激光雷达学习笔记（二）数据读取和显示
我使用的激光雷达都是日本产北阳电机公司Hokuyo的产品，URG04LX和UTM-30LX。UTM-30LX的价格贵一些，10买的时候大概3W，现在taobao价貌似已经涨到5W了，当然URG04LX也涨价了，09年买的时候是1W，只是不知道现在涨到了多少。
URG-04LX基本参数：
激光类型：λ=785nm，Class1，0.8mw激光
扫描距离：20-5600 mm
扫描范围：240度
角度分辨率：0.36度
距离分辨率：1mm
精度：距离 0.06-1m: +30 距离 1-4m:30%
扫描时间：100ms （10Hz刷新率）
接口类型：USB 2.0
输入电压：5V
消耗电流：500mA (最高可达800mA)
重量：160g
尺寸：50x50x70mm
典型寿命:5年
UTM-30LX基本参数：
Voltage 12.0 V ±10%
Current 0.7 A (Rush current 1.0 A)
Detection range 0.1 m to approximately 60 m (<30 m guaranteed)
Laser wavelength 870 nm, Class 1
Scan angle 270°
Scan time 25 ms/scan (40.0 Hz)
Angular resolution 0.25°
Interface USB 2.0
Weight 8.2 oz (233 g)
Current 0.7 A (Rush current 1.0 A)
Detection range 0.1 m to approximately 60 m (<30 m guaranteed)
Laser wavelength 870 nm, Class 1
Scan angle 270°
Scan time 25 ms/scan (40.0 Hz)
Angular resolution 0.25°
Interface USB 2.0
Weight 8.2 oz (233 g)
北阳电机提供激光雷达的上位机软件，叫做UrgBenri，可以很方便的进行数据的采集、显示、存储。如果想用C++程序自己采集可以参照上一篇笔记。
UrgBenri采集存储的数据是ASCII格式，可以直接用记事本之类的软件打开，数据格式基本是这样的：
01. [model]
02. UTM-30LX(Hokuyo Automatic Co.,Ltd.)
03. [frontStep]
04. 540
05. [minDistance]
06. 23
07. [maxDistance]
08. 60000
09. [motorSpeed]
10. 2400
11. [totalSteps]
12. 1440
13. [captureMode]
14. GD_Capture_mode
15. [scanMsec]
16. 25
17. [startStep]
18. 0
19. [endStep]
20. 1080
21. [serialNumber]
22. 00904066
23. [timestamp]
24. 793464
25. [logtime]
26. 2013:1:12:15:6:32:312
27. [scan]
28. 392;397;398;400;403;403;407;409;409;409;411;411;422;424;424;422;420;420;420;427;428;435;436;439;440;444;449;449;449;449;454;454;456;462;463;463;463;459;456;451;449;445;444;439;439;433;433;433;433;431;431;430;430;425;425;422;425;425;433;437;437;433;433;425;421;409;395;391;391;389;384;383;378;378;378;378;377;377;377;376;377;376;376;367;367;367;367;368;371;371;371;371;371;370;370;372;369;369;372;372;371;371;371;369;369;365;365;364;363;357;357;357;357;353;359;359;353;353;352;344;341;339;339;339;339;339;341;334;332;331;331;331;331;331;331;331;330;330;330;330;330;329;329;329;326;323;323;323;329;329;329;327;323;322;319;319;319;319;319;320;322;321;322;322;328;323;325;325;325;324;324;317;315;315;316;315;316;321;321;314;318;314;308;303;303;303;317;317;317;317;314;314;314;314;311;308;308;310;310;316;316;316;315;310;310;312;312;317;317;317;317;313;313;313;313;316;316;315;315;315;315;314;314;317;317;317;319;321;320;320;320;319;317;317;319;317;317;315;315;315;316;324;324;324;318;318;318;325;332;332;332;332;332;330;331;333;331;331;331;330;328;327;327;328;328;328;328;328;328;325;325;326;326;326;330;330;331;330;337;337;337;338;340;338;338;338;337;336;336;336;335;336;350;350;350;350;350;345;343;343;341;343;343;347;346;350;350;352;352;357;357;357;357;357;357;364;357;367;367;366;364;366;366;370;370;370;370;370;370;378;378;379;380;380;379;379;380;379;379;382;384;382;382;384;380;380;384;386;388;388;388;383;383;383;389;394;395;395;396;394;396;396;406;410;410;413;413;413;413;421;421;426;427;427;428;429;429;432;432;439;442;451;451;454;457;458;460;468;472;489;492;495;495;493;495;507;512;522;524;533;546;585;614;614;614;611;602;602;598;590;590;591;591;594;596;596;596;598;596;589;589;589;589;590;590;594;594;594;592;592;587;577;570;559;556;552;552;552;551;551;541;541;539;539;538;534;534;534;534;536;536;533;526;526;526;524;524;524;512;510;510;510;510;510;508;477;467;462;453;449;445;434;434;420;410;403;388;387;386;377;346;342;337;325;325;321;315;294;294;292;281;277;262;257;242;218;180;173;172;170;170;170;170;170;171;171;171;172;174;172;171;172;171;170;170;177;170;170;174;170;170;170;174;175;176;187;187;176;176;180;174;180;184;184;179;179;178;178;176;176;179;185;180;181;181;180;180;177;177;177;180;182;182;182;182;180;178;180;183;183;186;186;186;187;188;188;188;188;186;186;186;187;188;188;190;188;187;187;189;189;189;189;189;188;188;188;188;195;196;195;194;195;194;194;201;201;199;199;199;199;198;198;198;195;192;190;190;190;190;196;197;197;197;194;193;193;192;193;193;194;194;196;198;198;198;198;198;198;194;194;194;194;194;197;197;197;192;192;192;194;205;205;205;193;189;189;189;210;210;210;213;213;332;506;627;860;907;958;980;1031;1043;1111;1117;1117;1117;1000;986;985;985;985;981;981;978;971;970;970;970;970;976;976;977;977;981;981;981;945;945;945;946;956;970;975;979;979;975;948;933;920;898;859;836;823;814;799;799;794;794;793;793;789;773;748;745;736;732;727;727;727;727;729;743;744;744;744;742;729;725;711;706;706;706;708;699;698;693;690;689;688;684;675;668;665;660;660;660;660;659;659;649;644;644;646;649;647;649;647;647;634;631;631;634;628;628;625;623;622;615;601;601;601;601;601;601;589;589;589;589;590;590;590;583;583;583;580;576;576;575;575;577;577;572;569;568;567;567;568;566;568;568;566;566;561;561;561;559;557;557;557;561;562;562;561;557;557;557;559;559;560;561;561;561;561;563;563;561;561;561;559;556;556;556;562;562;562;556;556;552;552;550;547;543;547;548;548;555;555;555;553;553;547;547;547;547;547;542;541;541;541;548;551;558;558;552;552;558;559;561;564;564;564;567;567;567;568;568;570;568;568;570;573;573;573;573;568;567;568;565;565;567;573;567;567;566;566;566;574;574;574;568;568;568;570;572;572;572;573;569;569;569;573;575;579;579;579;582;581;581;585;587;587;587;585;581;581;581;586;586;586;586;586;586;597;605;605;607;610;612;612;613;620;623;625;629;645;648;650;650;650;645;638;638;638;645;647;647;647;647;647;647;674;695;696;696;696;695;681;681;696;701;737;814;880;880;880;860;828;799;791;764;737;735;723;723;723;722;722;722;722;723;728;733;733;733;711;705;683;677;672;671;669;668;662;641;641;639;634;630;630;612;606;606;609;606;606;590;585;578;578;575;575;560;560;556;551;549;548;547;538;536;535;520;520;517;515;513;509;503;489;489;490;490;490;490;485;479;465;465;465;468;468;468;458;457;448;448;446;440;440;439;431;405;405;405;413;416;419;419;418;416;418;418;418;416;408;408;408;410;410;410;403;396
29. [timestamp]
30. 793514
31. [logtime]
32. 2013:1:12:15:6:32:351
33. [scan]
[]内记录属性名，下一行会记录属性的内容，这个在读取的时候是非常的方便的。到[scan]不是文件结束了，而是后面又是一大串的数据，然后继续往下记录一帧一帧的数据。
首先用MATLAB编写了一份数据解析的代码，能够读取ubh文件并显示：
01. %根据ubh文件的特点，进行读取
02.
03. %1 读取各个属性
04. % Search for number of string matches per line.
05. % fid = fopen('ring.ubh', 'rt');
06. fid = fopen('utm30LX.ubh', 'rt');
07. lineNumber = 0;
08. while feof(fid) ==0
09. tline = fgetl(fid);
10. switch(tline)
11. case '[model]'
12. model = fgetl(fid); %sscanf(fgetl(fid),'%d')
13. case '[frontStep]'
14. frontStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
15. case '[minDistance]'
16. minDistance = sscanf(fgetl(fid),'%d');
17. case '[maxDistance]'
18. maxDistance = sscanf(fgetl(fid),'%d');
19. case '[motorSpeed]'
20. motorSpeed = sscanf(fgetl(fid),'%d');
21. case '[totalSteps]'
22. totalSteps = sscanf(fgetl(fid),'%d');
23. case '[captureMode]'
24. captureMode = fgetl(fid);
25. case '[scanMsec]'
26. scanMsec = fgetl(fid);
27. case '[startStep]'
28. startStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
29. case '[endStep]'
30. endStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
31. case '[serialNumber]'
32. serialNumber = fgetl(fid);
33. case '[timestamp]'
34. frontStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
35. case '[logtime]'
36. frontStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
37. case '[scan]'
38. [rho,count] = sscanf(fgetl(fid),'%d;');
39. %数据显示
40. rho = rho';
41. length = size(rho,2);
42. theta = 1:length;
43. polar(theta/4*pi/180,rho);
44. pause(0.25);
45. %对数据进行处理
46.
47. otherwise
48. %disp('parameter init...');
49. end
50. lineNumber = lineNumber+1;
51. disp(lineNumber);
52. % if lineNumber >100
53. % break;
54. % end
55. end
56. fclose(fid);
显示效果如下：
上一篇文章中提到，激光雷达的算法最终是需要移植到嵌入式设备上的，因此还是希望用C/C++来开发，这样便于移植。只是C++读取ubh格式的文件稍微有些麻烦，而在实时应用中也是直接从激光雷达获取一帧的数据进行处理，不会去读取ubh格式的文件，这里偷个懒，直接用Matlab将ubh文件拆分成一帧一帧的数据文件，然后再由C++一帧一帧的读取。
Matlab已经能够将数据一帧一帧的读取出来，那么稍微改动几句据可以将每帧拆分成单个的文件存储。
01. %将ubh文件拆分成一个一个的CSV文件
02. %根据ubh文件的特点，进行读取
03. %1 读取各个属性
04. % Search for number of string matches per line.
05. fid = fopen('utm30LX.ubh', 'rt');
06. lineNumber = 0;
07. fileName = 'data_0.csv';
08. frameCnt = 0;
09. while feof(fid) ==0
10. tline = fgetl(fid);
11. switch(tline)
12. case '[model]'
13. model = fgetl(fid); %sscanf(fgetl(fid),'%d')
14. case '[frontStep]'
15. frontStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
16. case '[minDistance]'
17. minDistance = sscanf(fgetl(fid),'%d');
18. case '[maxDistance]'
19. maxDistance = sscanf(fgetl(fid),'%d');
20. case '[motorSpeed]'
21. motorSpeed = sscanf(fgetl(fid),'%d');
22. case '[totalSteps]'
23. totalSteps = sscanf(fgetl(fid),'%d');
24. case '[captureMode]'
25. captureMode = fgetl(fid);
26. case '[scanMsec]'
27. scanMsec = fgetl(fid);
28. case '[startStep]'
29. startStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
30. case '[endStep]'
31. endStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
32. case '[serialNumber]'
33. serialNumber = fgetl(fid);
34. case '[timestamp]'
35. frontStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
36. case '[logtime]'
37. frontStep = sscanf(fgetl(fid),'%d');
38. case '[scan]'
39. [rho,count] = sscanf(fgetl(fid),'%d;');
40. %将数据写入文件
41. fileName = sprintf('data_%d.csv',frameCnt);
42. fidw = fopen(fileName,'w');
43. fprintf(fidw,'%d,',rho);
44. fclose(fidw);
45. frameCnt = frameCnt + 1;
46. %数据显示
47. % rho = rho';
48. % length = size(rho,2);
49. % theta = ((1:length)/4 - 45)*pi/180;
50.
51. % polar(theta,rho);
52. % pause(0.1);
53. %对数据进行处理
54. otherwise
55. %disp('parameter init...');
56. end
57. lineNumber = lineNumber+1;
58. disp(lineNumber);
59. % if lineNumber >100
60. % break;
61. % end
62. end
63. fclose(fid);
此时已经有了一帧一帧的雷达数据，可以进行计算了。C++读取文件比较简单，不再讲，但是在进行算法实现直线一个关键的问题实现雷达数据的显示，OpenCV是进行图像处理常用开源库，里面有很多库函数激光雷达也是可以用的，因此决定使用C++ + OpenCV来开发激光雷达的算法。刚好OpenCV可以进行数据的显示。 www.it165.net
雷达数据显示的基本思路是将数据绘制到一张图片上进行显示。（高兴，这下到了OpenCV的老本行啦）
OpenRadar.h
01. #pragma once
02. #include
03. #include
04. #include
05. #include
06. using namespace std;
07. #include
08.
09. static int RadarImageWdith = 600;
10. static int RadarImageHeight = 600;
11.
12. class OpenRadar
13. {
14. public:
15. OpenRadar(void);
16. ~OpenRadar(void);
17.
18. vector<int>RadarRho;
19. //数据读取
20. bool RadarRead(char *fileName);
21. void CreateRadarImage(IplImage* RadarImage);
22.
23. };int>
OpenRadar.cpp
01. #include "OpenRadar.h"
02. #define pi 3.141592653
03.
04. OpenRadar::OpenRadar(void)
05. {
06. }
07.
08.
09. OpenRadar::~OpenRadar(void)
10. {
11. }
12. bool OpenRadar::RadarRead(char *fileName){
13. FILE* fp = NULL;
14. int dis = 0;
15. int totalCnt = 0;
16. fp = fopen(fileName,"r");
17. if (fp == NULL)
18. {
19. //cout<<"failed to read"<
20. #include
21. #include "io.h"
22. using namespace std;
23. const int MAX_POINT_COUNT = 1200;
24. int Rho[MAX_POINT_COUNT] = {0};
25.
26. int main(){
27. OpenRadar openRadar;
28. char fileName[32] = "csv\\data_0.csv";
29. int frameCnt = 0;
30. char key;
31. IplImage* RadarImage = cvCreateImage(cvSize(RadarImageWdith,RadarImageHeight),IPL_DEPTH_8U,3);
32. while (access(fileName,0) == 0)
33. {
34. sprintf(fileName,"csv\\data_%d.csv",frameCnt);
35. openRadar.RadarRead(fileName);
36.
37. openRadar.CreateRadarImage(RadarImage);
38. cvNamedWindow("Radar",1);
39. cvShowImage("Radar",RadarImage);
40. key = cvWaitKey(30);
41. if (key == 27)//esc退出
42. {
43. break;
44. }
45. frameCnt++;
46. }
47. cvReleaseImage(&RadarImage);
48. cvDestroyWindow("Radar");
49. return 0;
50. }
显示效果：
此时逐帧读取数据就可以连续的进行数据显示，下一步就是数据处理了~~那就看下一篇吧~~
激光雷达数据读取以及显示代码：
http://down.it165.net/html/201303/348.html