基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法
专利汇可以提供基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种基于 光线 跟踪 实现 激光雷达 场景仿真方法，主要解决 现有技术 存在的激光雷达成像仿真的物理真实感不高的不足，在3DMAX中生成三维 网格模型 并获取三维模型每个 顶点 的 位置 、法线信息，根据场景的位置信息以及 光线跟踪 的原理生成光线，求出最近的交点，计算交点处对激光 光源 的直接反射分量和对环境中其他物体的间接反射分量，并将两部分相加，计算视场中不同位置点在激 光接收器 方向的激光 亮度 值，在计算的结果上添加固定噪声，量 化成 8位灰度值进行显示，本发明真实感强，可用于激光制导和目标探测中。，下面是基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法专利的具体信息内容。
1.基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法，其特征在于：利用光线跟踪技术计算出目标和背景在激光接收器方向上对激光的直接反射亮度值后，加上对场景中其他物体的间接反射亮度值，并添加探测器噪声模拟激光雷达的成像结果；
具体步骤如下：
(1)在3DMAX中生成三维网格模型并获取三维模型每个顶点的位置、法线信息；
(2)根据步骤(1)中得到的场景的位置信息以及光线跟踪的原理生成光线，光线与场景进行相交检测得到光线与场景最近的交点；
(3)计算交点处对激光光源的直接反射分量和对环境中其他物体的间接反射分量，并将两部分相加；
(4)对屏幕中所有的像素进行步骤(2)-(3)的操作，得到整个视场的计算结果；
(5)在步骤(4)计算的结果上添加固定噪声；
(6)将步骤(5)的结果进行线性量化，即得到激光雷达成像的仿真场景。
2.根据权利要求1所述的基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(1)使用KD树的结构对三维模型信息进行组织。
3.根据权利要求1所述的基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(2)由激光接收器发出通过屏幕的光线，将光线与场景进行求交运算得到交点。
4.根据权利要求1所述的基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(3)具体步骤如下：
3a)计算交点处对激光光源的直接反射分量Ldirect；
其中，PT为激光器的发射功率，θ0为光束发散角的半角，θi为激光与面元ΔS法线的夹角，R为面元ΔS与激光雷达之间的距离； 为双向反射率函数，采用Schlick提出的双向反射函数反射模型(Schlick BRDF)；
3b)计算交点处对周围环境中其他物体的间接反射分量Lindirect；
根据光线跟踪的算法原理以及光线传输的原理，在交点处向周围环境空间内发出光线，计算这些光线对交点的反射分量；
3c)将步骤3a)和步骤3b)的计算结果相加得到当前计算点的在激光接收器方向上的辐射值Lreflect，Lreflect＝Ldirect+Lindirect。
5.根据权利要求1所述的基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法，其特征在于：所述固定噪声用Pn＝L·Noise()表示，Noise()为平均值为0、噪声的方差为1的标准噪声发生函数。
6.根据权利要求1所述的基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法，其特征在于：所述步骤(6)使用线性灰度量化方法对得到的辐射计算结果进行灰度量化，得到8位的灰度图像灰度值: 其中，Lmin和Lmax为步骤(3)中计算的场景辐射值的上下限，Lr为场景添加过噪声后亮度值，Lmin和Lmax为整个场景中Lr所取的最大值和最小值。
基于光线跟踪的激光雷达场景仿真方法
技术领域
背景技术
发明内容
射值的上下限，Lr为场景添加过噪声后亮度值，Lmin和Lmax为整个场景中Lr所取的最大值和最小值。
具体实施方式
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