VLP16線用戶手冊
傳感器數據
分組類型和定義
傳感器產生兩種類型的數據包:數據包和位置數據包。位置包有時也被稱為遙測包或GPS包。
數據包包括傳感器測量到的三維數據以及返回光脈沖的表面的校准反射率。數據包中還包含一組方位角和一個4字節的時間戳，以及兩個標識傳感器模型和返回模式的工廠字節
了解模型和返回模式可以為您的軟件提供信息，從而自動調整以適應不同的數據格式。如果您將傳感器配置為使用GPS時間源同步，則位置包提供接收到的最后一條GPRMC NMEA消息的副本。
位置包還提供一個字節來標識PPS信號的狀態，以便與時間源同步。
定義
下面幾節將解釋傳感器數據包構造。
發射序列
當傳感器中的所有激光器發射時，就會發生發射序列。它們按特定於給定產品線的順序發射。包括激光充電時間。發射序列有時被稱為發射群。
激光通道
激光通道是單個903納米激光發射器和探測器對。每個激光通道固定在相對於傳感器的水平面的特定仰角上。通過特定激光通道的數據包位置來推斷其仰角。
數據點
數據點是通過一個激光通道測量激光脈沖的反射。
數據點在數據包中表示為三個字節——兩個字節的距離和一個字節的校准反射率。距離是一個無符號整數。它有2毫米粒度。因此，報告值51,154表示102,308 mm或
102.308米。校准反射率的報告在0到255的范圍內，正如在第32頁的關鍵特性所描述的。仰角(ω)推斷是基於數據點的位置在一個數據塊。
方位角
雙字節方位值(α)標志字節后出現在每個數據塊的開始。方位角是一個無符號整數。它表示一個百分之一的角度。因此，原始值27742應該解釋為277.42°。
數據塊
每個數據塊中都包含來自16個激光器的兩個發射序列的信息。每個包包含來自的數據12個數據塊中有24個發射序列。每個數據塊只返回一個方位.
一個數據塊由100字節的二進制數據組成:
- 兩個字節的標志
- 兩個字節的方位角
- 32個數據點
[2+2+(32x3)]=100字節。
建議: 為了計算時間偏移量，建議將數據包中的數據塊編號為0到11
時間戳
4字節時間戳是一個32位無符號整數，用於標記第一個數據塊的第一個觸發序列中的第一個數據點的時刻。時間戳的值是自最小時開始經過的微秒數。num- ber的范圍從0到3,599,999,999，一小時內的微秒數。
時間戳是至關重要的，因為它被地球參考軟件用來匹配從慣導系統得到的相應數據。慣導系統為俯仰、橫搖、偏航、緯度、經度和海拔提供一系列的時間戳值。從INS（慣導）通過將數據點的時間與時間戳數據匹配，用戶的軟件可以用數學方法將數據從傳感器的坐標系轉換為基於地球的參考坐標系。時間戳使用GPS/INS的UTC時間來進行匹配。
當傳感器啟動時，它開始使用內部時間參考來計算微秒，然而，傳感器可以通過UTC時間同步它的數據，所以你可以確定每個激光在任何特定的包的准確發射時間。
UTC同步要求用戶提供的GPS/INS接收器來生成同步的PPS信號和NMEA GPRMC定位消息。GPRMC定位消息提供UTC時間的分秒。
傳感器從GPRMC消息中讀取分秒數，並使用這些信息將傳感器的時間戳設置為過去一小時的微秒數。
工廠字節
從固件版本3.0.29.0開始，每個數據包都包含一對字節，稱為工廠字節（它們的值指示方位角和數據點在包中的組織方式。）
它們的包位置、值的意義如下：
返回模式字節表示分組的方位和數據點是如何組織的。每一個傳感器模式線有垂直排列的激光，角度稍微有點不同。
使用Product ID字節識別正確的垂直(或仰角)集合。
數據包結構
數據包長度為1248字節，通過端口2368上的UDP數據包發送。數據包由42字節的協議報頭、12個數據塊、一個4字節的時間戳和兩個工廠字節組成。
數據包有兩種格式：
- 單回波模式
- 雙回波模式
單返回模式的數據包結構：
雙回波模式的數據包結構：
在雙回波模式中傳感器為每個方位角發射發送一對數據塊。
奇數編號的塊(1,3,…， 9, 11)包含最強或次強的返回值和偶數塊(0,2,...,8,10)為最后一次回波。
如果最強回波也是最后的回波，那么次強的回波也會產生。如果只有一個回波被探測到。數據將會被標志位偶數|奇數的塊對(0|1, 2|3, 4|5, 6|7, 8|9, 10|11).
下面的圖顯示了單包在單返回模式下的Wireshark跟蹤。數據相對於數據包中初始字節的位置/偏移量顯示在括號中。
包的開始：
包的結束：
