[发明专利]一种快速球坐标激光雷达仿真方法有效

专利信息
申请号: 201910420113.X 申请日: 2019-05-20
公开(公告)号: CN110133625B 公开(公告)日: 2020-05-08
发明(设计)人: 居阳 申请(专利权)人: 北京奥特贝睿科技有限公司
主分类号: G01S7/497 分类号: G01S7/497
代理公司: 天津滨海科纬知识产权代理有限公司 12211 代理人: 杨慧玲
地址: 100000 北京市房*** 国省代码: 北京;11
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摘要: 一种快速球坐标激光雷达仿真方法。本发明公开了一种对于激光雷达的快速仿真方法,由CPU与GPU进行协同运算,CPU进行部分初始化工作,GPU在顶点着色器中对三角面的顶点坐标进行坐标转换,在几何着色器中,将每个三角面变成两个三角形组成的长方形,挂载原三角面的三个顶点ABC的坐标并输出,在片元着色器中,对三角面进行射线检测,并计算碰撞点坐标,计算激光雷达的输出并映射到(R,G,B,A)空间中。本发明使用传统的渲染管线,兼容绝大多数型号的显卡,并可获得现代显卡的加速性能,同时,本发明解决了激光雷达仿真中等距采样的问题,实现了高速高精确率的等角采样。
搜索关键词: 一种 快速 坐标 激光雷达 仿真 方法
【主权项】:
1.一种快速球坐标激光雷达仿真方法,其特征在于,由CPU与GPU进行协同运算,包括:S1、CPU进行部分初始化工作,包括:定义直角坐标系为左手坐标系;即物体前向为Z轴,右侧为X轴,上方为Y轴;定义球坐标系为:ψ为空间中某点P在XZ平面上的投影与Z轴的夹角;θ为空间中某点P与Y轴的夹角;R为空间中某点P距离原点的距离;定义激光雷达的总线数height;定义激光雷达每次扫描的次数width;定义每次扫描沿Y轴扫描的角度范围的一半ψrange;定义每次扫描沿X轴扫描的角度范围的一半θrange;定义每次扫描的最大感知范围Lmax;绘制一个width*height像素的噪声图,要求RGBA四个通道均为独立噪声;定义每个材质的平滑度smoothness;定义每个材质的反射率reflection;定义每个材质的贴图Tex;在每次扫描前,定义摄像机的Transform Matrix Tcam;S2、GPU在顶点着色器中对三角面的顶点坐标进行坐标转换;转换后的顶点输出为{Psphere,Pworld,uv},其中Psphere为球坐标,Pworld为摄像机坐标系坐标,uv为该顶点的UV坐标;S3、GPU在几何着色器中,将每个三角面变成两个三角形组成的长方形,令两个三角形的每个顶点依次挂载原三角面的三个顶点ABC的坐标并输出,三角形每个顶点的输出为{Psphere,Pworld,A,B,C,uv};S4、GPU在片元着色器中,由几何着色器的输出获取原三角面三个顶点;同时,由屏幕像素位置获取射线方向,对三角面进行射线检测,并计算碰撞点坐标;然后计算此碰撞点的贴图是否为透明,若光线无法继续穿透,计算激光雷达的输出并映射到(R,G,B,A)空间中。
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