[发明专利]仿真点云数据生成方法及系统

说明书

本发明提供了仿真点云数据生成方法及系统，其中仿真点云数据生成方法，包括以下步骤：S1、定义模拟激光扫描仪Si的信息；S2、定义扫描物体三维模型Oj的信息；S3、使用模拟激光扫描仪Si对扫描物体三维模型Oj进行模拟扫描，记录每一时刻的模拟激光扫描仪Si信息和物体三维模型Oj信息，最终得到信息队列L；S4、遍历信息队列L，获取每一时刻扫描信息Lt’并计算其中输出模拟扫描仪每一条射线返回结果SRj(Lti’)；S5、根据返回结果SRj(Lti’)属性生成仿真点云数据。本仿真点云数据生成方法及系统，能够支持海量(千万点以上)的仿真点云生成。此外，生成点属性包含光斑属性，提供光斑偏差计算方法，辅助激光测距精度推算。

技术领域

本发明涉及点云计算技术领域，尤其涉及仿真点云数据生成方法及系统。

背景技术

点云数据仿真是一种基于目标场景的点云数据和计算机辅助设计模型，生成高真实感的虚拟点云数据的技术，可以用于构建大规模场景。例如，构建出多种道路情景，用于对无人驾驶的三维感知模块进行训练。

不同于汽车自动驾驶，在重工业装备智能化领域，激光扫描仪等数据采集本身就存在多方面困难，致使对仿真点云有更迫切的需求。另一方面，重工业装备机器视觉扫描目标距离和范围都要远大于自动驾驶或巡检机器人视野区域，通常需要在一定时空范围内持续扫描后(大机走行扫描等扫描工艺)，对所积累的海量点云融合后统一处理。

具体的，散杂货码头散货船的扫描及船首船尾舱口识别及舱口大小确定，散杂货整料场的物料扫描及料型定型，起重机整垮物料盘点等工业场景，均需要海量仿真点云的生成功能。

在三维引擎中，多线模拟激光扫描仪高频扫描生成海量点云数据时，会因产生点云量过大(如，32线可达60万点/秒)出现扫描过程卡顿甚至电脑死机等性能问题，致使无法生成模拟点云数据。

现有仿真点云生成技术主要以自动驾驶作为应用背景，所处理的点云数据量和空间范围小，不存在海量点云生成导致的性能问题。因而，现有点云仿真技术无法应用于重工业装备智能化、自动化的仿真扫描数据生成。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供仿真点云数据生成方法、系统及计算机可读存储介质，能够支持海量的仿真点云生成。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种仿真点云数据生成方法，包括以下步骤：

S1、定义模拟激光扫描仪Si的信息；

S2、定义扫描物体三维模型Oj的信息；

S3、使用模拟激光扫描仪Si对扫描物体三维模型Oj进行模拟扫描，记录每一时刻的模拟激光扫描仪Si信息和物体三维模型Oj信息，最终得到信息队列L；

S4、遍历信息队列L，获取每一时刻扫描信息Lt’并计算其中输出模拟扫描仪每一条射线返回结果SRj(Lti’)；

S5、根据返回结果SRj(Lti’)属性生成仿真点云数据。

优选的，所述S3具体包括：

添加模拟目标扫描仪St到散列表Ds中；添加模拟目标扫描对象Ot到散列表Do中；使用模拟激光扫描仪Si对扫描物体三维模型Oj进行模拟扫描；对于每一扫描时刻t：遍历散列表Do，记录当前时刻所有物体的全部碰撞器到信息队列Lto；遍历散列表Ds，记录当前时刻所有目标扫描仪信息，添加到信息队列Lts；将Lto与Lts合并为一个时刻信息对象Lt，添加到信息队列L。

优选的，所述S4包括：

S41、扫描信息队列当前第一个元素Lt’出列，为运行时t’时刻扫描信息记录

S42、遍历Lt’中的扫描仪信息队列；