1.一种基于几何体求交的车载激光雷达仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:S1加载高精度道路场景的三维几何模型到计算机内存,加载完成后,根据几何体的顶点分布情况,生成一个管理几何模型的层次四叉树;
S2加载激光雷达仿真模型,根据仿真激光雷达的线数、扫描频率、扫描角分辨率、探测范围进行初始化,计算出以激光雷达中心为坐标原点的坐标系中所有激光扫描线段的起点坐标、终点坐标;
S3启动周期性的仿真计算,包括如下子步骤:
S31首先获得所仿真车辆在世界坐标系中的位置、姿态角度;
S32根据在激光雷达在所仿真车辆中的虚拟安装位置、安装姿态角,计算得到激光雷达坐标系与世界坐标系的变换关系;
S33根据所述变换关系,计算出第二步获得的全部激光扫描线段在世界坐标系的起点坐标、终点坐标;
S4遍历所述的层次四叉树,根据步骤S3获得的全部激光扫描线段的起点坐标、终点坐标,找到线段所在区域对应的层次四叉树末级叶节点,遍历叶节点对应的所有几何模型,计算和扫描线段的交点,并根据交点与线段起点的距离进行排序;
S5将距离扫描线段起点最近的交点坐标、扫描线的编号记录下来,作为所仿真激光雷达对应扫描点上的仿真数据;将全部仿真数据,以指定的接口输出或存储;
S6如果是超实时仿真,直接返回到步骤S3直至仿真运行结束;如果是实时仿真,需要等待到下一个仿真周期开始,再返回到步骤S3,直至仿真运行结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于几何体求交的车载激光雷达仿真方法,其特征在于:所述层次四叉树中末级节点对应场景模型区域为长方体,其中长、宽均为所仿真激光雷达有效探测范围的两倍,高度为区域内所有几何对象顶点坐标的最大Z值与最小Z值之差,一个父节点包括四个子节点,所述层次四叉树根节点对应的区域覆盖三维几何模型坐标的全部范围。
3.根据权利要求1所述的一种基于几何体求交的车载激光雷达仿真方法,其特征在于:还包括一个预处理步骤,其根据仿真激光雷达的线数、扫描频率、扫描角分辨率、探测范围,对所有激光扫描线段在激光雷达坐标系中的起点坐标、终点坐标进行预计算,以降低仿真计算时的计算工作量。
4.根据权利要求1所述的一种基于几何体求交的车载激光雷达仿真方法,其特征在于:层次四叉树中遍历查找的具体过程是,当第一条扫描线寻找到对应叶节点后,其它扫描线只需要在该叶节点相邻的八个邻叶节点中进行寻找,每新找到一个叶节点,一下条扫描线的搜索范围则被限定到已找到所有叶节点共同的邻叶节点,因规定了末级节点对应区域的尺寸,末级叶节点的最大可能数量为四个,一旦找满四个叶节点,则停止查找,进行下一步计算。
5.根据权利要求1所述的一种基于几何体求交的车载激光雷达仿真方法,其特征在于:通过对激光扫描线段与其空间位置匹配的末级节点对应区域的几何体进行求交运算,模拟激光雷达的工作原理,将获得的一系列交点,根据距离扫描线段起点的距离进行排序,距离起点最近的那个交点坐标作为该条激光线的扫描结果。
6.根据权利要求1所述的一种基于几何体求交的车载激光雷达仿真方法,其特征在于:还包括建立高精度道路场景三维几何模型,所述三维几何模型建立在世界坐标系中,仅包含多边形顶点坐标、多边形拓扑结构等几何信息。