mid40激光雷达

Livox 激光雷达采用独特的非重复扫描方式，视场覆盖率将随时间推移而显著提高，可减小视场内物体被漏检的概率。当积分时间为 0.1 s 秒时，mid-40 的视场覆盖率与 32 线机械式激光雷达相近；当积分时间为 0.5 s 秒时，mid-40 的视场覆盖率与 64 线机械式激光雷达相当。而随着积分时间增加，且覆盖率随积分时间增加而接近 100。

大疆激光雷达的实验数据展示

1. 功能概述

1.1 支持的功能操作

传感器输出

整体扫描图案由多个“8”字形轨迹组成，构成类似花瓣的分布模式。用户可通过调整扫描参数（如花瓣数量、曲率等）优化点云的分布。

应用场景

**自动驾驶与导航**：
- 提供实时世界坐标系点云，用于车辆环境感知、路径规划。
**无人机测绘**：
- 实现无人机在飞行过程中实时点云采集并定位。
**机器人环境建模**：
- 用于SLAM（同步定位与建图），支持动态环境的实时建模。

1.2 使用示例

配置文件添加传感器 以下是配置文件 Config.json 的示例代码，用于添加激光雷达传感器：

{
    "VisionSensors":[
        {
            "SeqID":0, //视觉传感器序号0 1 2 3 ...排序。如果填0，则自动递增排序。
            "TypeID":22, //mid40激光雷达
            "TargetCopter":1, //传感器绑定的CopterID号
            "TargetMountType":0,
            "DataWidth":250, //半边花瓣（对应上图红色区域）的点数
            "DataHeight":40,//表示一帧需要扫描多少个半边花瓣
            "DataCheckFreq":10,//图像检查更新频率，如果发现UE渲染更新了（取决于UE刷新帧率），会立刻发出数据。UE刷新率+DataCheckFreq检查频率，共同决定图像延迟。
            "SendProtocol":[1,0,0,0,0,0,0,0],
            "CameraFOV":70.432, //半边花瓣长度的 2 倍。单位度。
            "EularOrQuat":0, //使用欧拉角SensorAngEular还是四元数SensorAngQuat来设置视觉传感器姿态，默认使用0欧拉角。
            "SensorPosXYZ":[0,0,-0.3], //视觉传感器的安装位置，和TargetMountType对应偏移中心，单位米
            "SensorAngQuat":[0,0,0,0], // 视觉传感器的安装姿态，用四元数方式表示
            "SensorAngEular":[0,0,0],// 视觉传感器的安装姿态，用欧拉角方式表示，单位弧度
            "otherParams":[600,2.956,1.4,1.18,10,5,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0] //激光最远距离(m),花瓣高度，花瓣的横向缩放比例，花瓣的左侧圆弧曲率，花由几个“8”字组成
        }
    ]
}

注意：点云数据我们最终是以 int16 格式发布，这个值是与 otherParams[0]参数是耦合的。

例如，x_float 是激光雷达测量得到的点云的 x 轴浮点数值（单位米，数值小于otherParams[0]），则 x_int = x_float / otherParams[0] * 32767。因此，拿到点云数据后，需要再根据最远距离 otherParams[0]，做一个逆向映射：x_float = x_int / 32767 * otherParams[0].

Python 调用传感器接口 取图显示相关代码：

vis = VisionCaptureApi.VisionCaptureApi() # 创建一个视觉传感器实例
vis.jsonLoad() # 加载Config.json中的传感器配置文件
isSuss = vis.sendReqToUE4() # 向RflySim3D发送取图请求
vis.startImgCap() # 开启取图
vis.hasData[i] # 图片i数据是否更新
vis.Img[i] # 图片i数据
show3d=Open3DShow.Open3DShow() # 创建3D点云显示实例
show3d.CreatShow(0) # 创建点云显示窗口
show3d.UpdateShow(vis.Img[0]) # 更新点云

例程链接

示例工程：8.RflySimVision\2.AdvExps\e0_AdvApiExps.7LidarLivoxDemo

1.3 现实中的Mid40激光雷达

硬件示例
- Mid-40 激光雷达 - Livox

2. 传感器配置

2.1 传感器安装

参数名称	取值范围	含义
TargetMountType	0: 固定载具上（相对几何中心）；1: 固定载具上（相对底部中心）；2: 固定地面上（监控）；3：相对地面坐标系的吊舱相机，固定飞机上，但相机姿态不随飞机变化（地面坐标系）；4：将传感器附加到另外一个传感器上	决定传感器的所属载体对象及安装方式。
TargetCopter	目标传感器ID（默认为0）或目标实体对象 ID (默认 1）	决定传感器安装方式后，选择目标测量对象ID。传感器固定在载具或地面上时，该值对应目标载具或其它实体对象的CopterID；传感器固定在其它传感器上时，该值对应目标传感器SeqID。
SensorPosXYZ	[x, y, z] (单位：米)	相对于传感器所属载体对象的安装位置。
EulerOrQuat	0: 欧拉角；1: 四元数	选择安装姿态的表示方式。
SensorAngEular	[roll, pitch, yaw] (弧度)	安装姿态，欧拉角方式表示。
SensorAngQuat	[q0, q1, q2, q3]	安装姿态，四元数方式表示。

2.2 网络通信配置

参数名称	取值范围	含义
SendProtocol	[mode, IP, port, …]	配置数据传输协议，支持共享内存和 UDP。
SendProtocol[0]	0: 共享内存；1: UDP 压缩传输	选择传输方式。
SendProtocol[5]	端口号	数据传输的目标端口号。

2.3 传感器技术规格

2.1 基本参数

参数名称	示例值	说明
SeqID	`0`	每个传感器在配置文件中的唯一编号，若为 `0` 则自动递增排序。
TypeID	`22`	传感器类型，22 表示 Livox MID40 激光雷达。
TargetCopter	`1`	传感器绑定的无人机编号，默认为绑定 1 号无人机。
TargetMountType	`0`	安装方式，`0` 表示固定在无人机几何中心。
DataWidth	`250`	表示半边花瓣（扫描区域）内点的数量，越大点云密度越高，但计算资源需求也增加。
DataHeight	`40`	表示一帧点云包含的半边花瓣数量，控制垂直方向点云的分布。
DataCheckFreq	`10` Hz	点云更新频率，单位为 Hz，表示每秒点云发布的帧数。
CameraFOV	`70.432` 度	扫描范围的水平视场角，等于半边花瓣长度的两倍，单位为度。
otherParams[0]	`600`	激光雷达的最大测距范围，单位为米。点云超出该范围的数据将被裁剪。
otherParams[1]	`2.956`	圆弧的弦高，控制单个花瓣的垂直高度，单位为度。
otherParams[2]	`1.4`	横向缩放比例，控制点云在 x 轴上的拉伸效果，默认为 1.4。
otherParams[3]	`1.18`	纵向曲率，调整“8 字形”花瓣的纵向曲率，值越大曲率越大，点云越集中于中间区域。
otherParams[4]	`10`	由几个“8”字组成一朵完整的花，值越大点云分布越密集，扫描间隔越小，覆盖率越高。几个8 字（一个八字是两片对称花瓣，4 段弧）组成一朵花，如下图所示是大疆激光雷达0.1s 的数据，也就是10 个八字（20 片花瓣）组成了一朵花。这样otherParams[4]=10。也就是说，相邻两个花瓣之间的角度为180/10=18 度。注意：为了保证扫描的均匀性，这几个花瓣并不是从左到右依次扫描的，扫描顺序是生成一个0 到N-1 的随机数列表，以此顺序来扫描这朵花的花瓣。
otherParams[5]	`5`	几朵花 0 .1 s 2 0 个花瓣 1 0 个 8 字组成一个图形。也就是说，对于上图的花的图像，需要均匀插入若干朵花，让他们进一步细分。这里默认值为 5 ，也就是说五朵花组成了一个图形。<br/注：这里的花朵是依次扫描的，如果每朵花有 2 0 个花瓣 1 0 个 8 字则每两个花瓣之间夹角是 3 60/20=18 度，每 5 朵花组成一个图形的话，那相邻两朵花的偏转为1 8/ 5= 3.6 度。
otherParams[6]	`1`	每扫描完一个图形，都会新引入一个随机错位角度，让两个图案不会完全重叠。随机错位角度为 rand （0, 1 ）* otherParams[6]