硬件:Hokuyo URG04LX
环境:VS2017- win10- 64 Emgu_3.2.0.2682
语言:C# WPF
数据解析参考:
https://sourceforge.net/p/urgnetwork/wiki/Home/
https://github.com/bqhdev/urg04lx_data_decoder
http://sourceforge.net/projects/urgnetwork/files/urg_cs_sample/Urg_cs_sample.zip/download
解析后数据:
数据解析封装:
public class SensorData { public string DecodeStr { get; set; } public double TimeStamp { get; set; } public List<double> Distances { get; set; } public int Index { get; set; } } public class UrgSensor { //private bool IsUseSampleDatas_FromDistances = false; //private bool IsUseSampleDatas_FromFiles = true; private bool IsUseSampleDatas_FromDistances = true; private bool IsUseSampleDatas_FromFiles = false; // 每帧数据从离线文件中获取 --- 提前记录了某一时间段实时数据,离线测试使用 private bool IsForceUseMetaDatas = false; private List<string> SampleDatas; private int Index = -1; #region Sample Datas From Distance List Excute If Sensor Exception
// 解析后数据 - 用于Emgu离线绘图测试 private void InitSampleDatas() { this.SampleDatas = new List<string>(){ "19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 25 25 31 32 33 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 35 37 40 40 42 43 43 43 43 36 36 36 42 48 48 48 46 46 46 48 49 54 58 63 63 65 67 67 67 67 67 67 67 71 73 103 118 119 126 127 148 148 149 151 157 162 162 0 0 0 0 0 0 7 0 1512 1512 1506 1504 1504 1506 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1470 1469 1445 1443 1442 1441 1349 1349 1349 1370 1395 1395 1395 1382 1375 1356 1336 1320 1316 1312 1312 1312 1308 1301 1296 1296 1296 1292 1292 1291 1289 1288 1289 1289 1296 1296 1297 1302 1302 1302 1306 1310 1310 1321 1322 1322 1323 1324 4200 5270 5297 5297 5311 5311 5334 5341 5354 5371 5385 5385 5391 5399 0 0 0 0 0 7 0 0 7 0 0 0 0 0 0 4238 4194 4151 4094 4037 3995 3926 3877 3827 3811 3762 3706 3665 3646 3598 3562 3533 3492 3461 3443 3405 3356 3329 3297 3282 3259 3222 3189 3147 3129 3091 3081 3052 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117 127 127 152 154 154 158 158 170 172 0 0 0 0 0 0 7 0 1515 1515 1506 1502 1502 1502 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1476 1468 1458 1449 1433 1424 1359 1359 1359 1382 1403 1406 1406 1403 1363 1346 1344 1339 1320 1319 1304 1300 1296 1296 1296 1296 1294 1292 1292 1292 1292 1292 1292 1298 1300 1303 1303 1302 1303 1303 1304 1304 1304 1309 1313 1313 1317 1322 4207 5274 5300 5300 5308 5317 5321 5339 5346 5352 5365 5377 5377 5394 5394 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4376 4289 4258 4196 4142 4076 4022 3989 3914 3885 3857 3801 3763 3716 3663 3640 3606 3567 3539 3492 3464 3426 3397 3351 3330 3299 3267 3246 3213 3183 3153 3135 3101 3079 3054 3026 3003 2971 2938 2915 2902 2895 2871 2838 2809 2789 2773 2754 2741 2709 2701 2672 2661 2646 2629 2602 2580 2565 2555 2542 2522 2513 2484 2479 2466 2444 2433 2424 2401 2393 2393 2363 2360 2346 2343 2332 2293 2289 2282 2273 2265 2253 2251 2239 2231 2217 2205 2199 2189 2185 2166 2153 2150 2146 2133 2126 2116 2111 2106 2094 2094 2078 2077 2076 2069 2053 2049 2041 2029 2027 2023 2018 2014 2014 2001 1994 1989 1982 1979 1975 1973 1965 1961 1956 1956 1945 1942 1942 1941 1928 1928 1926 1922 1914 1912 1911 1904 1898 1896 1894 1887 1887 1887 1887 1878 1877 1876 1874 1873 1861 1861 1861 1861 1856 1854 1854 1852 1851 1849 1849 1846 1842 1844 1841 1834 1834 1829 1829 1829 1828 1828 1828 1825 1822 1822 1825 1825 1824 1826 1824 1824 1824 1824 1820 1820 1820 1819 1820 1820 1821 1821 1821 1821 1821 1821 1821 1826 1822 1826 1828 1826 1826 1827 1827 1815 1766 1673 1596 1534 1482 1449 1443 1438 1438 1443 1443 1440 1446 1448 1447 1447 1447 1447 1447 1462 1462 1462 1454 1454 1454 1463 1471 1473 1473 1473 1474 1484 1489 1489 1489 1489 1489 1500 1500 1509 1512 1512 1516 1526 1526 1530 1531 1547 1550 1551 1556 1556 1556 1558 1562 1576 1584 1585 1588 1589 1607 1608 1620 1626 1626 1633 1634 1639 1648 1655 1662 1669 1670 1677 1694 1695 1699 1703 1708 1717 1717 1717 1699 1692 1678 1657 1656 1641 1612 1612 1588 1587 1580 1567 1557 1554 1547 1522 1514 1482 1475 1470 1459 1457 1427 1424 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DispatcherTimer TimerSampleData; private void CreateSampleDats() { this.InitSampleDatas(); if (this.TimerSampleData == null) { this.TimerSampleData = new DispatcherTimer(); this.TimerSampleData.Interval = TimeSpan.FromMilliseconds(100); this.TimerSampleData.Tick += TimerSampleData_Tick; this.TimerSampleData.Start(); } } private void FreeTimerSampleDatas() { if (this.TimerSampleData != null) { this.TimerSampleData.Stop(); this.TimerSampleData.Tick -= TimerSampleData_Tick; this.TimerSampleData = null; } } private void TimerSampleData_Tick(object sender, EventArgs e) { this.Index++; if (this.Index >= this.SampleDatas.Count) this.Index = 0; if(OnSensorDataReceived != null) OnSensorDataReceived(""); if (OnSensorDataDecoded != null) { string sDatas = this.SampleDatas[this.Index]; List<double> ltDistance = this.ConvertToList(sDatas); if (OnSensorDataDecoded != null) { SensorData oData = new SensorData(); oData.DecodeStr = sDatas; oData.Distances = ltDistance; OnSensorDataDecoded(oData); } } } private List<double> ConvertToList(string sValue) { List<double> ltDatas = new List<double>(); string[] arrValue = sValue.Split(new char[] { ' ' }, StringSplitOptions.None); for (int i = 0; i < arrValue.Length; i++) { ltDatas.Add(Convert.ToDouble(arrValue[i])); } return ltDatas; } #endregion #region Sample Datas From Files private void InitMetaDatas() { this.SampleDatas = new List<string>(); List<string> ltFile = FolderHelper.GetAllFileFullName(GlobalVar.DATAS_PATH); // 文件列表 for (int i = 0; i < ltFile.Count; i++) { string sMetaFile = ltFile[i]; this.SampleDatas.Add(this.ReadFileContents(sMetaFile)); } } private string ReadFileContents(string sFile) { FileStream fileStream = new FileStream(sFile, FileMode.Open, FileAccess.Read); StreamReader oReader = new StreamReader(fileStream); string sContent = oReader.ReadToEnd(); oReader.Close(); fileStream.Close(); return sContent; } private DispatcherTimer TimerSampleData_Meta; private void CreateSampleTimer_MetaDatas() { this.InitMetaDatas(); if (this.TimerSampleData_Meta == null) { this.TimerSampleData_Meta = new DispatcherTimer(); this.TimerSampleData_Meta.Interval = TimeSpan.FromMilliseconds(100); this.TimerSampleData_Meta.Tick += TimerSampleData_Meta_Tick; this.TimerSampleData_Meta.Start(); } } private void FreeTimerSampleDatas_Meta() { if (this.TimerSampleData_Meta != null) { this.TimerSampleData_Meta.Stop(); this.TimerSampleData_Meta.Tick -= TimerSampleData_Meta_Tick; this.TimerSampleData_Meta = null; } } private void TimerSampleData_Meta_Tick(object sender, EventArgs e) { this.Index++; if (this.Index >= this.SampleDatas.Count) this.Index = 0; string sSensorData = this.SampleDatas[this.Index]; App.Current.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() => { if (OnSensorDataReceived != null) OnSensorDataReceived(sSensorData); })); double dTimeStamp = 0; List<double> ltDistances = new List<double>(); string sDecode = UrgService.TestDecodeSensorDatas(sSensorData, ref dTimeStamp, ref ltDistances); // 解析 if (!String.IsNullOrEmpty(sDecode)) { App.Current.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() => { if (OnSensorDataDecoded != null) { SensorData oData = new SensorData(); oData.Index = this.Index; oData.DecodeStr = sDecode; oData.TimeStamp = dTimeStamp; oData.Distances = ltDistances; OnSensorDataDecoded(oData); } })); } } #endregion public UrgSensor() { this.InitSerialPort(); EventService.AppShutDowningEvent += EventService_AppShutDowningEvent; } private void EventService_AppShutDowningEvent() { EventService.AppShutDowningEvent -= EventService_AppShutDowningEvent; this.FreeSerialPort(); this.FreeTimerSampleDatas(); } private SerialPort RadarPort; private string PortName = "COM4"; private int BaudRate = 115200; private void CreateBetaDatas() { App.Current.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() => { if (this.IsUseSampleDatas_FromDistances) this.CreateSampleDats(); else if (this.IsUseSampleDatas_FromFiles) this.CreateSampleTimer_MetaDatas(); })); } private void InitSerialPort() { Task.Run(() => { try { if (!IsForceUseMetaDatas) { this.RadarPort = new SerialPort(this.PortName, this.BaudRate); this.RadarPort.NewLine = "\n\n"; this.RadarPort.Open(); this.RadarPort.Write("SCIP2.0\n"); this.RadarPort.ReadLine(); this.RadarPort.Write(UrgService.SCIP_MD(0, 760)); this.RadarPort.ReadLine(); this.RadarPort.DataReceived += RadarPort_DataReceived; } else this.CreateBetaDatas(); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); this.CreateBetaDatas(); } }); } private void FreeSerialPort() { try { if (this.RadarPort != null) { this.RadarPort.Write("QT\n"); this.RadarPort.Close(); this.RadarPort = null; } } catch (Exception ex) { Console.WriteLine("Error:" + ex.Message); } } private void RadarPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) { try { SerialPort oSerialPort = sender as SerialPort; string sSensorData = oSerialPort.ReadLine(); // 数据存储 //string sFileName = GlobalVar.DATAS_PATH + FormatHelper.GetFormatFullTime() + ".meta"; //AsynchUtils.AsynchExecuteFunc(App.Current.Dispatcher, () => //{ // FileStream fileStream = new FileStream(sFileName, FileMode.Append, FileAccess.Write); // StreamWriter streamWriter = new StreamWriter(fileStream); // streamWriter.WriteLine(sSensorData); // streamWriter.Flush(); // streamWriter.Close(); // fileStream.Close(); //}, null); App.Current.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() => { if (OnSensorDataReceived != null) OnSensorDataReceived(sSensorData); })); double dTimeStamp = 0; List<double> ltDistances = new List<double>(); string sDecode = UrgService.TestDecodeSensorDatas(sSensorData, ref dTimeStamp, ref ltDistances); if (!String.IsNullOrEmpty(sDecode)) { App.Current.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() => { if (OnSensorDataDecoded != null) { SensorData oData = new SensorData(); oData.DecodeStr = sDecode; oData.TimeStamp = dTimeStamp; oData.Distances = ltDistances; OnSensorDataDecoded(oData); } })); } //bool bIsValid = UrgService.DecodeSensorDatas(sSensorData, ref lTimeStamp, ref ltDistances); //if (bIsValid) //{ // App.Current.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() => { // // // })); //} } catch { } } public static UrgSensor RadarSensor; static UrgSensor() { Instance(); } public static void Instance() { if (RadarSensor == null) RadarSensor = new UrgSensor(); } public delegate void DataReceivedEventHandler(string sSensorData); public static event DataReceivedEventHandler OnSensorDataReceived; public delegate void SensorDataDecodedEventHandler(SensorData oSensorData); public static event SensorDataDecodedEventHandler OnSensorDataDecoded; }
public class UrgService { public static string SCIP_MD(int start, int end, int grouping = 1, int skips = 0, int scans = 0) { return "MD" + start.ToString("D4") + end.ToString("D4") + grouping.ToString("D2") + skips.ToString("D1") + scans.ToString("D2") + "\n"; } public static bool DecodeSensorDatas(string sContent, ref long lTimeStamp, ref List<double> ltDistances) { string[] arrDatas = sContent.Split(new char[] { '\n' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); if (!arrDatas[0].StartsWith("MD")) return false; if (arrDatas[1].StartsWith("00") || arrDatas[1].StartsWith("99")) { lTimeStamp = UrgService.Decode(arrDatas[2], 4); UrgService.GetDistanceDatas(arrDatas, 3, ref ltDistances); return true; } else return false; } private static bool GetDistanceDatas(string[] arrDatas, int nStartIndex, ref List<double> ltDistances) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = nStartIndex; i < arrDatas.Length; ++i) { sb.Append(arrDatas[i].Substring(0, arrDatas[i].Length - 1)); } return decode_array(sb.ToString(), 3, ref ltDistances); } private static bool decode_array(string sData, int nSize, ref List<double> ltDistances) { for (int nPos = 0; nPos <= sData.Length - nSize; nPos += nSize) { long lDecodeValue = UrgService.Decode(sData, nSize, nPos); ltDistances.Add(lDecodeValue); } return true; } private static long Decode(string sData, int nSize, int nOffset = 0) { long value = 0; for (int i = 0; i < nSize; ++i) { value <<= 6; value |= (long)sData[nOffset + i] - 0x30; } return value; } public static string TestDecodeSensorDatas(string sContent, ref double lTimeStamp, ref List<double> ltDistances) { string[] arrDatas = sContent.Split(new char[] { '\n' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); if (!arrDatas[0].StartsWith("MD")) return ""; if (arrDatas[1].StartsWith("00") || arrDatas[1].StartsWith("99")) { lTimeStamp = UrgService.Decode(arrDatas[2], 4); return UrgService.TestGetDistanceDatas(arrDatas, 3, ref ltDistances); } else return ""; } private static string TestGetDistanceDatas(string[] arrDatas, int nStartIndex, ref List<double> ltDistances) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = nStartIndex; i < arrDatas.Length; ++i) { sb.Append(arrDatas[i].Substring(0, arrDatas[i].Length - 1)); } return TestDecodeArray(sb.ToString(), 3, ref ltDistances); } private static string TestDecodeArray(string sData, int nSize, ref List<double> ltDistances) { string sResult = ""; for (int nPos = 0; nPos <= sData.Length - nSize; nPos += nSize) { double lDecodeValue = UrgService.Decode(sData, nSize, nPos); ltDistances.Add(lDecodeValue); sResult += lDecodeValue.ToString() + " "; } return sResult; } }
雷达数据绘制:
![](/qrcode.jpg)
点图:
以Sensor为中心点绘制线图
// 绘制距离Map
private void CreateSensorDataImage(List<double> ltDistances, ref Image<Gray, byte> oImgBgr)
{
double dScale = 3;
for (int i = 0; i < ltDistances.Count; i++)
{
double dDegree = -120d + i * this.IntervalDegree;
double dRadian = Utilitys.ConvertToRads(dDegree);
double dDistance = ltDistances[i] / dScale;
int nX = (int)(960 + dDistance * Math.Sin(dRadian));
int nY = (int)(540 - dDistance * Math.Cos(dRadian)) + +this.SupplyY;
CvInvoke.Line(oImgBgr, new Drawing.Point(960, 540 + this.SupplyY),
new Drawing.Point(nX, nY), new MCvScalar(255, 255, 255));
}
}
以Sensor为中心点绘制成Ploygon:
Emgu绘制Ploygon:
this.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal, (Action)(() =>
{
Image<Bgr, byte> oImgBgr = new Image<Bgr, byte>(1920, 1080, new Bgr(255, 255, 255));
List<Drawing.Point> ltPoints = new List<Drawing.Point>();
int nCenterX = 960;
int nCenterY = 540 + this.SupplyY;
ltPoints.Add(new Drawing.Point(nCenterX, nCenterY));
double dScale = 3;
double dIntervalDegree = 240d / 760d;
for (int i = 0; i < ltDistances.Count; i++)
{
double dDegree = -120d + i * dIntervalDegree;
double dRadian = Utilitys.ConvertToRads(dDegree);
double dDistance = ltDistances[i] / dScale;
int nX = (int)(960 + dDistance * Math.Sin(dRadian));
int nY = (int)(540 - dDistance * Math.Cos(dRadian)) + +this.SupplyY;
ltPoints.Add(new Drawing.Point(nX, nY));
}
using (VectorOfPoint vPoint = new VectorOfPoint(ltPoints.ToArray()))
using (VectorOfVectorOfPoint vvPoint = new VectorOfVectorOfPoint(vPoint))
{
CvInvoke.FillPoly(oImgBgr, vvPoint, new Bgr(0, 0, 0).MCvScalar);
}
this.ImgMainZm.Source = BitmapSourceConvert.ToBitmapSource(oImgBgr);
}));
其他参考链接:
https://blog.csdn.net/renshengrumenglibing/article/details/8600669