SICK LMS200激光数据采集程序说明

1. 设计功能
SICK LMS200激光扫描仪是将扫描得到的距离数据通过COM端口传送到接收端，再由终端设备对数据进行处理，完成对周边空间的探测。本程序分以下几部分：
一、 串口通讯功能 ：发送、接收、显示数据；
二、 数据处理功能 ：周期数据的截取，十六进制转十进制；
三、 坐标标定功能 ：将距离数据标定在坐标系中；
2. 串口通讯功能
2.1 简介
       由于激光扫描仪的数据量大，而且是实时产生的。为了提高串口读取数据的高速实时性，本程序的串口通讯部分是基于 CSerialPort 类完成的。该类支持线连接的串口编程，而且是基于多线程的。
2.2 函数功能介绍
1. 设置串口参数
函数原型：
BOOL CSerialPort::InitPort(CWnd* pPortOwner, // the owner (CWnd) of the port (receives message)
UINT portnr, // portnumber (1..4)
UINT baud, // baudrate
char parity, // parity 
UINT databits, // databits 
UINT stopbits, // stopbits 
DWORD dwCommEvents, // EV_RXCHAR, EV_CTS etc
UINT writebuffersize) // size to the writebuffer 2. 串口监测线程
BOOL CSerialPort::StartMonitoring() 
BOOL CSerialPort::RestartMonitoring()
BOOL CSerialPort::StopMonitoring()
void CSerialPort::WriteChar(CSerialPort* port)
void CSerialPort::ReceiveChar(CSerialPort* port, COMSTAT comstat)
void CSerialPort::WriteToPort(char* string) 3. 监测线程接收事件信息，再进行消息处理即可

2.3 串口设置界面类 CconfigDlg
完成串口的设置和事件的处理，设置界面如下图。

2.4 发送数据
LMS200只识别十六进制的数据，因此在发送控制指令前要把指令转为十六进制。发送数据有单次发送，定时发送两张模式。
工作流程：
1：在“发送指令”编辑框中输入控制指令；
2：在“发送设置”中选择发送类型；
3：点击“单次发送”或“定时发送”根据选择的发送模式发送指令；
实现函数：
//////////////////////////////////////////////
//将发送数据转为十六进制
void CSerialTestDlg::SendHexData(char *buf)
//////////////////////////////////////////////
//将发送数据转为ASCII码
void CSerialTestDlg::SendAsciiData(char *buf)
2.5 接收数据
终端接收到的数据形式如下：
06 02 80 03 00 A0 00 10 16 0A 02 80 D6 02 B0 69 41 20 02 15 02 F2 01 99 01 61 01 30 01 0D 01 06 01 F4 00 DC 00 D3 00 D1 00 C3 00 CF 00 CC 00 D3 00 C7 00 D3 00 D0 00 D0 00 D6 00
 
 
CserialPort类中监视线程接收事件信息WM_COMM_RXCHAR与CSerialTestDlg::OnCommunication(WPARAM Char, LPARAM num)函数建立消息响应，接收LMS200返回的数据，然后根据用户要求转换为十六进制和ACII码。
实现函数：
//////////////////////////////////////////////
//接收串口数据
LONG CSerialTestDlg::OnCommunication(WPARAM Char, LPARAM num)
3. 数据处理功能
LMS200返回的数据结构如下：

3.1. 具体说明
1：发送启动指令后LMS200首先是返回一个06 02 80 03 00 A0 00字符串 10位。
    因采样角频率而不同。
2：校验位3位，每个周期都不一样；
3：返回数据6位，每个周期都不变；
4：距离数据722位；
5：下一周期重复2-4步；
3.2. 数据处理
以采样角频率为10 为例，对数据的分析可知，距离数据的字符串长度为722*3=2166(含有空格)，本程序的是按每行51个字符串显示如图所示。这样我们可以知道需要44行的数据才包含一个周期的数据，44*51=2244即存储这段数据的字符串的总长度是2244，而有效的距离数据是从51～2215这段字符串。总字符串转化成字符数组，用数组char array[2245],arraydata[2166]分别来存储总的字符和距离字符。
       现在就是对距离字符数组进行处理，每两个十六进制表示一个返回的距离数据，低位在前，高位在后。所以处理第一步先把高低位互换，再把十六进制转为十进制。
1：0F 02 12 02 E7 01
2：02 0F 02 12 01 E7
3：020F 0212 01E7
4：527 530 487
     接着把一个周期的数据存储在Data[361]（0.50）或Data1[181]（10）中，完成对一个周期数据的截取。

3.3 实现函数
//////////////////////////////////////////////
//将接收到的十六进制数据转换为十进制
void CSerialTestDlg::HexToDec(CString str){}
//////////////////////////////////////////////
//完成对应采样角频率的处理
if(m_angleComb.GetCurSel()==0){} 0.50
if(m_angleComb.GetCurSel()==1){}   10
//////////////////////////////////////////////
//截取需要的字符串长度
StrData.GetLength()==2244
//////////////////////////////////////////////
//高位，低位换位 
for(k=0;k<=2160;k+=6){}
//////////////////////////////////////////////
//十六进制转为十进制
do
{}
while(j<len2);
4 ．坐标标定
根据采样角频率的不同，一个周期的距离数据分别有181个（10 ）和361个（0.50 ）数据。如下图所示：d为我们得到的数据，a为对应的角度，对应到笛卡尔坐标中：
x=d*cosa                    （ 1 ）
y=d*sina                    （ 2 ）

4.1 坐标系的绘制
实现函数
void CSerialTestDlg::DrawPoint(int dis[]){}
为了方便重复绘制和清除旧图，程序中的坐标系为加载的位图在void CSerialTestDlg::OnPaint()中加载。资源中位图文件为IDB_BITMAP1。加载后的如下图：

4.2 数据标定
       首先初始化double angle[361]和double angle1[181]这两个数据，分别存储0.50 和10 两种采样角频率的361个（00~3600）和181(00~1800)个角度。
       根据转换到笛卡尔坐标的转换式，算出坐标中的x，y值：
x=dis *cos(angle1*PI/180);
                                   y=dis*sin(angle1*PI/180);
由于计算机中对屏幕坐标的定义如左图所示：y轴是下正上负。为了按正常视觉效果来显示，需要对y坐标值取负。
                     CPoint m_ptEnd;
m_ptEnd.x=x;
                     m_ptEnd.y=-y;



用小圆点来显示
pDC->Ellipse(m_ptEnd.x - 2, m_ptEnd.y - 2, m_ptEnd.x + 2, m_ptEnd.y + 2);
图像的重绘
在绘制好图像后，移动对话框会使得界面刷新，导致图像消失，所以需要加入图像的重绘。
在程序中定义了一个CGrap类用来保存各个点的坐标值，在void CSerialTestDlg::OnPaint()中对图像进行重绘；
for(int i=0;i<m_ptrArray.GetSize();i++)
              {
pDC->Ellipse(((CGrap*)m_ptrArray.GetAt(i))->m_ptEnd.x-2, ((CGrap*)m_ptrArray.GetAt(i))->m_ptEnd.y-2, ((CGrap*)m_ptrArray.GetAt(i))->m_ptEnd.x+2, ((CGrap*)m_ptrArray.GetAt(i))->m_ptEnd.y + 2);
}
4.3最终效果