[发明专利]一种室内移动机器人场景数据的生成方法

权利要求书

1.一种室内移动机器人场景数据的生成方法，包括如下步骤：

(1)对三维重建得到的室内场景模型进行点云数据提取，并依据八叉树结构建立点云索引以支持点云实时渲染，具体实现过程为：基于室内场景模型的表面点云数据进行下采样计算以构建八叉树的点云索引结构，在此过程中首先基于点云范围计算包围盒数据，并将包围盒空间作为八叉树根节点；随后读取所有点云数据，依次将其填入八叉树结构中，并在索引文件中记录树结构；八叉树节点中包含网格或者嵌套子树的结构，以存储下采样得到的点云数据；

基于点云索引结构可支持点云实时渲染，执行点云实时渲染过程中使用LRU内存管理模块对加载的点云节点进行管理，同时基于设定的加载节点数量阈值执行相机视椎体与点云节点的求交计算以及相机位置与节点位置的细节层级计算，得到每一帧需要渲染的点云节点，从而控制整体点云渲染的性能开销；

(2)通过旋转、平移在内的齐次操作以调整点云模型坐标系，保证其与仿真世界坐标系对应，其变换结果通过一个齐次矩阵表示；

剔除场景内的噪声点云即通过具有特定形状的几何选择器或者框选的方式对点云数据进行筛选，由于单帧渲染中的点云并不包含所有点云节点，点云编辑中记录当前选择器状态并在执行点云删除动作时遍历所有的点云节点，删除对应的点云数据，同时对场景内的对象进行语义标注；

(3)基于上述处理后的点云数据，执行点云参照面的渲染，并标注室内场景地图规范数据，具体地：基于构建好的点云索引数据以及给定的下采样参数，从根节点开始遍历特定细节层级以内的点云节点，从而得到场景点云的下采样数据，进而根据齐次变换矩阵，计算出变换后的场景包围盒数据，并得到正视相机的位置与朝向，最后通过正视投影生成标注参照面的渲染；在标注参照面之上，场景地图标注为不同的地图元素提供独立的图层，地图元素的交互与更新仅影响其自身图层的渲染；

(4)基于标注好的场景点云数据，执行场景点云数据的面重构生成场景的三维模型数据，并与相应的材质绑定，具体地：通过预先构建的材质库为仿真平台提供场景模型相应部分的材质信息，使标注好的场景点云分别执行面重构算法，生成模型贴图以及顶点数据，并基于材质库附加上材质信息，材质库包含模型语义以及相对应的材质信息。