裁剪rplidar的扫描数据

对于rplidar 雷达，特点是360度扫描结果，无死角。而有时候，我们没需要用到360度，只需要270度或者更少，这时需要在代码里对数据进行裁剪。

rplidar扫描角度的定义，如下图：

A1型号：

A2型号：

通常我们选取是laser 正前方的扇型数据，从上图可以看出

例如正面180度扇型数据，那么选取的度数为0~90，270~359的数据

270度面的扇型数据，选取度数为0~135， 225~359的数据

回到代码中

1.下载rplidar node的源码https://github.com/robopeak/rplidar_ros

2.打开node.cpp文件，简单看下逻辑

op_result = drv->grabScanData(nodes, count);

抓取一个完整的0-360度的扫描数据

op_result = drv->ascendScanData(nodes, count); //nodes[0] 代表0度角的扫描数据，即nodes[90]代表90度角的扫描数据

按照扫描角度升序方式将数据排序

这样我们需要的数据就是nodes[0]~nodes[135]，nodes[225]~nodes[359]。

然后用publish_scan将数据发布出去，

我所采取的方式是修改publish_scan函数，即将0～360的数据都传入该函数，这样有没有设置angle_compensate都不影响发布的数据。

默认是angle_compensate = true，即传入的数据是已经优化过的。我也试过外面进行角度裁剪，不过看扫描的结果，优化后的数据都堆到一起了，十分不准确。

如果想在main函数中进行裁剪，一定要搞清楚角度优化的原理。搞清楚下面变量的作用和优化算法，待更新～～

const int angle_compensate_multiple = 1;int angle_compensate_offset = 0;rplidar_response_measurement_node_t angle_compensate_nodes[angle_compensate_nodes_count];memset(angle_compensate_nodes, 0, angle_compensate_nodes_count*sizeof(rplidar_response_measurement_node_t));int i = 0, j = 0;for( ; i < count; i++ ) {   if (nodes[i].distance_q2 != 0) {      float angle = (float)((nodes[i].angle_q6_checkbit >> RPLIDAR_RESP_MEASUREMENT_ANGLE_SHIFT)/64.0f);      int angle_value = (int)(angle * angle_compensate_multiple);      if ((angle_value - angle_compensate_offset) < 0) angle_compensate_offset = angle_value;      for (j = 0; j < angle_compensate_multiple; j++) {          angle_compensate_nodes[angle_value-angle_compensate_offset+j] = nodes[i];      }   }}

查看publish_scan函数:

void publish_scan(ros::Publisher *pub,                  rplidar_response_measurement_node_t *nodes, //扫描数据                  size_t node_count, ros::Time start, //扫描数据的个数，开始时间                  double scan_time, bool inverted,    //扫描时长，是否是倒置的                  float angle_min, float angle_max,   //最小角度和最大角度                  std::string frame_id){    static int scan_count = 0;    sensor_msgs::LaserScan scan_msg;    scan_msg.header.stamp = start;    scan_msg.header.frame_id = frame_id;    scan_count++;    bool reversed = (angle_max > angle_min);  //将最小和最大角度进行修正，是数据从小到大。    if ( reversed ) {      scan_msg.angle_min =  M_PI - angle_max;      scan_msg.angle_max =  M_PI - angle_min;    } else {      scan_msg.angle_min =  M_PI - angle_min;      scan_msg.angle_max =  M_PI - angle_max;    }    scan_msg.angle_increment =        (scan_msg.angle_max - scan_msg.angle_min) / (double)(node_count-1);    scan_msg.scan_time = scan_time;    scan_msg.time_increment = scan_time / (double)(node_count-1);    scan_msg.range_min = 0.15;    scan_msg.range_max = 8.0;    scan_msg.intensities.resize(node_count);    scan_msg.ranges.resize(node_count);    bool reverse_data = (!inverted && reversed) || (inverted && !reversed);    if (!reverse_data) {        for (size_t i = 0; i < node_count; i++) {            float read_value = (float) nodes[i].distance_q2/4.0f/1000;            if (read_value == 0.0)                scan_msg.ranges[i] = std::numeric_limits<float>::infinity();             else                scan_msg.ranges[i] = read_value;  //这里可以看出，scan_msg.range与node[i]是一一对应的。            scan_msg.intensities[i] = (float) (nodes[i].sync_quality >> 2);        }    } else {        for (size_t i = 0; i < node_count; i++) {            float read_value = (float)nodes[i].distance_q2/4.0f/1000;            if (read_value == 0.0)                scan_msg.ranges[node_count-1-i] = std::numeric_limits<float>::infinity();            else                scan_msg.ranges[node_count-1-i] = read_value;            scan_msg.intensities[node_count-1-i] = (float) (nodes[i].sync_quality >> 2);        }    }    pub->publish(scan_msg);}

修改后的代码：

void publish_scan(ros::Publisher *pub,                  rplidar_response_measurement_node_t *nodes,                  size_t node_count, ros::Time start,                  double scan_time, bool inverted,                  float angle_min, float angle_max,                  std::string frame_id){    static int scan_count = 0;    sensor_msgs::LaserScan scan_msg;    scan_msg.header.stamp = start;    scan_msg.header.frame_id = frame_id;    scan_count++;    bool reversed = (angle_max > angle_min);     if ( reversed ) {      scan_msg.angle_min =  M_PI - angle_max;      scan_msg.angle_max =  M_PI - angle_min;    } else {      scan_msg.angle_min =  M_PI - angle_min;      scan_msg.angle_max =  M_PI - angle_max;    }    scan_msg.angle_increment =        (scan_msg.angle_max - scan_msg.angle_min) / (double)(node_count-1);    scan_msg.scan_time = scan_time;    scan_msg.time_increment = scan_time / (double)(node_count-1);    scan_msg.range_min = 0.15;    scan_msg.range_max = 8.0;    scan_msg.intensities.resize(node_count);    scan_msg.ranges.resize(node_count);    bool reverse_data = (!inverted && reversed) || (inverted && !reversed); //修改后的代码reverse_data就没有用处了。        /* 将rplidar放到hokuyo的位置，角度信息见上面的图如下                  0度/前      270度/左   rplidar的方向  90度/右                     180度/后                 kobuki接收到 LaserScan scan_msg.ranges数据对应的角度信息                  180度/前      270度/左   kobuki的方向  90度/右                      0度/后        要把 0～90度对应的node数据映射到 180～90度的scan_msg.ranges中    要把 90～180度对应的node数据映射到 90～0度的scan_msg.ranges中    要把 180～270度对应的node数据映射到 359～270度的scan_msg.ranges中    要把 270～359度对应的node数据映射到 270～180度的scan_msg.ranges中    */        const size_t degree_90 = 90; //固定值，算法需要    const size_t degree_270 = 270; //固定值，算法需要    const size_t left_degrees = 225; // 裁剪的范围 保留数据225～359.     const size_t right_degrees = 135; // 裁剪的范围 保留数据0～135.     //先全部置inf，注意：如果初始化是0,则表示范围内无障碍，故不能置0。inf表示无数据     for (size_t i = 0; i < node_count; i++){         scan_msg.ranges[i] = std::numeric_limits<float>::infinity();     }         //将数据分别对应设置进去     for (size_t i = 0; i < node_count; i++)    {        float read_value = (float) nodes[i].distance_q2/4.0f/1000;         if (i < right_degrees)        {            if (read_value == 0.0) scan_msg.ranges[2*degree_90 - i] = std::numeric_limits<float>::infinity();            else               scan_msg.ranges[2*degree_90 - i] = read_value;            scan_msg.intensities[2*degree_90 - i] = (float) (nodes[i].sync_quality >> 2);         }         else if (i > left_degrees)         {            if (read_value == 0.0) scan_msg.ranges[2*degree_270 - i] = std::numeric_limits<float>::infinity();            else               scan_msg.ranges[2*degree_270 - i] = read_value;            scan_msg.intensities[2*degree_270 - i] = (float) (nodes[i].sync_quality >> 2);         }         else         {            //do nothing;         }     }     //发布出去     pub->publish(scan_msg);}

讲需要裁剪的角度放到launch文件中，当作参数传入，比在代码中修改好很多

例如：在rplidar.launch文件中加入

<param name="cut_angle"    type="bool"   value="true"/><param name="right_degrees"    type="int"   value="90"/><param name="left_degrees"    type="int"   value="270"/>

然后在main函数中增加

    /**/    nh_private.param<bool>("cut_angle", cut_angle, false);    if (cut_angle){        nh_private.param<int>("left_degrees", left_degrees, 180);        nh_private.param<int>("right_degrees", right_degrees, 180);    }    /**/

就可以实现。