[发明专利]一种基于法向的大规模点云可视化方法

权利要求书

1.一种基于法向的大规模点云可视化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、根据点云数据的空间结构，构建节点点云平衡的八叉树结构；步骤S1具体内容为：

步骤S101、根据点云的范围设定最大包围盒作为八叉树的根节点，并根据点云的点个数设定建立的八叉树层级；从根节点开始自上而下生成八叉树结构直到设定的层级，并将点云数据全部分配到最底层子节点；

步骤S102、设置最底层子节点的点数阈值ε，对八叉树进行平衡性调整，使得每个节点分配的点云个数都小于点数阈值ε且该节点的父节点大于点数阈值ε；

步骤S2、根据平衡的八叉树结构和点云的法向信息，构建具有法向信息的八叉树结构，并通过下采样方式构建法向LOD可视化节点；步骤S2具体内容为：

步骤S201、计算每个最底层子节点所有点的平均法向作为该节点的法向，以节点的点个数占点云所有点的比例作为该节点的法向权值；

步骤S202、自下而上对子节点的点云数据进行下采样，将子节点下采样的点云放入上一层对应的父节点中，并根据子节点的法向和法向权重计算父节点的法向和法向权重；按此规律逐层操作直至根节点，得到所有的法向LOD可视化节点；

步骤S3、根据视点和视锥体与渲染节点法向的关系，确定节点调度策略，根据当前调度策略分别调用读取线程和渲染线程同时读取和渲染。

2.根据权利要求1所述的基于法向的大规模点云可视化方法，其特征在于，步骤S102具体为：

步骤S102-1、将所有已经分配点云的最底层子节点标记为待调整节点，放入待调整节点序列；

步骤S102-2、遍历所有待调整节点序列，若节点点数大于等于点数阈值ε，则生成下一层8个节点，并将该节点点云分配到下一层，将新生成的8个节点标记为待调整节点，放入待调整节点序列；若节点点数小于点数阈值ε，则判断其父节点包括的8个子节点的总点数是否大于点数阈值ε，若大于等于，则将该节点标记为已调整节点，若小于，则将这8个子节点删除并将他们的点云分配给其父节点，将其父节点标记为待调整节点，放入待调整节点序列；

步骤S102-3、若八叉树结构中还存在待调整节点，重复步骤S102-2，直到所有节点都被标记为已调整节点。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的基于法向的大规模点云可视化方法，其特征在于，步骤S3包括：

步骤S301、根据视点和视锥体与渲染节点法向的关系，确定需要可视化的LOD节点队列；

步骤S302、使用读取线程去读取可视化LOD节点队列，使用渲染线程去渲染已经读取的节点队列。

4.根据权利要求3所述的基于法向的大规模点云可视化方法，其特征在于，步骤S301包括：定义视线方向为视点到点云的最近距离为d，每个节点具有一个法向方向M_ni；首先根据d判断需要显示的层级，然后根据视锥体判断该层级需要显示的节点，最后根据条件确定需要可视化的LOD节点队列。