跳到主要内容

获取与解析 IMU 数据

1 概述​

目前禾赛科技的JT系列及Pandar系列激光雷达产品中集成了IMU，并支持获取和解析IMU数据。

本文档详细介绍了激光雷达内置IMU数据的获取及多种解析方法，以及在ROS RVIZ、plotjuggler等工具中实时或离线查看IMU数据的方法。

2 获取 IMU 数据​

2.1 连接激光雷达获取数据包​

激光雷达的IMU数据获取需要通过激光雷达的以太网或串口连接进行获取（具体连接方式可参考网络数据获取或串口数据获取。），大致方法和步骤如下：

  1. 连接激光雷达： 激光雷达上电，并通过网线或串口转USB连接到电脑；

  2. 获取激光雷达数据包： 通过抓包软件wireshark获取当前UDP端口数据包或通过串口监控软件获取串口数据。

2.2 IMU 数据格式​

以太网数据格式

IMU数据包含在UDP包数据尾部分，以JT128为例，从第31个字节起，共22个字节（包含4个保留字节），具体数据结构如下图所示：

IMU_udpPacket_CN

注：其它型号激光雷达IMU数据结构可参考对应的用户手册。

串口数据格式（仅JT16支持）

IMU数据包格式如下：共34字节，其中包头6个字节，数据头10个字节，数据主体14个字节，数据尾4个字节。

包头结构（IMU 数据包，Data Type：0x01）：

JT16_ PreHeader_CN

数据头结构（主要为时间戳）：

JT16_Header_CN

数据主体结构（三轴加速度及三轴角速度）：

JT16_IMU_BodyPacket_CN

数据尾为CRC校验字段。

2.3 示例​

以JT128为例，IMU数据在pcap中具体结构如下图：

JT16_IMU_BodyPacket_CN

3 解析 IMU 数据​

3.1 ROS 在线解析 IMU 数据​

禾赛科技官方提供的ROS/SDK程序中提供了IMU数据解析功能，当连接激光雷达后运行launch/py文件，即可发布激光雷达IMU数据topic。具体步骤如下：

ROS1

  1. 运行launch文件：
roslaunch hesai_ros_driver start.launch
  1. 运行以下命令查看IMU数据topic，如下图所示：
rostopic list
IMU_rostopic_name
  1. 运行以下命令查看IMU实时数据，返回结果如下图所示：
rostopic echo /lidar/imu
IMU_rostopic_msg

ROS2

  1. 运行py文件
ros2 launch hesai_ros_driver start.py
  1. 运行以下命令查看IMU数据topic，返回结果与ros1一致：
ros2 topic list
  1. 运行以下命令查看IMU实时数据，返回结果与ros1一致：
ros2 topic echo /lidar/imu

3.2 ROS 离线解析 IMU 数据​

Pcap文件保存的原始IMU数据，可通过SDK解析得到，并可直接通过回放查看rosbag中保存的IMU数据。

  • 以JT128为例，在ROS1中回放rosbag查看IMU数据，方法如下图所示：
IMU_offline
  • 以JT128为例，在ROS2中回放rosbag查看IMU数据，方法如下图所示：
IMU_offline_ROS2

3.3 使用 RVIZ / Plotjuggler 实时或离线查看 IMU 数据​

  • ROS提供了3D可视化工具RVIZ，用户可直接通过加载IMU显示元件，实时或离线回放查看IMU的角度指向。
  • Plotjuggler是基于Qt的数据可视化工具，对于速度、位姿等时间序列的数据显示更有优势，可实时或离线回放IMU三轴加速度及三轴角速度随时间变化的曲线图。

3.3.1 RVIZ 显示

  1. 点击Add按钮，按topic添加IMU显示元件，如下图所示：
IMU_rviz_config
  1. Fixed Frame设置为hesai_lidar，最终显示如下图：
IMU_rviz

3.3.2 Plotjuggler 显示

  1. 加载录制的数据文件，选择IMU相关topic，或从实时流中监听IMU相关topic。
  2. 将IMU数据拖动至右侧显示图表中，可清楚显示IMU数据随时间变化的曲线图。
  3. 显示结果如下图：
IMU_plotjuggler_display