一种3D雷达点云的3D显示方法、设备、程序产品及介质与流程

本技术涉及数据显示，具体涉及一种3d雷达点云的3d显示方法、设备、程序产品及介质。

背景技术：

1、随着自动驾驶、机器人导航等应用领域的快速发展，激光雷达作为主流的三维测距传感器，能够实时获取周围环境的精确三维空间信息。为了有效利用激光雷达获取的海量空间数据，通常需要将其转换为直观的三维可视化显示，以便操作人员进行实时监控和数据分析。

2、现有的激光雷达点云显示技术通常将接收到的原始点云数据直接进行坐标转换和渲染显示，所有测量点按照接收顺序进行统一处理，并采用预设的单一颜色模式进行着色显示，然而，现有技术在面对激光雷达高频产生的海量点云数据时，容易出现数据堆积和渲染负载过重的问题，导致显示画面出现卡顿或延迟，影响实时监控和分析的准确性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种3d雷达点云的3d显示方法、设备、程序产品及介质。

2、第一方面，本技术提供了一种3d雷达点云的3d显示方法，方法包括：

3、接收激光雷达传感器发送的原始数据包，所述原始数据包包含多个测量点的球坐标信息和信号特征信息；

4、基于各所述测量点的球坐标信息进行坐标系转换处理，得到各所述测量点的三维空间点，并为每个三维空间点关联时间信息和所述信号特征信息，生成时序点云数据；

5、根据预设的积分时间窗口对所述时序点云数据进行时间戳过滤，得到待显示点云数据；

6、对所述待显示点云数据中的各三维空间点进行颜色赋值处理，生成彩色点云数据；

7、将所述彩色点云数据进行渲染并显示至预设的显示区域。

8、通过采用上述技术方案，通过接收激光雷达传感器发送的包含球坐标信息和信号特征信息的原始数据包，并基于球坐标信息进行坐标系转换处理得到关联时间信息和信号特征信息的时序点云数据，能够为后续的数据处理提供完整的时空和特征信息基础。通过对时序点云数据进行动态过滤得到待显示点云数据，有效避免了现有技术中直接处理所有点云数据导致的数据堆积问题，能够根据实际需求灵活控制参与显示的数据量。通过对待显示点云数据中的各三维空间点进行颜色赋值处理生成彩色点云数据，克服了现有技术中预设单一颜色模式的局限性，能够根据不同的分析需求提供多样化的可视化效果。最终通过将彩色点云数据进行渲染并显示至预设的显示区域，在保证显示效果的同时有效减轻了渲染负载，避免了现有技术中容易出现的显示画面卡顿或延迟问题，从而提升了实时监控和分析的准确性。

9、可选的，基于各所述测量点的球坐标信息进行坐标系转换处理，得到各所述测量点的三维空间点，包括：

10、提取每个测量点的球坐标信息，所述球坐标信息包括方位角度编码值、俯仰角度编码值和径向距离值；

11、对所述方位角度编码值进行反向偏移校准以及对所述俯仰角度编码值进行下移偏移校准，得到校准后的方位角度值和俯仰角度值；

12、将校准后的方位角度值和俯仰角度值进行比例换算，得到方位角弧度值和俯仰角弧度值；

13、基于所述方位角弧度值、所述俯仰角弧度值和所述径向距离值，通过球坐标到笛卡尔坐标的三角函数转换关系，得到各所述测量点的三维空间点。

14、可选的，根据预设的积分时间窗口对所述时序点云数据进行时间戳过滤，得到待显示点云数据，包括：

15、获取当前时间戳，根据用户设定的积分时间窗口时长确定初始有效时间区间，并统计所述初始有效时间区间内的三维空间点的数量；

16、判断所述三维空间点的数量是否超出预设的点云密度上限或低于预设的点云密度下限；

17、若所述三维空间点的数量超出所述点云密度上限，则缩短所述积分时间窗口时长，并基于缩短后的积分时间窗口时长重新确定有效时间区间；若所述三维空间点的数量低于所述点云密度下限，则延长所述积分时间窗口时长，并基于延长后的积分时间窗口时长重新确定有效时间区间；

18、将时间信息处于有效时间区间内的三维空间点作为所述待显示点云数据。

19、可选的，对所述待显示点云数据中的各三维空间点进行颜色赋值处理，生成彩色点云数据，包括：

20、确定当前的颜色映射模式，所述颜色映射模式包括距离颜色模式和信号强度颜色模式；

21、当所述颜色映射模式为距离颜色模式时，提取各三维空间点的径向距离值作为目标属性值；当所述颜色映射模式为信号强度颜色模式时，提取各三维空间点的信号强度值作为目标属性值；

22、根据所述颜色映射模式加载对应的分段颜色映射表，所述分段颜色映射表包含多个依次衔接的属性值区间，每个属性值区间对应一段首颜色和一段尾颜色；

23、根据所述分段颜色映射表对所述待显示点云数据中的各三维空间点进行颜色赋值处理，生成彩色点云数据。

24、可选的，根据所述分段颜色映射表对所述待显示点云数据中的各三维空间点进行颜色赋值处理，生成彩色点云数据，包括：

25、针对各三维空间点的目标属性值，判断所述目标属性值是否大于或等于所述分段颜色映射表中预设的属性上限值；

26、若所述目标属性值大于或等于所述属性上限值，则将对应三维空间点的颜色值设为预设的上限截止颜色；

27、若所述目标属性值小于所述属性上限值，则从所述分段颜色映射表中确定所述目标属性值所落入的属性值区间，并根据所述目标属性值与所落入的属性值区间的段起始值和段终止值计算段内比例值；

28、基于所述段内比例值，对所落入的属性值区间所对应的段首颜色和段尾颜色进行线性插值计算，得到对应三维空间点的最终颜色值；

29、将各三维空间点对应的最终颜色值赋予至对应的三维空间点，生成所述彩色点云数据。

30、可选的，将所述彩色点云数据进行渲染并显示至预设的显示区域，包括：

31、对所述彩色点云数据中各三维空间点的三维空间坐标进行视图变换与投影变换，得到各三维空间点对应的屏幕渲染位置；

32、基于各三维空间点关联的径向距离值和信号强度值同步进行临近插值，得到各待渲染片段对应的插值属性值；

33、从各待渲染片段的插值属性值中选取与颜色映射模式对应的属性值作为颜色计算输入值；

34、基于所述颜色计算输入值与所述颜色映射模式对应的分段颜色映射表，确定各待渲染片段的最终颜色值；

35、将各待渲染片段的最终颜色值写入帧缓冲区，并将所述帧缓冲区中的渲染结果输出显示至所述预设的显示区域。

36、可选的，所述方法还包括：

37、在每次完成渲染后，记录当前渲染的完成时间戳，并根据相邻两次渲染的完成时间戳计算当前渲染帧率；

38、若所述当前渲染帧率低于预设的目标帧率下限，则对所述待显示点云数据进行均匀降采样处理，减少参与渲染的三维空间点的数量，直至所述当前渲染帧率恢复至所述目标帧率下限以上；

39、若所述当前渲染帧率不低于预设的目标帧率上限，且当前存在降采样状态，则逐步恢复参与渲染的三维空间点的数量。

40、在本技术的第二方面提供了一种3d雷达点云的3d显示的电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器和存储器；该存储器与该一个或多个处理器耦合，该存储器用于存储计算机程序代码，该计算机程序代码包括计算机指令，该一个或多个处理器调用该计算机指令以使得该3d雷达点云的3d显示的电子设备执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

41、在本技术的第三方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当该计算机程序产品在3d雷达点云的3d显示的电子设备上运行时，使得该电子设备执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

42、在本技术的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当该指令在3d雷达点云的3d显示的电子设备上运行时，使得该电子设备执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

43、综上，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

44、本技术通过接收激光雷达传感器发送的包含球坐标信息和信号特征信息的原始数据包，并基于球坐标信息进行坐标系转换处理得到关联时间信息和信号特征信息的时序点云数据，能够为后续的数据处理提供完整的时空和特征信息基础。通过对时序点云数据进行动态过滤得到待显示点云数据，有效避免了现有技术中直接处理所有点云数据导致的数据堆积问题，能够根据实际需求灵活控制参与显示的数据量。通过对待显示点云数据中的各三维空间点进行颜色赋值处理生成彩色点云数据，克服了现有技术中预设单一颜色模式的局限性，能够根据不同的分析需求提供多样化的可视化效果。最终通过将彩色点云数据进行渲染并显示至预设的显示区域，在保证显示效果的同时有效减轻了渲染负载，避免了现有技术中容易出现的显示画面卡顿或延迟问题，从而提升了实时监控和分析的准确性。