一种激光二维测距传感器的标定方法技术

本发明专利技术公开了一种激光二维测距传感器的标定方法，包括以下步骤：在电机带动码盘匀速转动情况下，对码盘的每个齿进行角度值标定；对相邻的两个齿之间进行均匀打点，实时计算获得相邻两个齿之间任意标定角所对应的点；获取激光二维测距传感器在预定角度内匀速形成的测量点，并且获取每个测量点到激光二维测距传感器之间距离的测量值，通过卡尔曼滤波算法和加权平均滤波算法相组合对这一系列测量值降低噪声；通过静态定点系统误差标定模型和静态全景系统误差标定模型分别分析并量化测量距离以及电机转速对误差的影响，并且修正样机由于测量距离和电机转速不同引起的系统误差的技术方案，本发明专利技术可用于激光二维测距传感器的标定。

A Calibration Method of Laser Two-Dimensional Ranging Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种激光二维测距传感器的标定方法
本专利技术涉及一种激光二维测距传感器的标定方法。
技术介绍
激光二维测距传感器的标定可分为距离标定及角度标定两大部分。在距离标定方面，距离标定可分为系统误差的标定和随机误差的标定两部分。对于系统误差，目前的标定方法主要有两种。第一种中方法是每隔较小的一段距离，直接通过实验获取当前真实值及输出值的对应关系，形成标定表。此种方法精度较高，但是仅适用于量程较小的情况，并且标定耗时长，造成大量人力和时间的资源消耗，且标定的效率低下，并不适用大规模生产需求。第二种方法是利用最小二乘法进行线性拟合，根据拟合出的公式补偿系统误差。此种方法虽然简单快速，但是激光传感器的系统误差大多不是线性的，采用此种线性拟合方法，补偿效果不佳，激光传感器的精度无法达到最优效果。对于随机误差，现有的技术大多选择从元器件或硬件内部着手解决，例如1)为了降低时间间隔测量单元误差所用的高频振荡脉冲计数法、模拟内插法、线性延迟法及换用精度更高的时间间隔测量芯片等；2)为了降低时刻鉴别抖动误差所用的可变增益-固定阈值触发法、功率点可变阈值触发法、对数放大法等。这些方法一方面对随机误差的补偿有限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光二维测距传感器的标定方法，其特征在于：包括以下步骤：在电机带动码盘匀速转动情况下，对码盘的每个齿进行角度值标定；对相邻的两个齿之间进行均匀打点，实时计算获得相邻两个齿之间任意标定角所对应的点；获取激光二维测距传感器在预定角度内匀速形成的测量点，并且获取每个测量点到激光二维测距传感器之间距离的测量值，通过卡尔曼滤波算法和加权平均滤波算法相组合对这一系列测量值降低噪声；通过静态定点系统误差标定模型分析并量化测量距离对误差的影响，并且修正样机由于测量距离不同引起的系统误差；通过静态全景系统误差标定模型分析并量化电机转速对误差的影响，并且修正样机由于电机转速不同引起的误差。

【技术特征摘要】
1.一种激光二维测距传感器的标定方法，其特征在于：包括以下步骤：在电机带动码盘匀速转动情况下，对码盘的每个齿进行角度值标定；对相邻的两个齿之间进行均匀打点，实时计算获得相邻两个齿之间任意标定角所对应的点；获取激光二维测距传感器在预定角度内匀速形成的测量点，并且获取每个测量点到激光二维测距传感器之间距离的测量值，通过卡尔曼滤波算法和加权平均滤波算法相组合对这一系列测量值降低噪声；通过静态定点系统误差标定模型分析并量化测量距离对误差的影响，并且修正样机由于测量距离不同引起的系统误差；通过静态全景系统误差标定模型分析并量化电机转速对误差的影响，并且修正样机由于电机转速不同引起的误差。2.如权利要求1所述的激光二维测距传感器的标定方法，其特征在于，所述在电机带动码盘匀速转动情况下，对码盘的每个齿进行角度值标定，具体包括：S1.1：获取所述电机带动所述码盘匀速旋转n圈时，经过码盘上m个齿的每个齿的时间t，将获取的原数据表示为矩阵形式为：其中，矩阵的每一行为电机转一圈码盘记录的时间，矩阵的每一列为码盘转不同圈时，经过同一个齿的时间；S1.2：将矩阵(1)的每一列j取平均：所得一列值：t1,t2,…,tm，即为标定后的码盘角度值。3.如权利要求1所述的激光二维测距传感器的标定方法，其特征在于，所述对相邻的两个齿之间进行均匀打点，实时计算获得相邻两个齿之间任意标定角所对应的点，具体包括：S2.1：选取码盘的两个连续齿位标定的角度值分别为q1,q2，其中q1<q2，在q1和q2之间打了m个点s1,s2,…,sm，在q1和q2之间选取角p，假设角p的位置对应的点是sx，则根据概率公式，有解之可得角p的位置对应的点是sx，其中x的值为：完成角度实时标定。4.如权利要求1所述的激光二维测距传感器的标定方法，其特征在于，所述获取激光二维测距传感器在预定角度范围内匀速形成的测量点，并且获取每个测量点到激光二维测距传感器之间距离的测量值，通过卡尔曼滤波算法和加权平均滤波算法相组合对这一系列测量值降低噪声，具体包括：S3.1：获取当前预定角度区域内m个点的原始测量值，为x1,x2,…,xm；S3.2：进行卡尔曼滤波，自动调整卡尔曼滤波参数，滤波后的值为：y1,y2,…,ym，卡尔曼滤波完成；S3.3：将经过卡尔曼滤波后的值y1,y2,…,ym，按照角度增长顺序，将处于3°范围内的中间位置的yp，yp+1…yq的权值设为w1,其余相对中心较远的值的权值设为w2，并且w1和w2满足w1＝2w2且w1+w2＝1；S3.4：将上述S1.3中的各值代入公式：得出最终输出滤波值y，加权平均滤波完成。5.如权利要求1所述的激光二维测距传感器的标定方法，其特征在于，所述通过静态定...

【专利技术属性】
技术研发人员：于成磊，宁智文，刘慧林，
申请(专利权)人：苏州元联传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32