[發明專利]仿真點云數據生成方法及系統

在審

• 申請號: 202110819343.0
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN115641416A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 張耿霖;王振宇;杜子兮;許博
• 申請（專利權）人: 大連九州創智科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T19/00
• 代理公司: 合肥上博知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34188
• 代理人: 黃晶晶

本發明提供了仿真點云數據生成方法及系統，其中仿真點云數據生成方法，包括以下步驟：S1、定義模擬激光掃描儀Si的信息；S2、定義掃描物體三維模型Oj的信息；S3、使用模擬激光掃描儀Si對掃描物體三維模型Oj進行模擬掃描，記錄每一時刻的模擬激光掃描儀Si信息和物體三維模型Oj信息，最終得到信息隊列L；S4、遍歷信息隊列L，獲取每一時刻掃描信息Lt’并計算其中輸出模擬掃描儀每一條射線返回結果SRj(Lti’)；S5、根據返回結果SRj(Lti’)屬性生成仿真點云數據。本仿真點云數據生成方法及系統，能夠支持海量(千萬點以上)的仿真點云生成。此外，生成點屬性包含光斑屬性，提供光斑偏差計算方法，輔助激光測距精度推算。

技術領域

本發明涉及點云計算技術領域，尤其涉及仿真點云數據生成方法及系統。

背景技術

點云數據仿真是一種基于目標場景的點云數據和計算機輔助設計模型，生成高真實感的虛擬點云數據的技術，可以用于構建大規模場景。例如，構建出多種道路情景，用于對無人駕駛的三維感知模塊進行訓練。

不同于汽車自動駕駛，在重工業裝備智能化領域，激光掃描儀等數據采集本身就存在多方面困難，致使對仿真點云有更迫切的需求。另一方面，重工業裝備機器視覺掃描目標距離和范圍都要遠大于自動駕駛或巡檢機器人視野區域，通常需要在一定時空范圍內持續掃描后(大機走行掃描等掃描工藝)，對所積累的海量點云融合后統一處理。

具體的，散雜貨碼頭散貨船的掃描及船首船尾艙口識別及艙口大小確定，散雜貨整料場的物料掃描及料型定型，起重機整垮物料盤點等工業場景，均需要海量仿真點云的生成功能。

在三維引擎中，多線模擬激光掃描儀高頻掃描生成海量點云數據時，會因產生點云量過大(如，32線可達60萬點/秒)出現掃描過程卡頓甚至電腦死機等性能問題，致使無法生成模擬點云數據。

現有仿真點云生成技術主要以自動駕駛作為應用背景，所處理的點云數據量和空間范圍小，不存在海量點云生成導致的性能問題。因而，現有點云仿真技術無法應用于重工業裝備智能化、自動化的仿真掃描數據生成。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供仿真點云數據生成方法、系統及計算機可讀存儲介質，能夠支持海量的仿真點云生成。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種仿真點云數據生成方法，包括以下步驟：

S1、定義模擬激光掃描儀Si的信息；

S2、定義掃描物體三維模型Oj的信息；

S3、使用模擬激光掃描儀Si對掃描物體三維模型Oj進行模擬掃描，記錄每一時刻的模擬激光掃描儀Si信息和物體三維模型Oj信息，最終得到信息隊列L；

S4、遍歷信息隊列L，獲取每一時刻掃描信息Lt’并計算其中輸出模擬掃描儀每一條射線返回結果SRj(Lti’)；

S5、根據返回結果SRj(Lti’)屬性生成仿真點云數據。

優選的，所述S3具體包括：

添加模擬目標掃描儀St到散列表Ds中；添加模擬目標掃描對象Ot到散列表Do中；使用模擬激光掃描儀Si對掃描物體三維模型Oj進行模擬掃描；對于每一掃描時刻t：遍歷散列表Do，記錄當前時刻所有物體的全部碰撞器到信息隊列Lto；遍歷散列表Ds，記錄當前時刻所有目標掃描儀信息，添加到信息隊列Lts；將Lto與Lts合并為一個時刻信息對象Lt，添加到信息隊列L。

優選的，所述S4包括：

S41、掃描信息隊列當前第一個元素Lt’出列，為運行時t’時刻掃描信息記錄

S42、遍歷Lt’中的掃描儀信息隊列；