【Chrono Engine学习总结】5-sensor-5.1-sensor基础并创建一个lidar
由于Chrono的官方教程在一些细节方面解释的并不清楚,自己做了一些尝试,做学习总结。
1、Sensor模块
Sensor模块是附加模块,需要单独安装。参考:【Chrono Engine学习总结】1-安装配置与程序运行
Sensor Module Tutorial
Sensor Overview
Sensor模块包括的内容如下:
其中:
- Sensors模块是核心,包括各种传感器(IMU、GPS、相机、Lidar、Radar等),以及传感器管理器等;
- Sensor Filters是对sensor原始数据进行滤波(我认为更准确说应该是“处理方式”),即从原始数据得到我们想要的数据。https://api.projectchrono.org/group__sensor__filters.html
- Scene是和camera相关的场景设置,例如背景色、光照等;
- 其他内容不展开介绍。
传感器当中,“光学”传感器,例如相机、lidar、radar等,依赖OptiX这个库。具体的依赖关系如下:
2、创建Sensor的流程
这里全部以lidar为例,进行介绍。
2.0 创建传感器管理器
在chrono中,所有传感器需要注册在sensor manager当中,由其统一进行管理。
管理器的创建、添加一个具体的sensor、仿真时数据更新,3行代码如下:
// 创建管理器
auto manager = chrono_types::make_shared<ChSensorManager>(&sys);
// 添加一个sensor:AddSensor(std::shared_ptr<ChSensor> sensor)
manager->AddSensor(lidar);
// 在仿真循环中,更新所有传感器数据:
manager->Update();
2.1 从JSON文件载入预定义好的sensor
官方提供了一些已经定义好的sensor,包括:通用相机、VLP16雷达、HDL32雷达、通用GPS、通用IMU等,这些的调用只需要一行代码即可实现创建。例如,直接创建一个VLP16的雷达:
auto vlp16 = Sensor::CreateFromJSON(GetChronoDataFile("sensor/json/Velodyne/VLP-16.json"), box_body, offset_pose);
manager->AddSensor(vlp16);
我们可以打开这个JSON文件,查看VLP16的具体参数:
2.2 通过代码方式逐步创建一个sensor
通过代码方式创建,就是通过代码将JSON中的格式,完全自己配置一遍,例如:
auto lidar =chrono_types::make_shared<ChLidarSensor>(box_body, // body lidar is attached toupdate_rate, // scanning rate in Hzoffset_pose, // offset pose900, // number of horizontal samples30, // number of vertical channelshorizontal_fov, // horizontal field of viewmax_vert_angle, min_vert_angle, 100.0f // vertical field of view);
lidar->SetName("Lidar Sensor 1");
lidar->SetLag(lag);
lidar->SetCollectionWindow(collection_time);lidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterDIAccess>()); // 允许后续获取depth和intensity的filter
lidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterVisualize>(horizontal_samples / 2, vertical_samples * 5, "Raw Lidar Depth Data")); // 将雷达数据可视化为深度图像的可视化filter
lidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterPCfromDepth>()); // 通过深度获取点云的filter
lidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterLidarNoiseXYZI>(0.01f, 0.001f, 0.001f, 0.01f)); // 对XYZI增加噪声的filter
lidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterVisualizePointCloud>(640, 480, 2, "Lidar Point Cloud")); // 点云可视化的filter
lidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterXYZIAccess>()); // 获取XYZI数据的filter
manager->AddSensor(lidar); // 添加lidar到管理器
可以看出,设置了一些列的filter。当然,在上面的JSON中,也有许多filter,有些filter有参数,例如ChFilterLidarNoiseXYZI
,有些没有例如ChFilterPCfromDepth
。这些filter是干什么的呢?我个人理解,这些光学传感器获得的原始数据,需要加上这些filter之后,才具备我们平常使用这些sensor的数据格式。
例如,对于lidar来说,设置了ChFilterXYZIAccess后,才可以获取XYZI的数据;设置ChFilterLidarNoiseXYZI后,可以对XYZI增加高斯噪声;设置ChFilterVisualizePointCloud和ChFilterVisualize后,会出现三维点云和二位深度图的可视化(如下图)。所以,filter认为是“功能实现途径”比较合适。
所以:sensor的原始数据只是从光学系统中获得的特性,并没有转化成我们希望的“传感器数据格式”,需要通过filter进行实现。这些filter(对于lidar)负责添加噪声、二维图像可视化、三维点云可视化、获取点云XYZI格式、获取深度信息,(对于camera)转灰度图、像素噪声等。详细参考:【chrono::sensor::ChFilter Class Reference】
2.3 通过JSON方式自定义创建sensor
除了官方自定义的两个lidar的JSON外,还可以自定义lidar的配置。就创建对应的JSON并修改配置即可,无需多言。
3、参考代码
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <iomanip>
#include "chrono/assets/ChVisualShapeTriangleMesh.h"
#include "chrono/assets/ChVisualMaterial.h"
#include "chrono/assets/ChVisualShape.h"
#include "chrono/geometry/ChTriangleMeshConnected.h"
#include "chrono/physics/ChBodyEasy.h"
#include "chrono/physics/ChSystemNSC.h"
#include "chrono/utils/ChUtilsCreators.h"
#include "chrono_thirdparty/filesystem/path.h"#include "chrono_sensor/sensors/ChLidarSensor.h"
#include "chrono_sensor/ChSensorManager.h"
#include "chrono_sensor/filters/ChFilterAccess.h"
#include "chrono_sensor/filters/ChFilterPCfromDepth.h"
#include "chrono_sensor/filters/ChFilterVisualize.h"
#include "chrono_sensor/filters/ChFilterVisualizePointCloud.h"
#include "chrono_sensor/filters/ChFilterLidarReduce.h"
#include "chrono_sensor/filters/ChFilterLidarNoise.h"
#include "chrono_sensor/filters/ChFilterSavePtCloud.h"
#include "chrono_sensor/sensors/Sensor.h"using namespace chrono;
using namespace chrono::geometry;
using namespace chrono::sensor;// Noise model attached to the sensor
enum NoiseModel {CONST_NORMAL_XYZI, // Gaussian noise with constant mean and standard deviationNONE // No noise model
};
NoiseModel noise_model = CONST_NORMAL_XYZI;// Lidar return mode
// Either STRONGEST_RETURN, MEAN_RETURN, FIRST_RETURN, LAST_RETURN
LidarReturnMode return_mode = LidarReturnMode::STRONGEST_RETURN;// Update rate in Hz
float update_rate = 5.f;// Number of horizontal and vertical samples
unsigned int horizontal_samples = 4500;
unsigned int vertical_samples = 32;// Horizontal and vertical field of view (radians)
float horizontal_fov = (float)(2 * CH_C_PI); // 360 degree scan
float max_vert_angle = (float)CH_C_PI / 12; // 15 degrees up
float min_vert_angle = (float)-CH_C_PI / 6; // 30 degrees down// Lag time
float lag = 0.f;// Collection window for the lidar
float collection_time = 1 / update_rate; // typically 1/update rate// Simulation step size
double step_size = 1e-3;
// Simulation end time
float end_time = 2000.0f;
// Save lidar point clouds
bool save = false;
// Render lidar point clouds
bool vis = false;int main(int argc, char* argv[]) {GetLog() << "Copyright (c) 2019 projectchrono.org\nChrono version: " << CHRONO_VERSION << "\n\n";chrono::SetChronoDataPath("E:/codeGit/chrono/chrono/build/data/"); // change the default data loading path.// 创建物理仿真环境// -----------------// Create the system// -----------------ChSystemNSC sys;// 在左、右、下方各创建一面墙// --------------------------------------------// add a few box bodies to be sensed by a lidar// --------------------------------------------auto box_body = chrono_types::make_shared<ChBodyEasyBox>(100, 100, 1, 1000, true, false);box_body->SetPos({ 0, 0, -1 });box_body->SetBodyFixed(true);sys.Add(box_body);auto box_body_1 = chrono_types::make_shared<ChBodyEasyBox>(100, 1, 100, 1000, true, false);box_body_1->SetPos({ 0, -10, -3 });box_body_1->SetBodyFixed(true);sys.Add(box_body_1);auto box_body_2 = chrono_types::make_shared<ChBodyEasyBox>(100, 1, 100, 1000, true, false);box_body_2->SetPos({ 0, 10, -3 });box_body_2->SetBodyFixed(true);sys.Add(box_body_2);// 创建sensor管理器// -----------------------// Create a sensor manager// -----------------------auto manager = chrono_types::make_shared<ChSensorManager>(&sys);manager->SetVerbose(false);// -----------------------------------------------// Create a lidar and add it to the sensor manager// -----------------------------------------------// 自定义代码方式,创建一个lidarauto offset_pose = chrono::ChFrame<double>({ -4, 0, 1 }, Q_from_AngAxis(0, { 0, 1, 0 }));auto lidar =chrono_types::make_shared<ChLidarSensor>(box_body, // body lidar is attached toupdate_rate, // scanning rate in Hzoffset_pose, // offset pose900, // number of horizontal samples30, // number of vertical channelshorizontal_fov, // horizontal field of viewmax_vert_angle, min_vert_angle, 100.0f // vertical field of view);lidar->SetName("Lidar Sensor 1");lidar->SetLag(lag);lidar->SetCollectionWindow(collection_time);// 添加相应的滤波器filter// Renders the raw lidar datalidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterVisualize>(horizontal_samples / 2, vertical_samples * 5, "Raw Lidar Depth Data"));// Convert Depth,Intensity data to XYZI pointlidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterPCfromDepth>());// Add a noise model filter to the lidar sensorswitch (noise_model) {case CONST_NORMAL_XYZI:lidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterLidarNoiseXYZI>(0.1f, 0.001f, 0.001f, 0.01f));break;case NONE:// Don't add any noise modelsbreak;} Render the point cloudlidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterVisualizePointCloud>(640, 480, 2, "Lidar Point Cloud"));// Access the lidar data as an XYZI bufferlidar->PushFilter(chrono_types::make_shared<ChFilterXYZIAccess>());// add sensor to the managermanager->AddSensor(lidar);// 从JSON文件直接载入VLP16雷达配置// Lidar from JSON file - Velodyne VLP-16auto vlp16 = Sensor::CreateFromJSON(GetChronoDataFile("sensor/json/Velodyne/VLP-16.json"), box_body, offset_pose);manager->AddSensor(vlp16);float ch_time = 0.0;std::chrono::high_resolution_clock::time_point t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();while (ch_time < end_time) {// 传感器数据更新// Will render/save/filter automaticallymanager->Update();// 系统动力学更新sys.DoStepDynamics(step_size);// Get the current time of the simulationch_time = (float)sys.GetChTime();}return 0;
}
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洛谷_P1923 【深基9.例4】求第 k 小的数_python写法
哪位大佬可以出一下这个的题解?????话说蓝桥杯可以用numpy库吗?????? 这道题有一个很简单的思路就是排序完成之后再访问。 but有很大的问题&…...
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【MySQL】学习约束和使用图形化界面创建表
🌈个人主页: Aileen_0v0 🔥热门专栏: 华为鸿蒙系统学习|计算机网络|数据结构与算法 💫个人格言:“没有罗马,那就自己创造罗马~” #mermaid-svg-iqtbME2KmWpQFQSt {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-siz…...
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QGIS编译(跨平台编译)之四十八:pixman编译(Windows、Linux、MacOS环境下编译)
文章目录 一、pixman介绍二、pixman下载三、Linux下编译四、MacOS下编译五、Windows下编译一、pixman介绍 Pixman 是一个开源的图形库,它提供了底层像素操作功能,包括像素格式转换、图像合成、图像缩放、图像旋转等多种操作。Pixman 主要被用作 Cairo 图形库的后端,支持 Ca…...
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华为数通方向HCIP-DataCom H12-821题库(单选题:441-460)
第441题 下面是一台路由输出的信息,关于这段信息描述正确的是 <R1>display bgp peerBGP local router ID : 2.2.2.2Local AS number : 100Total number of peers : 2 Peers in established state : 0Peer V AS MsgRcvd MsgSent OutQ Up/Down …...
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【sass】 中使用 /deep/ 修改 elementUI 组件样式报错
element plus 想要覆盖组件的样式,想到了/deep/样式穿透,但样式一直不生效,代码如下: <style scoped lang"sass"> .main_wrapper{padding: 0 53pxposition: relativetop: -20px } >>> .el-tabs__item{h…...
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Python算法题集_排序链表
Python算法题集_排序链表 题148:排序链表1. 示例说明2. 题目解析- 题意分解- 优化思路- 测量工具 3. 代码展开1) 标准求解【冒泡大法】2) 改进版一【列表排序】3) 改进版二【数值归并排序】4) 改进版三【快慢指针归并排序】 4. 最优算法 本文为Python算法题集之一的…...
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红日靶场2学习
靶场下载来自: http://vulnstack.qiyuanxuetang.net/vuln/detail/3/ 靶场统一登录密码:1qazWSX 按大佬的说法是 环境需要模拟内网和外网两个网段,PC端虚拟机相当于网关服务器,所以需要两张网卡,一个用来向外网提供web…...
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将 下载下来的 jar 包 安装到本地的 maven 仓库中
使用管理员权限 打开一个 cmd 窗口输入 mvn -v 查看 maven 版本由于之前 并没有这样的操作所以第一次 执行的时候 提示 命令不存在所以需要将 maven 软件中的 bin 文件的目录 添加到 环境变量中 的 path 变量 中本机路径为:D:\Program Files (x86)\apache-maven-3.5.2\bin C:\…...
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Qt初使用(使用Qt创建项目,在创建的项目中添加类,Qt中输出内容到控制台,设置窗口大小和窗口标题,Qt查看说明文档)
目录 一.创建带模板的项目新建项目运行在文件中查看该项目文件 二.在创建好的项目中添加类三.创建空项目(不使用自带的模板)四.Qt中输出内容到控制台五.设置窗口大小 , 窗口标题 ,固定窗口大小QWidget组件的说明 六.Pro文件帮助文档 按windows键…...
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【黑马程序员】C++运算符重载
文章目录 运算符重载加号运算符重载成员函数实现运算符重载全局函数实现运算符重载全局函数实现函数重载 左移运算符重载递增运算符重载赋值运算符重载关系运算符重载函数调用运算符重载 运算符重载 对已有的运算符重新进行定义,赋予其另一种功能,以适应…...
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Java中的乐观锁和悲观锁
使用场景及用法 悲观锁 总是假设最坏的情况,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁(共享资源每次只给一个线程使用,其它线程阻塞,…...