Velodyne-16c激光雷达数据包解析与坐标计算方法

1. 数据包接收与数据包格式

VELOCYNE-16c激光雷达使用UDP的形式向网络发送数据。在雷达web端设置页面，或通过命令行进行设置后，在接收端匹配雷达IP与雷达UDP端口号即可接受雷达数据。

雷达总共有三种形式的扫描方式，分别对应三种形式的数据包内容：（1）strongest (2) last (3) dual retuen mode
本文在此以strongest模式作为例子进行介绍。具体模式信息参照vlp-16 user manual.pdf

数据包结构如图：

图 单点模式（strongest模式）

假设当前雷达转速为600rpm，则雷达角分辨率为0.2°
数据包开始的第一个Azimuth N为当前激光点返回的方位角（具体定义下一章介绍）
数据包中共有N~N+23个点云，即共24个点云

2. 数据解析与坐标计算

目前官方user manual能够在网上方便地下载得到，因此本章中部分内容涉及官方文档的描述

2.1 雷达坐标系定义

2.2 坐标转换

数据包中的数据结构如下二图所示，本文不再赘述


数据包中channel 0~15分别对应的照射角度如下：

通过以上解析，可以得到在极坐标系下的各点坐标信息。进行转换，即可得到XYZ坐标系下的点坐标信息。

3. 需要解决的问题

1. 雷达扫描频率为10Hz，每秒数据包在480帧左右，即每次扫描会产生48个左右的数据包，需要将分散的数据包数据合并称为一次扫描的点云数据
2. 获得点云之后的绘图问题：点云数量较大，若全部进行绘图会消耗大量计算资源，同时由于点云数量的巨大，会导致点云图显示效果的下降（如下图的效果对比）。如何简化绘图过程？如何优化绘图效果？
   
3. 再labview等平台的自建数据解析与采集程序中，如何对点云数据进行采集？是采集解析后的坐标点参数按时间顺序帧保存？还是保存原始UDP数据包？

4. 参考

1. CSDN博客：https://blog.csdn.net/qq_34911636/article/details/89946329
2. 手册 ：Velodyne-16c User Manual（自行搜寻下载，本文在此不提供下载帮助）