激光雷达点云仿真方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种激光雷达点云仿真方法及装置，涉及车辆以及仿真测试技术领域，其中方法包括：获取激光雷达在仿真周期内的第一数据和第二数据，所述第一数据包括在所述仿真周期的起始时刻对应的第一仿真场景内的所述激光雷达的初始位姿，所述第二数据包括在所述仿真周期的结束时刻对应的第二仿真场景内的所述激光雷达的速度数据和结束位姿，所述仿真周期包括发射激光的多个发射时刻；基于所述第一数据和所述第二数据，对所述激光雷达在每个所述发射时刻发射的目标激光进行畸变点云仿真，获得每个所述发射时刻对应的仿真结果，采用上述步骤可以提高激光雷达点云的仿真精度

【技术实现步骤摘要】
激光雷达点云仿真方法及装置


[0001]本申请涉及车辆以及仿真测试
，特别是涉及一种激光雷达点云仿真方法及装置
。

技术介绍

[0002]现有的激光雷达点云仿真方法通过三维绘图软件可以绘制出场景以及场景内物体高逼真的三维模型，通过光线追踪可以计算出激光击打到场景内物体的交点位置，进而模拟计算距离
、
激光反射强度等信息，最后在计算结果基础上添加噪声完成激光雷达点云的模拟仿真
。
[0003]但是在实际的智能驾驶应用场合，激光雷达会随车辆进行位置移动，激光雷达在一个扫描周期内扫描一个视场角大约有几千至上万束激光依次发射
。
在每一个扫描周期内的每一个发射时刻，激光雷达都具有不同的位姿，该位姿的变化会导致激光雷达坐标系相对大地惯性坐标系发生变化，大地惯性坐标系下同一个点在运动的激光雷达坐标系的描述下可能是变化的，该变化称为运动畸变
。
[0004]然而在实际仿真过程中，激光雷达仿真并未考虑运动畸变，而是将视场角内的所有点云基于视场角内某一时刻的激光雷达在大地惯性坐标系下的位姿以及场景进行仿真计算，但是一个视场角内激光点云的发射起始位置以及场景相同，无法仿真出随时间的推移激光雷达自身的位姿变换以及场景物体的移动带来的运动畸变效果，导致激光雷达点云的仿真精度较低
。

技术实现思路

[0005]本申请提供的一种激光雷达点云仿真方法及装置，能够提高激光雷达点云的仿真精度
。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种激光雷达点云仿真方法，所述方法包括：
[0007]在大地惯性坐标系下，获取激光雷达在仿真周期内的第一数据和第二数据，所述第一数据包括在所述仿真周期的起始时刻所述激光雷达的初始位姿，所述第二数据包括在所述仿真周期的结束时刻所述激光雷达的第一速度和角速度，所述仿真周期包括发射激光的多个发射时刻；
[0008]在大地惯性坐标系下，基于所述第一数据和所述第二数据，对所述激光雷达在每个所述发射时刻发射的目标激光进行畸变点云仿真，获得每个所述发射时刻对应的仿真结果，所述仿真结果包括目标点云位置和所述目标激光的反射强度，所述目标点云位置为所述目标激光照射到目标物体的情况下，所述目标激光与所述目标物体的交点位置，所述反射强度根据激光雷达发射激光的发射强度和接收激光的接收强度确定
。
[0009]第二方面，本申请提供一种激光雷达点云仿真装置，该装置包括：
[0010]获取模块，用于在大地惯性坐标系下，获取激光雷达在仿真周期内的第一数据和第二数据，所述第一数据包括在所述仿真周期的起始时刻所述激光雷达的初始位姿，所述
第二数据包括在所述仿真周期的结束时刻所述激光雷达的第一速度和角速度，所述仿真周期包括发射激光的多个发射时刻；
[0011]仿真模块，用于在大地惯性坐标系下，基于所述第一数据和所述第二数据，对所述激光雷达在每个所述发射时刻发射的目标激光进行畸变点云仿真，获得每个所述发射时刻对应的仿真结果，所述仿真结果包括目标点云位置和所述目标激光的反射强度，所述目标点云位置为所述目标激光照射到目标物体的情况下，所述目标激光与所述目标物体的交点位置，所述反射强度根据激光雷达发射激光的发射强度和接收激光的接收强度确定
。
[0012]第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
[0013]处理器执行计算机程序指令时实现如第一方面中任意一个实施例中的激光雷达点云仿真方法
。
[0014]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现如第一方面中任意一个实施例中的激光雷达点云仿真方法
。
[0015]第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备执行实现如上述第一方面中任意一个实施例中的激光雷达点云仿真方法
。
[0016]在本申请实施例的激光雷达点云仿真方法及装置，其中，在本申请通过获取仿真周期的起始时刻的激光雷达的第一数据，以及在仿真周期的结束时刻的激光雷达的第二数据，并基于第一数据和第二数据，对激光雷达在每个发射时刻发射的目标激光进行畸变点云仿真，获得每个发射时刻对应的仿真结果，能够对一个仿真周期内的所有发射时刻的激光雷达进行仿真，而由于不同发射时刻的激光雷达的位姿以及激光雷达所探测到的物体是不断变化的，进而能够得到不同位姿下激光雷达的仿真结果，能够仿真出在仿真周期内随时间的推移
、
激光雷达自身的位姿变化以及物体的移动所带来的运动畸变结果，进而提高激光雷达点云的仿真精度
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图1是本申请一个实施例提供的激光雷达点云仿真方法的流程示意图；
[0019]图2是本申请实施例提供的一种激光雷达点云仿真装置的结构示意图；
[0020]图3是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图
。
具体实施方式
[0021]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的
、
特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述
。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
[0022]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采
用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例
。
[0023]需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序
。
而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程
、
方法
、
物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程
、
方法
、
物品或者设备所固有的要素
。
在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程
、
方法
、
物品或者设备中还存在另外的相同要素
。
[0024]为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种激光雷达点云仿真方法及装置
。
下面首先对本申请实施例所提供的激光雷达点云仿真方法进行介绍
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光雷达点云仿真方法，其特征在于，所述方法包括：在大地惯性坐标系下，获取激光雷达在仿真周期内的第一数据和第二数据，所述第一数据包括在所述仿真周期的起始时刻对应的第一仿真场景内的所述激光雷达的初始位姿，所述第二数据包括在所述仿真周期的结束时刻对应的第二仿真场景内的所述激光雷达的速度数据和结束位姿，所述仿真周期包括发射激光的多个发射时刻；在大地惯性坐标系下，基于所述第一数据和所述第二数据，对所述激光雷达在每个所述发射时刻发射的目标激光进行畸变点云仿真，获得每个所述发射时刻对应的仿真结果，所述仿真结果包括目标点云位置和所述目标激光的反射强度，所述目标点云位置为所述目标激光照射到目标物体的情况下，所述目标激光与所述目标物体的交点位置，所述反射强度根据激光雷达发射激光的发射强度和接收激光的接收强度确定
。2.
如权利要求1所述的激光雷达点云仿真方法，其特征在于，所述基于所述第一数据和所述第二数据，对所述激光雷达在每个所述发射时刻发射的目标激光进行畸变点云仿真，获得每个所述发射时刻对应的仿真结果的步骤，包括：基于所述第一数据和所述第二数据，获得在所述第一仿真场景下所述激光雷达在每个发射时刻发射所述目标激光的理论位姿；基于在所述第一仿真场景下所述激光雷达在所述初始位姿发射初始激光的第一发射角度，对所述初始激光进行第一次光线追踪，获得中间数据，所述中间数据包括所述初始激光照射到的所述第一仿真场景中的目标物体的情况下，所述目标物体的运动速度，所述第一发射角度为激光雷达在雷达坐标系下的发射角度；基于所述运动速度和所述理论位姿，在所述第一仿真场景内对每个所述发射时刻的所述目标激光进行畸变仿真计算，获得每个所述发射时刻对应的仿真结果
。3.
如权利要求2所述的激光雷达点云仿真方法，其特征在于，所述基于在所述第一仿真场景下所述激光雷达在所述初始位姿发射初始激光的第一发射角度，对所述初始激光进行第一次光线追踪，获得中间数据，还包括：将位于激光雷达在雷达坐标系下的所述第一发射角度转换为位于大地惯性坐标系下的第一目标发射角度；基于在所述第一仿真场景下所述激光雷达在所述初始位姿发射初始激光的第一目标发射角度，对所述初始激光进行第一次光线追踪，获得中间数据
。4.
如权利要求2所述的激光雷达点云仿真方法，其特征在于，所述速度数据包括第一速度和角速度；所述基于所述第一数据和所述第二数据，获得在所述第一仿真场景下所述激光雷达在每个发射时刻发射所述目标激光的理论位姿的步骤，包括：基于所述初始位姿
、
所述结束位姿
、
所述第一速度
、
所述角速度以及所述目标激光的第二发射角度，获得在第一仿真场景下每个所述发射时刻发射所述目标激光的理论位姿，所述第二发射角度为目标激光在雷达坐标系下的发射角度
。5.
如权利要求1所述的激光雷达点云仿真方法，其特征在于，所述基于所述第一数据和所述第二数据，对所述激光雷达在每个所述发射时刻发射的目标激光进行畸变点云仿真，获得每个所述发射时刻对应的仿真结果的步骤，包括：基于所述第一数据和所述第二数据，对所述激光雷达在每个所述发射时刻发射的目标
激光进行畸变点云仿真，获得每个所述发射时刻对应的目标点云位置；基于所述目标点云位置和预设反射强度计算表达式，获得所述目标激光的反射强度
。6.
如权利要求2所述的激光雷达点云仿真方法，其特征在于，所述目标点云位置包括第一子点云位置和第二子点云位置；所述基于所述运动速度和所述理论位...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫宇恒，汤德江，
申请(专利权)人：上海涵润汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：