CN108986216B - 激光雷达控制软件3d绘图方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光雷达控制软件3D绘图方法，应用于雷达显示绘图，该方法步骤如下：S1：将雷达监测区域映射成相应图像绘制区域的三维坐标系（X，Y，Z）；S2：对图像绘制区域的垂直平面划分成由M×N个顶点组成的网格，X=M，Y=N；S3：对每个顶点依次进行编号；S4：制作顶点索引，使顶点按三角形首尾相连的顺序排序，每个网格由两个三角形组成；S5：接收当前帧数据即Z轴数据，清除前一帧画面的数据，绘制当前帧图像。
Description
技术领域
本发明涉及雷达领域，具体涉及一种激光雷达控制软件3D绘图方法。
背景技术
激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。激光雷达接收到目标相关信息后，需要将处理后的数据发送至后端查看及分析，因此，需要一款软件能够实时显示激光雷达上传的数据。在结果的显示上，由于激光雷达所采集的数据为真实场景，如果能够以3D视图的方式结合鼠标旋转、缩放等交互效果予以展示，激光雷达控制软件的显示会更加友好。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种激光雷达控制软件3D绘图方法，
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种激光雷达控制软件3D绘图方法，应用于雷达显示绘图，该方法步骤如下：
S1：将雷达监测区域映射成相应图像绘制区域的三维坐标系（X，Y，Z）；
S2：对图像绘制区域的垂直平面划分成由M×N个顶点组成的网格，X=M，Y=N；
S3：对每个顶点依次进行编号；
S4：制作顶点索引，使顶点按三角形首尾相连的顺序排序，每个网格由两个三角形组成；
S5：接收当前帧数据即Z轴数据，清除前一帧画面的数据，绘制当前帧图像。
作为本方案的进一步改进，所述步骤S5包含以下子步骤：
S01：指定第一个三角形的三个顶点；
S02：其余三角形只需要指定一个顶点，另外两个取前一个三角形的最后两个顶点：
S03：将绘制的三角形全部连接在一块，绘制出成片的三角形；
S04：获取监测图像所映射的三角形的Z轴数据，从而构成若干空间三角体完成当前帧3D图像绘制。
作为本方案的进一步改进，所述顶点在内存中采用数组的方式存储，顶点编号是顺序编号，提供一个使三角形的顶点按首尾相接的索引序列，就可以快速绘制出成片的三角形。
作为本方案的进一步改进，所述编号顺序按从左到右，从上到下的顺序进行。
作为本方案的进一步改进，所述第一个顶点的编号为0，最后一个顶点的编号为M×N-1。
作为本方案的进一步改进，所述X表示水平方向，Y表示垂直方向，Z表示纵深方向，绘图完成后形成600×200×Z轴数据的三维模型。
作为本方案的进一步改进，所述绘制区域为雷达前方60°的范围。
作为本方案的进一步改进，所述M=600，N=200。
作为本方案的进一步改进，所述雷达监测深度为200米，雷达返回的距离数据在不同的数值时，以颜色渐变的效果显示当前点的距离，0米时为红色，200米时为绿色。
本发明的有益效果是：本发明通过将检测区域的边界面作为顶点面，然后将该顶点面分割成若干单元格，并对每个顶点按顺序编号，在进行绘图时，只需确定出绘图区域的第一个三角形（三个顶点），其他检测区域对应的三角形即可立即生成，结合检测到的Z轴坐标，则可以绘制出600×200×Z轴数据的三维模型，由于本发明省去映射寻址和的步骤，从而使得本方法绘图时更加快捷。
附图说明
图1是本发明雷达监测区域坐标示意图；
图2是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
如图1、2所示，一种激光雷达控制软件3D绘图方法，应用于雷达显示绘图，本实施例中雷达检测范围为前方60°，监测深度为200米，将雷达监测区域映射成相应图像绘制区域的三维坐标系（X，Y，Z），X表示水平方向，Y表示垂直方向，Z表示纵深方向，将顶点面即边界垂直平面分割成由600×200个顶点组成的网格平面，即将X轴和Y轴组成的所在面分割成600×200顶点组成的网格平面，每个平面总共12万个顶点，其分布示意图如图1所示，由图1可以看出，边界垂直平面由近至远以扇形的形状扩散，在空间上该监测区域相当于是由无数个垂直平面叠加在一起形成的，每个垂直平面上顶点排列都为600×200，由近到远每个垂直平面上的各顶点之间的间距逐渐增大。对每个顶点依次进行编号；编号顺序按从左到右，从上到下的顺序进行，第一行第一列的顶点为0号，第一行第二列的顶点为1号，第一行最后一列的顶点为599号，第二行第一列的顶点为600号，以此类推，最后一行最后一列的顶点为111999号。制作顶点索引，使顶点按三角形首尾相连的顺序排序，每个网格由两个三角形组成，顶点在内存中采用数组的方式存储，顶点编号是顺序编号，提供一个使三角形的顶点按首尾相接的索引序列，就可以快速绘制出成片的三角形。接收当前帧数据即Z轴数据，清除前一帧画面的数据，绘制当前帧图像，指定第一个三角形的三个顶点，其余三角形只需要指定一个顶点，另外两个取前一个三角形的最后两个顶点，将绘制的三角形全部连接在一块，绘制出成片的三角形，获取监测图像所映射的三角形的Z轴数据，从而构成若干空间三角体完成当前帧3D图像绘制，绘图完成后形成600×200×Z轴数据的三维模型。为了区分距离，雷达返回的距离数据在不同的数值时，以颜色渐变的效果显示当前点的距离，0米时为红色，200米时为绿色。
实施例2
如图1、2所示，一种激光雷达控制软件3D绘图方法，应用于雷达显示绘图，本实施例中雷达检测范围为前方60°，监测深度为200米，将雷达监测区域映射成相应图像绘制区域的三维坐标系（X，Y，Z），X表示水平方向，Y表示垂直方向，Z表示纵深方向，将顶点面即边界垂直平面分割成由800×300个顶点组成的网格平面，即将X轴和Y轴组成的所在面分割成800×300顶点组成的网格平面，每个平面总共24万个顶点，其分布示意图如图1所示，由图1可以看出，边界垂直平面由近至远以扇形的形状扩散，在空间上该监测区域相当于是由无数个垂直平面叠加在一起形成的，每个垂直平面上顶点排列都为800×300，由近到远每个垂直平面上的各顶点之间的间距逐渐增大。对每个顶点依次进行编号；编号顺序按从左到右，从上到下的顺序进行，第一行第一列的顶点为0号，第一行第二列的顶点为1号，第一行最后一列的顶点为799号，第二行第一列的顶点为800号，以此类推，最后一行最后一列的顶点为233999号。制作顶点索引，使顶点按三角形首尾相连的顺序排序，每个网格由两个三角形组成，顶点在内存中采用数组的方式存储，顶点编号是顺序编号，提供一个使三角形的顶点按首尾相接的索引序列，就可以快速绘制出成片的三角形。接收当前帧数据即Z轴数据，清除前一帧画面的数据，绘制当前帧图像，指定第一个三角形的三个顶点，其余三角形只需要指定一个顶点，另外两个取前一个三角形的最后两个顶点，将绘制的三角形全部连接在一块，绘制出成片的三角形，获取监测图像所映射的三角形的Z轴数据，从而构成若干空间三角体完成当前帧3D图像绘制，绘图完成后形成800×300×Z轴数据的三维模型。为了区分距离，雷达返回的距离数据在不同的数值时，以颜色渐变的效果显示当前点的距离，0米时为红色，200米时为绿色。
实施例3
如图1、2所示，一种激光雷达控制软件3D绘图方法，应用于雷达显示绘图，本实施例中雷达检测范围为前方60°，监测深度为200米，将雷达监测区域映射成相应图像绘制区域的三维坐标系（X，Y，Z），X表示水平方向，Y表示垂直方向，Z表示纵深方向，将顶点面即边界垂直平面分割成由1000×400个顶点组成的网格平面，即将X轴和Y轴组成的所在面分割成1000×400顶点组成的网格平面，每个平面总共40万个顶点，其分布示意图如图1所示，由图1可以看出，边界垂直平面由近至远以扇形的形状扩散，在空间上该监测区域相当于是由无数个垂直平面叠加在一起形成的，每个垂直平面上顶点排列都为1000×400，由近到远每个垂直平面上的各顶点之间的间距逐渐增大。对每个顶点依次进行编号；编号顺序按从左到右，从上到下的顺序进行，第一行第一列的顶点为0号，第一行第二列的顶点为1号，第一行最后一列的顶点为999号，第二行第一列的顶点为1000号，以此类推，最后一行最后一列的顶点为399999号。制作顶点索引，使顶点按三角形首尾相连的顺序排序，每个网格由两个三角形组成，顶点在内存中采用数组的方式存储，顶点编号是顺序编号，提供一个使三角形的顶点按首尾相接的索引序列，就可以快速绘制出成片的三角形。接收当前帧数据即Z轴数据，清除前一帧画面的数据，绘制当前帧图像，指定第一个三角形的三个顶点，其余三角形只需要指定一个顶点，另外两个取前一个三角形的最后两个顶点，将绘制的三角形全部连接在一块，绘制出成片的三角形，获取监测图像所映射的三角形的Z轴数据，从而构成若干空间三角体完成当前帧3D图像绘制，绘图完成后形成1000×400×Z轴数据的三维模型。为了区分距离，雷达返回的距离数据在不同的数值时，以颜色渐变的效果显示当前点的距离，0米时为红色，200米时为绿色。
经过上述实施例的对比发现，在绘制图像时，将垂直平面的网格划分得越细得到的图像画面分辨率越高，但相应的会延迟绘图时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种激光雷达控制软件3D绘图方法，应用于雷达显示绘图，其特征在于，该方法步骤如下：
S1：将雷达监测区域映射成相应图像绘制区域的三维坐标系(X，Y，Z)；
S2：对图像绘制区域的垂直平面划分成由M×N个顶点组成的网格，X＝M，Y＝N；
S3：对每个顶点依次进行编号；
S4：制作顶点索引，使顶点按三角形首尾相连的顺序排序，每个网格由两个三角形组成；
S5：接收当前帧数据即Z轴数据，清除前一帧画面的数据，绘制当前帧图像；
所述步骤S5包含以下子步骤：
S01：指定第一个三角形的三个顶点；
S02：其余三角形只需要指定一个顶点，另外两个取前一个三角形的最后两个顶点：
S03：将绘制的三角形全部连接在一块，绘制出成片的三角形；
S04：获取监测图像所映射的三角形的Z轴数据，从而构成若干空间三角体完成当前帧3D图像绘制。
2.根据权利要求1所述的激光雷达控制软件3D绘图方法，其特征在于，所述顶点在内存中采用数组的方式存储，顶点编号是顺序编号，提供一个使三角形的顶点按首尾相接的索引序列，就可以快速绘制出成片的三角形。
3.根据权利要求2所述的激光雷达控制软件3D绘图方法，其特征在于，所述编号顺序按从左到右，从上到下的顺序进行。
4.根据权利要求3所述的激光雷达控制软件3D绘图方法，其特征在于，所述第一个顶点的编号为0，最后一个顶点的编号为M×N-1。
5.根据权利要求4所述的激光雷达控制软件3D绘图方法，其特征在于，所述X表示水平方向，Y表示垂直方向，Z表示纵深方向，绘图完成后形成600×200×Z轴数据的三维模型。
6.根据权利要求1所述的激光雷达控制软件3D绘图方法，其特征在于，所述绘制区域为雷达前方60°的范围。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的激光雷达控制软件3D绘图方法，其特征在于，所述M＝600，N＝200。
8.根据权利要求7所述的激光雷达控制软件3D绘图方法，其特征在于，所述雷达监测深度为200米，雷达返回的距离数据在不同的数值时，以颜色渐变的效果显示当前点的距离，0米时为红色，200米时为绿色。
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