這是一款功能強大的 Android 應用程式，用於視覺化從 LiDAR 感測器透過 UDP 接收的 3D 點雲數據。本應用具有即時 3D 視覺化界面和手勢控制功能，讓用戶能夠互動式查看點雲數據。
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即時點雲視覺化：渲染從 LiDAR 感測器串流的 3D 點雲數據
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高效數據處理：
- 在 7000 端口接收 UDP 數據
- 支持多種 Echo 模式（1st Echo、2nd Echo、All Echoes）
- 智能幀邊界檢測和重建算法
- 高效數據過濾和處理機制
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互動式查看控制：
- 捏合手勢縮放（雙指）
- 單指旋轉
- 三指平移
- 雙擊重置視圖
- 長按顯示點詳細資訊（測量距離和強度）
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視覺化選項：
- 切換座標軸顯示
- 切換網格線顯示
- 基於強度的著色
- 控制點顯示比例
- 強度過濾功能
- 多種著色模式（強度、深度、顏色）
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使用者界面：
- 抽屜式選單進行設置
- 強度圖例顯示色彩漸變
- 全屏沉浸式視圖
- 支持橫屏顯示模式
- 點選顯示距離和強度資訊
- 相機整合功能（選擇性啟用相機畫面）
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主要界面與控制：
MainActivity.kt：主要入口點和 UI 控制器DrawerMenuManager.kt：管理設置抽屜 UILegendView.kt：用於顯示強度色彩圖例的自定義視圖
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點雲處理與渲染：
PointCloudRenderer.kt：基於 OpenGL ES 2.0 的 3D 點雲視覺化渲染器UDPManager.kt：管理 UDP 套接字通訊和數據處理TouchController.kt：處理視圖操作的手勢識別和長按事件CameraPreview.kt：處理相機預覽整合
下圖展示了 LiDAR 數據從接收到渲染的完整處理流程：
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幀識別與處理：
- 智能角度和深度檢測演算法
- 高效的數據包解析與合併
- 支持多回波模式 (Echo Mode) 數據處理
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數據優化：
- 使用查找表 (lookup table) 進行角度校準
- 記憶體池和緩衝區管理
- 數據量動態調整機制
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點選識別：
- 射線檢測算法找尋最近點
- 提供實時距離和強度數據
- 長按顯示點詳細信息
- 實現操作間保護期避免誤觸發
- Android 8.0 (API level 26) 或更高版本
- 支援 OpenGL ES 2.0 的設備
- 接收 UDP 數據的網絡連接
- 可選：支援相機功能
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啟動應用程式：應用程式將自動開始在 7000 端口監聽 UDP 數據包
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視圖控制：
- 旋轉：用一根手指觸摸並拖曳
- 縮放：用兩根手指進行捏合
- 平移：用三根手指觸摸並拖曳
- 重置視圖：在螢幕上任意位置雙擊
- 查看點詳情：長按點雲中的任意位置顯示最接近點的距離和強度
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設置：點擊左上角的漢堡圖標進入選單
- 切換坐標軸和網格線顯示
- 調整點顯示比例以優化性能
- 切換強度過濾功能
- 選擇 Echo Mode (1st、2nd、All)
- 切換強度圖例顯示
- 啟用/停用相機畫面
本應用程式設計用於處理具有以下格式的 LiDAR 數據包：
- 數據包大小：816 位元組
- 標頭大小：32 位元組
- 數據大小：784 位元組
- 標頭魔術碼：
0x55, 0xaa, 0x5a, 0xa5 - 上下包區分：使用 PACKET_UPPER (0x10) 和 PACKET_LOWER (0x20) 做識別
- Echo 區分：使用 ECHO_1ST (0x01) 和 ECHO_2ND (0x02) 做識別
- 方位角跳變識別：從接近 360° 到接近 0° 的角度轉變
- 角度閾值：使用精確的起始角度閾值 (2°) 和結束角度閾值 (358°)
- 角度跳變閾值：設定下限 (60°) 和上限 (300°) 確保穩定檢測
- 有效點比率：使用最小有效點比率 (50%) 避免噪聲影響
- 多線程處理，使用隊列管理確保視覺化流暢
- 幀邊界檢測實現精確的點雲重建
- 數據包配對邏輯確保完整的掃描線
- 預先記憶體分配以減少垃圾回收
- 強度過濾功能可控制顯示點的數量
- 使用查找表加速角度計算
- 坐標系統：右手系，Y 軸向上
- 著色：基於強度的漸變，從藍色（低）到紅色（高）
- 深度測試確保正確遮擋
- 點大小調整以獲得最佳可見度
- 網格和座標軸輔助顯示
- 射線投射技術實現點選識別
- 使用射線投射 (Ray Casting) 技術將 2D 螢幕點擊轉換為 3D 空間中的射線
- 計算射線與點雲中各點的距離，找出最近點
- 顯示所選點的實際距離（從原點）及強度值
- 使用矩陣變換計算確保準確性
- 信息顯示在屏幕右上角 FPS 計數器下方
app/
├── src/
│ ├── main/
│ │ ├── java/com/example/pointcloudviewer/
│ │ │ ├── MainActivity.kt // 主Activity
│ │ │ ├── PointCloudRenderer.kt // 點雲渲染器
│ │ │ ├── UDPManager.kt // UDP管理器
│ │ │ ├── TouchController.kt // 觸控控制器
│ │ │ ├── DrawerMenuManager.kt // 選單管理器
│ │ │ ├── LegendView.kt // 圖例視圖
│ │ │ └── CameraPreview.kt // 相機預覽
│ │ ├── res/
│ │ │ ├── layout/
│ │ │ ├── raw/
│ │ │ │ └── lookup_table.txt // 角度校準查找表
│ │ │ └── values/
│ │ └── AndroidManifest.xml
└── build.gradle
- 克隆儲存庫
- 在 Android Studio 中打開專案
- 在兼容設備或模擬器上構建和運行
MIT
- 本應用程式使用優化的 UDP 數據包處理技術處理 LiDAR 數據
- 包含專門的查找表進行角度校準
- 使用 OpenGL ES 實現高效 3D 渲染
- 利用射線投射技術實現點選識別
- 整合相機功能實現增強視覺體驗
Dylan_Lin