[发明专利]一种点云数据的体素化方法和体素的遮挡裁剪方法

摘要

本发明公开了一种点云数据的体素化方法，包括：根据所有点云数据在X、Y、Z三个坐标方向上的最小值和最大值，确定包含所有点云数据的最小长方体；根据所述最小长方体的尺寸以及分辨率要求，设定体素的尺寸，并根据所述体素的尺寸将所述最小长方体划分为若干体素；对于点云数据中的每一个点，确定它所处的体素，在遍历点云数据的所有点之后，只对含有点云数据的体素进行显示。本发明还公开了一种体素遮挡裁减方法。本发明对场景不敏感，能用于动态目标监测，且求交速度快。

主权项

1.一种点云数据的体素化方法，其特征在于，包括：(1)根据所有点云数据在X、Y、Z三个坐标方向上的最小值和最大值，确定包含所有点云数据的最小长方体；(2)根据所述最小长方体的尺寸以及分辨率要求，设定体素的尺寸，并根据所述体素的尺寸将所述最小长方体划分为若干体素；(3)对于点云数据中的每一个点，确定它所处的体素，在遍历点云数据的所有点之后，只对含有点云数据的体素进行显示；其中包括：(a)根据点云数据的分布范围，确定屏幕坐标系下像素坐标的分布范围；(b)从所述像素坐标分布范围内选取一像素点，在世界坐标系中，从视点出发向所述选取的一像素点作射线，并确定所述射线的方向向量；(c)根据所述射线的方向向量，逐层确定所述射线与最小长方体上每层体素的顶面、底面相交的交点，并根据每层体素的所述交点确定所述射线在该层所经过的所有体素；(d)从确定出的、所述射线在各层经过的所有体素中，确定并显示离视点最近的一个包含点云数据的体素，对与所述射线相交的、除所述离视点最近的一个包含点云数据的体素之外的包含点云数据的体素进行遮挡裁剪；(e)返回到步骤b继续执行，从所述像素坐标分布范围内选取下一像素点；直到选取完所述像素坐标分布范围内的所有像素点为止；其中，步骤(a)具体为：根据所有点云数据在X、Y、Z三个坐标方向上的最小值xmin、ymin、zmin和最大值xmax、ymax、zmax，计算(xmin，ymin，zmin)和(xmax，ymax，zmax)两点在屏幕坐标系下对应的坐标，确定像素坐标的分布范围；步骤(b)中确定所得到射线方向向量的方法为：设视点O_c在世界坐标系下的坐标为(x_c,y_c,z_c)，像素坐标分布范围内所选取的像素点p在屏幕坐标系下的坐标为(x_p,y_p)，(x_p,y_p)转换到世界坐标系下的坐标为(x_q,y_q,z_q)，则从视点O_c出发向所述像素点p所作射线的方向向量为：步骤(c)具体为：逐层计算最小长方体上每层体素的顶面、底面分别与所述射线相交得到的两个交点Ⅰ；对于所述最小长方体上的每一层t，将该层t的所述两个交点Ⅰ向下正投影到最底层体素的底面所在的平面上得到对应的两个投影点，由于各层体素在所述平面的正投影构成同一个矩形网格，确定所述射线在所述矩形网格上的投影与矩形网格相交的各交点Ⅱ，所述各交点Ⅱ位于所述两个投影点之间，根据两个交点Ⅰ的三维坐标以及各交点Ⅱ的二维坐标和该层t在垂直方向上的坐标，确定两个交点Ⅰ所处的体素以及各交点Ⅱ对应于所述射线上的点在该层t上所处的体素，从而得到所述射线在该层t所经过的所有体素。