(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210809070.6 (22)申请日 2022.07.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114895316 A (43)申请公布日 2022.08.12 (73)专利权人 之江实验室 地址 311100 浙江省杭州市余杭区之江实 验室南湖总部 (72)发明人 高健健　华炜　李融　谢天　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 邱启旺 (51)Int.Cl. G01S 17/08(2006.01) G01S 7/48(2006.01) G06F 16/22(2019.01) G06F 30/20(2020.01) (56)对比文件 CN 10796 6693 A,2018.04.27 CN 114519277 A,2022.05.20 US 2020326717 A1,2020.10.15CN 110133625 A,2019.08.16 DE 102019125 075 A1,2021.0 3.18 US 2021286 068 A1,2021.09.16 CN 111624583 A,2020.09.04 张伟斌.激光雷达回波数据快速处 理技术研 究. 《中国优秀硕博士学位 论文 （硕士） 信息科技 辑》 .2017, Alfonso López.A GPU-Ac celerated Framework for Simulati ng LiDAR Scan ning.< IEEE Transacti ons on Geoscience and Remote Sensi ng>.2022, Bhaskar Anand.Comparative Run Time Analysis of L iDAR Point Cloud Proces sing with GPU and CPU.<2020 IE EE Internati onal Conference o n Computi ng, Power and Communication Technologies (GUCON)>.2020, Vivek Venugopal.Ac celerati ng real- time LiDAR data proces sing using GPUs.< 2013 IEEE 56th Internati onal Midwest Symposium o n Circuits and System s (MWSCAS)>.2013, (续) 审查员 尚正辉 (54)发明名称 一种多激光雷达测距的快速数值仿真方法 和装置 (57)摘要 本发明公开一种多激光雷达测距的快速数 值仿真方法和装置， 该方法能够同时仿真多个激 光雷达， 并使用一张公共的数据表用来存储和读 取测距仿真结果； 首先多个激光雷达依次在场景 中进行采样， 将采样结果写入各自的独立数据表 中； 重采样所有独立数据表， 统一映射到公共数 据表空间， 并编码写入采样点的距离值； 最后回 读整张公共数据表， 解码读取其中的测距结果。 该方法使用公共的GPU数据缓存， 减少了数据在 GPU和CPU之间传输的次数， 降低了数据回读延 时； 重采样映射阶段利用了GPGP U通用计算， 显著提高多激光雷达的仿真性能。 [转续页] 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114895316 B 2022.10.28 CN 114895316 B (56)对比文件 马志成等.自动驾驶整车在环仿真平台研究 及模拟实现. 《汽车实用技 术》 .2020,(第0 3期), 陈金令等.激光雷达系统建模与仿真 设计.《计算机测量与控制》 .20 07,(第12期), 易翔等.激光雷达系统的数值仿真. 《光子学 报》 .2004,(第01期),2/2 页 2[接上页] CN 114895316 B1.一种多激光雷达测距的快速数值仿真方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （1） 初始化若干个待仿真的激光雷达， 设定其工作方式和参数； （2） 在GPU内生成一张公共数据表， 并为每 个激光雷达生成相对应的独立数据表； （3） 每个激光雷达开始单个扫描周期的扫描， 依次仿真所有激光雷达， 采样扫描角度范 围内的仿真场景中物体， 将其 坐标信息存 储到对应的独立数据表中； （4） 完成单个扫描周期后， 重采样所有独立数据表， 将独立数据表中存储的坐标信息转 化为测距结果， 并将测距结果编码后写入公共数据表中； （5） CPU回读公共数据表， 解码公共数据表中存储的测距结果， 得到单个扫描周期的仿 真测距结果。 2.根据权利要求1所述的一种 多激光雷达测距的快速数值仿真方法， 其特征在于， 所述 步骤 （1） 具体为： 初始化N个待仿真的激光雷达， 依次为Lidar0, Lidar1,  …， Lidari,  …,  LidarN‑1， 其中 ， 所述激光雷达为机械旋转式激光雷达， N个待仿真 的激光雷达固定在仿真被测车上； 设定待仿真的激光雷达的工作方式和 参数如下： 每个激 光雷达Lidari具有Li个激光发射器， 每个激光发射器以相同的频率 f同步发射激光射线， 每 个激光发射器发出1条激光射线， 其起点均为激光雷达Lidari的同一点， 称该点为基准点； 所有激光发射器围绕着过所述基准点的一根直线进行定轴旋转， 称该直线为转轴， 垂直于 所述转轴的平面为基准面； 同一 时刻激光雷达Lidari发射的Li条激光射线位于垂直于所述 基准面的平面内， 任选所述转轴一侧方向为转轴方向， 这Li条激光射线与所述转轴方向形 成的夹角依次为Q(i,  0)， Q(i, 1)， ...， Q(i,  Li‑1)， 对任意两个整数m和n， 满足Q(i,  m)<Q (i, n)， 其中0<=m<n<Li； 激光雷达Lidari每个扫描周期开始时刻射出的激光射线在基准面 上的垂直投影都重合于由所述基准点发出的一条射线， 该射线称为基准线； 激光雷达 Lidari单个扫描周期的水平扫描角度范围为[Fimin, Fimax]， 水平角度分辨率为Ri， 水平采样 数量Hi=(Fimax‑ Fimin)/Ri； 将激光雷达Lidari的水平扫描角度范围[Fimin, Fimax]均匀切割成 K个扫描角度区间[Fi0, Fi1]， [Fi1, Fi2]， ...， [FiK‑1, FiK]， 满足切割后扫描角度区间小于 180度， 其中Fi0= Fimin， FiK=Fimax； 激光雷达Lidari的基准点、 基准线、 基准面和转轴位置与姿 态均定义在固定于激光雷达Lidari的物理坐标系中， 其中激光雷达Lidari的基准点为激光 雷达Lidari物理坐标系的原点。 3.根据权利要求2所述的一种 多激光雷达测距的快速数值仿真方法， 其特征在于， 所述 步骤 （2） 包括以下子步骤： （2.1） 在GPU内生成一张具有MA列NA行的公共数据表A， 并将每个元素初始化为非有效 值 ， 所述公共数据表A的 列向坐标范围为 以 及行向坐标范围 ， 其中MA= max(H0, H1,  …, Hi,  …, HN‑1)， NA=sum(L0, L1,  …, Li,  …   LN‑1)， max函数返回一组数据的最大值， sum函数返回一组数据的和； （2.2） 在GPU内， 对于每个激光雷达Lidari生成K张具有MBi列NBi行的独立数据表Bij， 其 中独立数据表Bij表示激光雷达Lidari的第j张独立数据表， ， MBi> = Hi/K， NBi>= Li， 并将独立数据表Bij的每个元素初始化 为非有效值。 4.根据权利要求3所述的一种 多激光雷达测距的快速数值仿真方法， 其特征在于， 所述权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114895316 B 3