工作，達到較高的運行效率，以實現(xiàn)在Unity3d中更加快速地繪制點云數(shù)據(jù)的目的。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明方法與傳統(tǒng)點云繪制方法的區(qū)別。

圖2是四個頂點擴展形成一個邊長為S的正方形的原理示意圖。

具體實施方式