[发明专利]一种地外天体表面障碍点云建模方法

权利要求书

1.一种地外天体表面障碍点云建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

生成叠加地外天体表面障碍的基础平面模型；

确定地外天体表面障碍类型及其模拟各类障碍的模型，生成障碍数据库；

在基础平面模型上确定障碍中心点位置，从障碍数据库中选取障碍，按XY坐标的对应位置将高程值累加，生成叠加障碍后的三维点云；

在三维点云中添加模拟激光雷达在扫描过程中产生的噪声的噪声模型，完成地外天体表面障碍点云建模。

2.根据权利要求1所述的一种地外天体表面障碍点云建模方法，其特征在于，所述生成叠加地外天体表面障碍的基础平面模型包括如下步骤：将平面点云等间隔排布，预设平面高度Z，以坐标(0,0,Z)为中心生成基础平面点云。

3.根据权利要求2所述的一种地外天体表面障碍点云建模方法，其特征在于：生成的基础平面为有一定坡度的平面，数据格式为规格化的三维点云。

4.根据权利要求1所述的一种地外天体表面障碍点云建模方法，其特征在于：所述地外天体表面障碍类型包括陨石坑和岩石，分别用半球模型和半椭球体进行模拟。

5.根据权利要求1所述的一种地外天体表面障碍点云建模方法，其特征在于，所述生成障碍数据库包括如下步骤：

调研天体表面岩石和陨坑的尺寸分布及密度分布，确定陨坑的深宽比、岩石高度与底部宽度的比例，确定点间隔，生成局部点云；

生成半球模型：以半球界面圆心为原点O，截面与XOY平面重合，陨坑口朝上；由深宽比确定对应半球的参数方程，在一致点间隔的情况下，确定陨坑内各点的深度；

生成半椭球体模型：生成岩石时，设椭球截面为圆，以其截面圆心为原点O，截面与XOY平面重合，椭球球体朝上；由深宽比确定对应岩石的椭球参数方程，以上述点间隔确定岩石内各点的横纵坐标，代入椭球方程，求取高度；

按生成的陨石坑模型和岩石模型的形状存储其高度和深度。

6.根据权利要求1所述的一种地外天体表面障碍点云建模方法，其特征在于：所述噪声模型包括高斯白噪声和由于视场边缘回光不足导致的点云数据错误噪声。

7.一种地外天体表面障碍点云建模系统，其特征在于，包括：

第一模块，用以生成叠加地外天体表面障碍的基础平面模型；

第二模块，用以确定地外天体表面障碍类型及其模拟各类障碍的模型，生成障碍数据库；

第三模块，用以在基础平面模型上确定障碍中心点位置，从障碍数据库中选取障碍，按XY坐标的对应位置将高程值累加，生成叠加障碍后的三维点云；

第四模块，用以在三维点云中添加模拟激光雷达在扫描过程中产生的噪声的噪声模型。

8.根据权利要求7所述的一种地外天体表面障碍点云建模系统，其特征在于，所述生成叠加地外天体表面障碍的基础平面模型包括如下步骤：将平面点云等间隔排布，预设平面高度Z，以坐标(0,0,Z)为中心生成基础平面点云；

生成的基础平面为有一定坡度的平面，数据格式为规格化的三维点云；

所述地外天体表面障碍类型包括陨石坑和岩石，分别用半球模型和半椭球体进行模拟；

所述生成障碍数据库包括如下步骤：

调研天体表面岩石和陨坑的尺寸分布及密度分布，确定陨坑的深宽比、岩石高度与底部宽度的比例，确定点间隔，生成局部点云；

生成半球模型：以半球界面圆心为原点O，截面与XOY平面重合，陨坑口朝上；由深宽比确定对应半球的参数方程，在一致点间隔的情况下，确定陨坑内各点的深度；

生成半椭球体模型：生成岩石时，设椭球截面为圆，以其截面圆心为原点O，截面与XOY平面重合，椭球球体朝上；由深宽比确定对应岩石的椭球参数方程，以上述点间隔确定岩石内各点的横纵坐标，代入椭球方程，求取高度；

按生成的陨石坑模型和岩石模型的形状存储其高度和深度；

所述噪声模型包括高斯白噪声和由于视场边缘回光不足导致的点云数据错误噪声。