三维激光海量点云稳定显示渲染方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113947659A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111057063.7(22)申请日2021.09.09(71)申请人广州南方卫星导航仪器有限公司地址510000广东省广州市天河区思成路39号4楼A区、5楼A区、6楼A区(72)发明人文述生王江林黄伟健黄海锋郝志刚刘国光杨艺马然丁永祥闫少霞庄所增邹盛开(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人刘俊(51)Int.Cl.G06T17/00(2006.01)G06T15/20(2011.01)G06T1/00(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图6页(54)发明名称三维激光海量点云稳定显示渲染方法及系统(57)摘要本发明提出了一种三维激光海量点云稳定显示渲染方法，涉及三维激光技术领域，包括：利用八叉树算法原理将点云数据拆分为多个点云层块并存储于对应的层块文件中；判断将符合渲染条件的点云层块记录到渲染层块集合中；计算渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数；根据渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数，加载对应的层块文件进行渲染。本方案采用分块技术对每一份点云数据进行拆分处理，将点云数据分成若干个数据量较小的层块文件；在渲染过程中可以动态地加载需要处理的若干个数据量较小的点云文件，维持内存和显存使用的相对稳定状态，有效得解决计算机卡顿、内存耗尽、GPU显存不足甚至系统奔溃的问题。CN113947659ACN113947659A权利要求书1/4页1.三维激光海量点云稳定显示渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：读取一份点云数据，利用八叉树算法原理将其拆分为多个点云层块并存储于对应的层块文件中；S2：读取一个层块文件；S3：判断层块文件中的点云层块是否处于当前可见三维投影视景体之外，若是，则重新读取另一个层块文件，重复执行步骤S3；否则，将对应的点云层块记录到渲染层块集合中，读取另一个层块文件，重复执行步骤S3，直至所有点云层块判断完成；S4：获取渲染层块集合所有点云个数总和以及渲染层块集合中每个层块的点云个数，计算出渲染层块集合中每个层块所占的比例系数；S5：设定点云显示点总个数，根据比例系数计算渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数；S6：根据渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数，加载对应的层块文件进行渲染，直至所有点云层块渲染完成。2.根据权利要求1所述的三维激光海量点云稳定显示渲染方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：S11：读取一份点云数据，生成一个点云文件目录，计算点云数据的最大包裹范围立方体，确定立方体的最大边长和数值最小的顶点；S12：对点云数据的每个点利用八叉树算法原理，根据最大边长和数值最小的顶点进行单元块划分，计算每个点所在的单元块索引，得到单元块集合；S13：计算每个单元块集合中每个单元块的点个数，若单元块的点个数小于设定的一个点云块层数量大小，则将该单元块记录到点云块集合中，否则将其记录到候选块集合中；S14：判断候选块集合是否为空，若是，则执行步骤S17，否则，执行步骤S15；S15：取出候选块集合中的一个候选块，令候选块的边长值为单元块边长值的一半，对候选块的每个点利用八叉树算法原理进行候选块划分，得到候选块单元集合；S16：计算候选块单元集合中每个候选块的点个数，若候选块的点个数小于设定的一个点云块层数量大小，则将该候选块记录到点云块集合中，否则将其记录到候选块集合中，返回执行步骤S14；S17：判断点云块集合是否为空，若是，则结束点云数据的拆分过程；否则，执行步骤S18；S18：取出点云块集合中一个点云块层，在点云文件目录下生成层块文件，随机从点云块层中取出设定的点云小块个数的点后，在层块文件中生成一个点云小块文件；循环直到该点云块层没有多余的点，得到多个点云小文件；返回执行步骤S17。3.根据权利要求2所述的三维激光海量点云稳定显示渲染方法，其特征在于，步骤S3中，判断层块文件中的点云层块是否处于当前可见三维投影视景体之外的过程具体为：判断层块文件中的点云层块的包裹范围立方体是否与当前可见三维投影视景体的六面体是否相交，若不相交，则不可视无需渲染，重新读取另一个层块文件进行判断；若相交，则将对应的点云层块记录到渲染层块集合中。4.根据权利要求2所述的三维激光海量点云稳定显示渲染方法，其特征在于，步骤S4中，根据步骤S1获得每个点云层块的点云个数，将渲染层块集合中所有点云层块对应的点2CN113947659A权利要求书2/4页云个数相加，获取渲染层块集合所有点云个数总和。5.根据权利要求2所述的三维激光海量点云稳定显示渲染方法，其特征在于，步骤S6中，具体包括以下步骤：S61：判断渲染层块集合是否