[发明专利]一种基于CPU多核计算的激光雷达仿真方法以及装置

权利要求书

1.一种基于CPU多核计算的激光雷达仿真方法，其特征在于，使用CPU进行激光雷达模拟，针对激光雷达旋转一周所发射的全部射线进行逐次扫描，其中，每一次扫描，将扫描范围分为若干个扇区，每一个扇区进行一次BatchRaycast；

扫描范围内每个扇区的Raycast均为并发，需要根据车辆速度和角速度预测每次激光发射时世界坐标系中雷达的位置和激光发射方向；

世界坐标系中雷达的位置和激光发射方向，通过如下方式计算：

设车辆速度v和角速度ω恒定，则车辆行驶轨迹的俯视图应是一个圆形；

则车辆行驶一圈所需时间

圆圈周长为L＝2πR；

因

则圆圈半径

因此有方程：

(x-R)²+y²＝R²

(x+R)²+y²＝R²

则方程中x、y的解为：

其中，时间t的值应均值化到[0，1]范围内；

每次Batch前需要计算：

其中，为从车辆transform的局部坐标到世界坐标的4阶转置矩阵，只需在初始化时输入一次即可。

2.根据权利要求1所述的基于CPU多核计算的激光雷达仿真方法，其特征在于，采用Unity3D 2018版本新增的C#Jobs功能和BatchRaycast功能实现CPU多核并行计算。

3.根据权利要求1所述的基于CPU多核计算的激光雷达仿真方法，其特征在于，所述扫描范围均匀分为10个扇区，每秒进行100次BatchRaycast。

4.根据权利要求1所述的基于CPU多核计算的激光雷达仿真方法，其特征在于，包括当激光到达仿真环境中某一点时，读取其材质反射率贴图并基于其光学特性计算反射函数。

5.一种基于CPU多核计算的激光雷达仿真装置，其特征在于，包括CPU计算单元，通过所述CPU计算单元进行激光雷达模拟，针对激光雷达旋转一周所发射的全部射线进行逐次扫描，其中，每一次扫描，将扫描范围分为若干个扇区，每一个扇区进行一次BatchRaycast；

扫描范围内每个扇区的Raycast均为并发，需要根据车辆速度和角速度预测每次激光发射时世界坐标系中雷达的位置和激光发射方向，世界坐标系中雷达的位置和激光发射方向，通过如下方式计算：

设车辆速度v和角速度ω恒定，则车辆行驶轨迹的俯视图应是一个圆形；

则车辆行驶一圈所需时间

圆圈周长为L＝2πR；

因

则圆圈半径

因此有方程：

(x-R)²+y²＝R²

(x+R)²+y²＝R²

则方程中x、y的解为：

其中，时间t的值应均值化到[0，1]范围内；

每次Batch前需要计算：

其中，为从车辆transform的局部坐标到世界坐标的4阶转置矩阵，只需在初始化时输入一次即可。

6.根据权利要求5所述的基于CPU多核计算的激光雷达仿真装置，其特征在于，所述扫描范围均匀分为10个扇区，每秒进行100次BatchRaycast。

7.根据权利要求5所述的基于CPU多核计算的激光雷达仿真装置，其特征在于，通过所述CPU计算单元，当激光到达仿真环境中某一点时，读取其材质反射率贴图并基于其光学特性计算反射函数。