Emgu-WPF 激光雷达研究-绘制雷达图
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原文:Emgu-WPF 激光雷达研究-绘制雷达图
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>(){
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};
}
private 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 = "
";
this.RadarPort.Open();
this.RadarPort.Write("SCIP2.0
");
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
");
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") + "
";
}
public static bool DecodeSensorDatas(string sContent, ref long lTimeStamp,
ref List<double> ltDistances)
{
string[] arrDatas = sContent.Split(new char[] { ‘
‘ },
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[] { ‘
‘ },
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：
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
以上是关于Emgu-WPF 激光雷达研究-绘制雷达图的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章