本技术涉及虚拟轨迹生成，特别涉及一种虚拟相机轨迹生成方法、生成装置、生成系统和计算机可读存储介质。
背景技术：
1、增强现实(augmented reality，ar)、虚拟现实(virtual reality，vr)设备通常需要极强的空间感知能力。空间感知能力需要大规模且丰富多样的训练数据与验证数据支撑，基于虚拟场景进行训练是一个比较好的选择。在渲染虚拟图片时，不会受到带宽限制，且图片质量高、生成图片的速度快，也更容易随时调整虚拟相机的参数。为了能够模拟真实的相机运动轨迹，一些虚拟相机漫游轨迹算法被提出。但是，目前的虚拟相机漫游轨迹算法对虚拟场景的覆盖率低，导致生成的数据多样性低。
技术实现思路
1、本技术实施方式提供了一种虚拟相机轨迹生成方法、生成装置、生成系统和计算机可读存储介质，以解决上述存在的至少一个技术问题。
2、本技术实施方式的虚拟相机轨迹生成方法，包括：
3、基于泊松分布，在虚拟场景中生成所述虚拟相机对应的多个第一采样点；
4、确定每两个所述第一采样点之间的连通关系，根据所述连通关系确定多个连通域；
5、在每一所述连通域中，基于快速拓展随机树算法生成至少一条初始轨迹；
6、计算每一所述初始轨迹的稠密轨迹。
7、在某些实施方式中，所述虚拟场景包括室内场景和室外场景，所述基于泊松分布，在虚拟场景中生成所述虚拟相机对应的多个第一采样点，包括：
8、随机选择所述室内场景中的一个场景点，并将所述场景点加入活跃点列表；
9、从所述活跃点列表中选择任一活跃点，作为第一活跃点，并以所述第一活跃点为中心作一个虚拟模型；
10、在所述虚拟模型内随机生成一个第二活跃点；
11、对所述第二活跃点进行判断，以确定是否将所述第一活跃点从所述活跃点列表中删除、以及是否将所述第二活跃点加入采样点列表，并返回从所述活跃点列表中选择任一活跃点的步骤；
12、当所述活跃点列表为空时，获取所述采样点列表，并对所述采样点列表进行筛除，以确定多个第一采样点。
13、在某些实施方式中，所述虚拟模型为空心圆柱体，所述基于泊松分布，在虚拟场景中生成所述虚拟相机对应的多个第一采样点，还包括：
14、获取所述虚拟场景的最小外接长方体，并基于所述最小外接长方体确定所述虚拟场景在世界坐标系x轴、y轴和z轴上的最大值和最小值；
15、所述以所述第一活跃点为中心作一个虚拟模型，包括：
16、基于所述虚拟场景在世界坐标系z轴上的最小值，以所述第一活跃点为中心作一个空心圆柱体；
17、其中，所述空心圆柱体的截面圆环的内半径为预设采样点距离，所述截面圆环的外半径为所述预设采样点距离的两倍，所述空心圆柱体的高度范围为[zmin+hmin，zmin+hmax]，zmin为所述虚拟场景在世界坐标系z轴上的最小值，hmin为预设用户的最矮身高，hmax为预设用户的最高身高。
18、在某些实施方式中，所述对所述第二活跃点进行判断，以确定是否将所述第一活跃点从所述活跃点列表中删除、以及是否将所述第二活跃点加入采样点列表，包括：
19、当所述第二活跃点与所述采样点列表中所有初始采样点的距离大于预设采样点距离时，将所述第二活跃点加入采样点列表中；
20、当所述第二活跃点与所述采样点列表中任一初始采样点的距离小于或等于预设采样点距离时，将所述第二活跃点对应的第一活跃点从所述活跃点列表中删除。
21、在某些实施方式中，所述对所述采样点列表进行筛除，以确定多个第一采样点，包括：
22、从所述采样点列表中的每一初始采样点沿任意方向，经过所述室内场景向所述室外场景作一条射线，统计所述射线与所述室内场景的平面的交点数量；
23、当所述交点数量为奇数时，确定所述初始采样点位于所述室内场景；
24、当所述交点数量为偶数时，确定所述初始采样点位于所述室外场景；
25、基于所述初始采样点的位置确定是否筛除所述初始采样点。
26、在某些实施方式中，所述虚拟相机的数量为一个或多个，当所述虚拟相机的数量为一个时，所述第一采样点为虚拟相机采样点，所述基于所述初始采样点的位置确定是否筛除所述初始采样点，包括：
27、当所述初始采样点位于所述室外场景，且与所述室内场景的平面的距离小于第一预设距离阈值时，筛除所述初始采样点；
28、当所述虚拟相机的数量为多个时，所述第一采样点为多个虚拟相机所处的刚体坐标系的原点采样点，所述基于所述初始采样点的位置确定是否筛除所述初始采样点，包括：
29、当所述初始采样点位于所述室外场景，且与所述室内场景的平面的距离小于第二预设距离阈值时，筛除所述初始采样点；
30、其中，所述第一预设距离阈值小于所述第二预设距离阈值。
31、在某些实施方式中，所述虚拟相机的数量为一个，所述第一采样点为虚拟相机采样点，所述确定每两个所述第一采样点之间的连通关系，包括：
32、分别以两个所述第一采样点为第一起点和第一终点，从所述第一起点作射线至所述第一终点；
33、当所述射线与所述虚拟场景中的任一表面相交时，确定两个所述第一采样点不连通；
34、当所述射线与所述虚拟场景中的所有表面不相交时，确定两个所述第一采样点连通。
35、在某些实施方式中，所述虚拟相机的数量为多个，所述第一采样点为多个虚拟相机所处的刚体坐标系的原点采样点，以球体表示多个所述虚拟相机，球体半径为多个虚拟相机距离刚体坐标系原点的最远距离，所述确定每两个所述第一采样点之间的连通关系，包括：
36、以圆柱体表示每两个所述第一采样点之间的运动所占据的空间，其中，所述圆柱体的底面半径为所述球体半径，所述圆柱体的高为两个所述第一采样点之间的距离与两倍的所述球体半径之和；
37、将所述圆柱体用第一层次包围盒树表示，将所述虚拟场景用第二层次包围盒树表示；
38、判断所述第一层次包围盒树与所述第二层次包围盒树之间是否存在交点；
39、当所述第一层次包围盒树与所述第二层次包围盒树之间存在交点时，确定两个所述第一采样点不连通；
40、当所述第一层次包围盒树与所述第二层次包围盒树之间不存在交点时，确定两个所述第一采样点连通。
41、在某些实施方式中，所述根据所述连通关系确定多个连通域，包括：
42、根据搜索算法，从任一所述第一采样点出发，统计基于所述连通关系可到达的多个所述第一采样点；
43、将出发位置的所述第一采样点与可到达的多个所述第一采样点作为一个连通域；
44、从所述连通域之外的所述第一采样点中选择任一所述第一采样点，返回统计基于所述连通关系可到达的多个所述第一采样点的步骤，直至所有所述第一采样点分别位于所述多个连通域内。
45、在某些实施方式中，所述在每一所述连通域中，基于快速拓展随机树算法生成至少一条初始轨迹，包括：
46、在每一所述连通域中，基于快速拓展随机树算法生成一条初始轨迹；
47、判断所述初始轨迹的长度是否大于距离阈值；
48、当所述初始轨迹的长度大于所述距离阈值时，保留所述初始轨迹，返回基于快速拓展随机树算法生成一条初始轨迹的步骤；
49、当所述初始轨迹的长度小于或等于所述距离阈值时，删除所述初始轨迹，返回基于快速拓展随机树算法生成一条初始轨迹的步骤；
50、当每一所述连通域中的所述初始轨迹的数量等于对应的数量阈值时，停止在所述连通域中生成所述初始轨迹。
51、在某些实施方式中，所述在每一所述连通域中，基于快速拓展随机树算法生成一条初始轨迹，包括：
52、在每一所述连通域中，随机选择两个所述第一采样点作为第二起点和第二终点，初始化随机树；
53、生成一个随机采样点；
54、在所述随机树中寻找与所述随机采样点距离最近的树节点，基于所述随机采样点和所述树节点生成一个第二采样点；
55、当所述第二采样点与所述随机采样点连通时，将所述第二采样点加入所述随机树，返回生成一个随机采样点的步骤；
56、当所述第二采样点与所述随机采样点不连通时，删除所述第二采样点，并返回生成一个随机采样点的步骤；
57、当所述第二采样点到达所述第二终点时，基于所述随机树确定一条初始轨迹。
58、在某些实施方式中，所述计算每一所述初始轨迹的稠密轨迹，包括：
59、计算每一所述初始轨迹中每两个所述第二采样点之间的距离；
60、基于所述距离和所述虚拟相机的运动系数在两个所述第二采样点之间进行插值，得到稠密轨迹，所述稠密轨迹包括多个所述第二采样点和多个所述插值采样点。
61、在某些实施方式中，所述虚拟场景由多个三角形面片组成，每一所述面片包括三个测试点，所述虚拟相机轨迹生成方法还包括：
62、筛除不在虚拟相机视角金字塔内的所述测试点；
63、筛除被遮挡的所述测试点；
64、筛除被所述虚拟相机重复拍摄到的所述面片；
65、控制所述虚拟相机沿所述稠密轨迹运动至下一位置，并返回筛除不在虚拟相机视角金字塔内的所述测试点的步骤；
66、在所述虚拟相机遍历所述稠密轨迹之后，计算场景覆盖率。
67、在某些实施方式中，所述筛除不在虚拟相机视角金字塔内的所述测试点，包括：
68、计算每一所述测试点在所述虚拟相机的图像坐标系下的像素坐标；
69、根据所述测试点的像素坐标判断所述测试点是否在所述虚拟相机视角金字塔内；
70、当所述测试点的像素坐标在所述虚拟相机所拍摄的图像范围内时，确定所述测试点在所述虚拟相机视角金字塔内，保留所述测试点；
71、当所述测试点的像素坐标不在所述虚拟相机所拍摄的图像范围内时，确定所述测试点不在所述虚拟相机视角金字塔内，筛除所述测试点。
72、在某些实施方式中，所述筛除被遮挡的所述测试点，包括：
73、从所述虚拟相机的光心出发，向每一所述测试点作一条射线；
74、当所述射线与所述虚拟场景的所有表面和所有所述面片均不相交，则所述测试点未被遮挡，保留所述射线对应的所述测试点；
75、当所述射线与所述虚拟场景的任一表面或任一面片相交，计算相交点与所述测试点之间的距离，以判断是否筛除所述射线对应的所述测试点。
76、在某些实施方式中，所述筛除被重复拍摄到的所述面片，包括：
77、判断所述面片是否被所述虚拟相机拍摄到；
78、当所述面片被所述虚拟相机拍摄到时，将所述面片加入候选面片列表；
79、对于所述候选面片列表中的每一所述面片，判断所述面片在面片总列表中是否已存在；
80、当所述面片不存在于所述面片总列表时，将所述面片添加至所述面片总列表；
81、当所述面片已存在于所述面片总列表时，不将所述面片添加至所述面片总列表。
82、在某些实施方式中，所述在所述虚拟相机遍历所述稠密轨迹之后，计算场景覆盖率，包括：
83、计算所述面片总列表中每一所述面片的面积，相加得到第一总面积；
84、计算所述虚拟场景中每一所述面片的面积，相加得到第二总面积；
85、根据所述第一总面积和所述第二总面积计算所述场景覆盖率。
86、本技术实施方式的虚拟相机轨迹生成装置，应用于虚拟相机，所述虚拟相机轨迹生成装置包括：
87、第一生成模块，用于基于泊松分布，在虚拟场景中生成所述虚拟相机对应的多个第一采样点；
88、确定模块，用于根据所述多个第一采样点，确定多个连通域；
89、第二生成模块，用于在每一所述连通域中，基于快速拓展随机树算法生成至少一条初始轨迹；
90、第一计算模块，用于计算每一所述初始轨迹的稠密轨迹。
91、本技术实施方式的虚拟相机轨迹生成系统，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行的情况下，实现上述任一实施方式的虚拟相机轨迹生成方法。
92、本技术实施方式的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行的情况下，实现上述任一实施方式的虚拟相机轨迹生成方法。
93、本技术实施方式的虚拟相机轨迹生成方法、生成装置、生成系统和计算机可读存储介质，基于泊松分布在虚拟场景中生成多个第一采样点，以确定多个连通域；在每个连通域中，基于快速拓展随机树算法生成至少一条初始轨迹，再基于初始轨迹得到对应的稠密轨迹。如此，得到的稠密轨迹能覆盖虚拟场景中的更多空间，有效地提高场景覆盖率；虚拟相机进行拍摄时，能充分利用虚拟场景，从而获取更加多样化的数据；此外，当虚拟相机沿稠密轨迹运动的过程中，不会出现穿过墙体、桌椅等物体的情况。
94、本技术实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术实施方式的实践了解到。
1.一种虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述虚拟场景包括室内场景和室外场景，所述基于泊松分布，在虚拟场景中生成所述虚拟相机对应的多个第一采样点，包括：
3.根据权利要求2所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述虚拟模型为空心圆柱体，所述基于泊松分布，在虚拟场景中生成所述虚拟相机对应的多个第一采样点，还包括：
4.根据权利要求2所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述对所述第二活跃点进行判断，以确定是否将所述第一活跃点从所述活跃点列表中删除、以及是否将所述第二活跃点加入采样点列表，包括：
5.根据权利要求2所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述对所述采样点列表进行筛除，以确定多个第一采样点，包括：
6.根据权利要求5所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述虚拟相机的数量为一个或多个，当所述虚拟相机的数量为一个时，所述第一采样点为虚拟相机采样点，所述基于所述初始采样点的位置确定是否筛除所述初始采样点，包括：
7.根据权利要求1所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述虚拟相机的数量为一个，所述第一采样点为虚拟相机采样点，所述确定每两个所述第一采样点之间的连通关系，包括：
8.根据权利要求1所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述虚拟相机的数量为多个，所述第一采样点为多个虚拟相机所处的刚体坐标系的原点采样点，以球体表示多个所述虚拟相机，球体半径为多个虚拟相机距离刚体坐标系原点的最远距离，所述确定每两个所述第一采样点之间的连通关系，包括：
9.根据权利要求1所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述根据所述连通关系确定多个连通域，包括：
10.根据权利要求1所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述在每一所述连通域中，基于快速拓展随机树算法生成至少一条初始轨迹，包括：
11.根据权利要求10所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述在每一所述连通域中，基于快速拓展随机树算法生成一条初始轨迹，包括：
12.根据权利要求11所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述计算每一所述初始轨迹的稠密轨迹，包括：
13.根据权利要求1所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述虚拟场景由多个三角形面片组成，每一所述面片包括三个测试点，所述虚拟相机轨迹生成方法还包括：
14.根据权利要求13所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述筛除不在虚拟相机视角金字塔内的所述测试点，包括：
15.根据权利要求13所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述筛除被遮挡的所述测试点，包括：
16.根据权利要求13所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述筛除被重复拍摄到的所述面片，包括：
17.根据权利要求16所述的虚拟相机轨迹生成方法，其特征在于，所述在所述虚拟相机遍历所述稠密轨迹之后，计算场景覆盖率，包括：
18.一种虚拟相机轨迹生成装置，其特征在于，包括：
19.一种虚拟相机轨迹生成系统，其特征在于，所述虚拟相机轨迹生成系统包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行的情况下，实现权利要求1-17任意一项所述的虚拟相机轨迹生成方法。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行的情况下，实现权利要求1-17任意一项所述的虚拟相机轨迹生成方法。
