(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211187005.0 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 王念峰　林俊烨　张宪民　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 王东东 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于CUDA的大规模点云三维重建方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于CUDA的大规模点云 三维重建方法。 本发明方法包括步骤： 执行CUDA 程序， 在GP U中创建显存数组指针， 将图像数据和 标定数据复制到GP U的显存中； GP U根据所需要计 算的图像中的像素个数设置CUDA平台的核函数 运行时所需的GP U参数； 计算 GPU中每个线 程对应 的索引， 根据当前每个线程对应的索引， 对显存 中相同索引的像素进行并行计算， 得到每个线程 对应的像素坐标； 进行解码核函数、 坐标计算核 函数运算， 得到图像的点云三维坐标， 根据点云 三维坐标来重建三维图像。 本发明相比现有技 术， 加速点云重建的效率， 提高点云重建的适用 范围， 克服了传统CPU串行计算在大规模点云重 建方面的局限性和效率低的问题。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115546403 A 2022.12.30 CN 115546403 A 1.一种基于 CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特 征在于， 包括 步骤如下： 在安装有CUDA平台的计算机中执行CUDA程序， 在GPU中创建显存数组指针， 将图像数据 和标定数据复制到GPU的显存中； GPU根据所需要计算的图像中的像素个数设置CUDA平台的核函数运行时所需的GPU参 数， 包括线程 块的数目、 每 个线程块中线程的数目； 计算GPU中每个线程对应的索引， 然后根据当前每个线程对应的索引， 对显存中相同索 引的像素进行并行计算， 得到每 个线程对应的像素坐标； 进行解码核函数、 坐标计算核函数运算， 得到图像的点云三维坐标， 然后对点云去噪并 计算中心点， 再根据点云三维坐标来重建三维图像。 2.根据权利 要求1所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 执行CUDA程 序的步骤 包括： 使用CUDA平台中cudaMalloc函数的API接口在GPU中创建显存数组指针， 使用CUDA平台 中cudaMemcpy函数从计算机内存中将图像数据和标定数据复制到GPU的显存中。 3.根据权利要求2所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 设置GPU参 数的步骤 包括： GPU根据所需要计算的图像中的像素个数Npixel， 设置CUDA平台的核函数运行时的线程 块的数目Nblock、 每个线程块中线程的数目Nthread， 计算关系如下： Nthread＝1024 4.根据权利要求3所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 并行计算得 到像素坐标的步骤 包括： 获取当前线程索引和图像中像素的列数， 对显存中相同索引的像素， 计算每个线程处 理的像素在图像中的像素位置 。 5.根据权利要求4所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 每个线程处 理的像素位置， 在图像中的计算如下式所示： T＝blcokDim.x*bl ockIdx.x+threadIdx.x col_now＝T mod cols 其中， T为中间项， blockDim.x为当前的线程块的维数， blockIdx.x为当前的线程块， threadIdx.x为当前线程的索引， row_now为当前的像素的行坐标， col_now为当前的像素的 列坐标， cols为图像像素的总列数， blockDim.x、 blockDim.x、 blockIdx.x均通过CUDA库函 数获得。 6.根据权利要求5所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 解码核函数 运算的步骤 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115546403 A 2将输入图像的像素的二进制码值 转换为十进制码值。 7.根据权利要求6所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 坐标计算核 函数运算的步骤 包括： 根据像素的十进制码值、 像素位置的坐标， 计算 点云的三维坐标。 8.根据权利要求7所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 对点云去噪 的步骤包括： 使用去噪核函数对点云进行降噪， 得到去噪后的点云。 9.根据权利要求8所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 计算点云中 心点的步骤 包括： 调用CUDA排序算法计算 点云的中心点。 10.根据权利要求9所述基于CUDA的大规模点云三维重建方法， 其特征在于， 根据点云 的三维坐标来重建三维图像的步骤 包括： 使用CUDA库函数atomicAdd计算已完成运算的线程数量， 将单个线程计算的三维坐标 数据存入计算机内存中， 在所有线程计算的三 维坐标数据均存入完 毕后， CPU从内存调用全 部三维坐标 数据进行点云重建得到三维图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115546403 A 3