检测激光雷达发射光束指向的方法、系统及激光雷达装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种检测激光雷达发射光束指向的方法、系统及激光雷达装置，包括：构设反射靶材；激光雷达发射激光束，并沿反射靶材的水平方向扫描，扫描激光束与所述第一参考线、第二参考线和第三参考线的相交的激光点分别为B、C和A；获取A、B和C三个激光点的回波能量值T0、T、和T

【技术实现步骤摘要】
检测激光雷达发射光束指向的方法、系统及激光雷达装置


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，尤其是指一种检测激光雷达发射光束指向的方法、系统及激光雷达装置。

技术介绍

[0002]随着各类机器人和自动驾驶等行业的快速发展，激光雷达的运用越来越广泛。激光雷达发出激光光束，通过物体反射回来的回波信号确定物体的距离和位置。发射光束的指向决定了激光雷达的检测范围和使用场景，准确测量激光光束的指向对激光雷达的使用具有重要意义。目前对激光指向的检测也有多种测量方法，如于萍的《激光发射光束指向检测方法研究》(电子检测与仪器学报2014)中提到的靶板法和折返镜法，CN201710402741中使用的角速度测量器等。
[0003]不管是靶板法还是折返镜法，都需要用到探测器。靶板法将探测器当做靶板放在远处直接接收准直光斑，或者用靶板接收准直光斑照射，CCD等成像装置记录光斑脱靶量。由于距离远，光能衰减严重，加上探测器精度限制，测量精度不高，且距离越远光斑发散的越大，对靶板尺寸也要求更严格。折返镜法虽然需要的探测距离短，但由于近处激光光束能量集中，极容易损伤探测器，往往需要添加衰减片来使用，容易引起激光雷达噪点，而且需要探测器和发射激光处于同一波段。角速度测量器和倾角测量器等传感器结构精密，但价格昂贵，大批量制造时不利于成本控制。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中靶板法光能衰减严重，测量精度不高，而折返镜法易损伤探测器，成本高的技术缺陷。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种检测激光雷达发射光束指向的方法，包括：
[0006]构设反射靶材，在所述反射靶材的表面依次设置有基准区域、测试区域和标识区域，所述标识区域上设置有方形齿标识，所述测试区域和所述标识区域内皆设置有预设区域，所述标识区域内的方形齿标识位于预设区域的上侧且与所述预设区域连接；其中，所述基准区域、预设区域和方形齿标识所对应的材料皆为第一反射率，所述测试区域的非预设区域、所述标识区域的非预设区域与非方形齿标识所对应的材料皆为第二反射率，所述第一反射率不等于所述第二反射率；
[0007]沿所述测试区域的竖直方向中心线取第一参考线，沿所述方形齿的竖直方向中心线取第二参考线，在所述基准区域竖直方向取第三参考线，所述第三参考线与所述第二参考线相对于所述第一参考线对称设置；
[0008]激光雷达发射激光束，并沿反射靶材的水平方向扫描，扫描激光束与所述第一参考线、第二参考线和第三参考线的相交的激光点分别为B、C和A；
[0009]获取A、B和C三个激光点的回波能量值T0、T、和T
c
；
[0010]获取第一反射率对应的区域的平均能量阈值T1和第二反射率对应的区域的平均能量阈值T2；
[0011]根据T0、T、T
c
、T1和T2，计算获得光束指向。
[0012]作为优选的，所述第二反射率小于所述第一反射率。
[0013]作为优选的，所述根据T0、T、和T
c
计算获得光束指向，包括：
[0014]当T0＝T＝T
c
时，激光雷达的发射光束在预设区域所对应的角度范围内；
[0015]当T2/T1<T/T0<1,T
C
＝T1时，激光雷达的发射光束在预设区域和预设区域上侧的方形齿标识交界所对应的角度范围内；
[0016]当T/T0＝T2/T1，T
C
＝T1时，激光雷达的发射光束在预设区域的上侧的方形齿标识所对应的角度范围内；
[0017]当T2/T1<T/T0<1,T2<T
C
<T1时，激光雷达的发射光束在预设区域和预设区域下侧的非预设区域交界所对应的角度范围内；
[0018]当T/T0＝T2/T1，T
C
＝T2时，激光雷达的发射光束在预设区域下侧的非预设区域所对应的角度范围内。
[0019]作为优选的，令所述激光雷达的发射光束完全在预设区域内的最大角度为
±
θ0，激光雷达的发射光束向上/向下偏移至完全进入测试区域的非预设区域的最小角度为
±
θ1，则待测激光雷达发射光束的角度指向区域满足：
[0020]当T0＝T＝T
c
时，
‑
θ0<θ<θ0；
[0021]当T2/T1<T/T0<1,T
C
＝T1时，θ0<θ<θ1；
[0022]当T/T0＝T2/T1，T
C
＝T1时，θ>θ1；
[0023]当T2/T1<T/T0<1,T2<T
C
<T1时，
‑
θ1<θ<
‑
θ0；
[0024]当T/T0＝T2/T1，T
C
＝T2时，θ<
‑
θ1。
[0025]作为优选的，所述第二反射率大于所述第一反射率。
[0026]作为优选的，所述方形齿标识具有多个，多个所述方形齿标识呈线性阵列排布。
[0027]本专利技术公开了一种快速检测激光雷达发射光束指向的系统，包括：
[0028]反射靶材，所述反射靶材的表面依次设置有基准区域、测试区域和标识区域，所述标识区域上设置有方形齿标识，所述测试区域和所述标识区域内皆设置有预设区域，所述标识区域内的方形齿标识位于预设区域的上侧且与所述预设区域连接；其中，所述基准区域、预设区域和方形齿标识所对应的材料皆为第一反射率，所述测试区域的非预设区域、所述标识区域的非预设区域与非方形齿标识所对应的材料皆为第二反射率，所述第一反射率不等于所述第二反射率，沿所述测试区域的竖直方向中心线取第一参考线，沿所述方形齿的竖直方向中心线取第二参考线，在所述基准区域竖直方向取第三参考线，所述第三参考线与所述第二参考线相对于所述第一参考线对称设置；
[0029]激光束发射模块，所述激光束发射模块用于发射激光束，并沿反射靶材的水平方向扫描，扫描激光束与所述第一参考线、第二参考线和第三参考线的相交的激光点分别为B、C和A；
[0030]能量获取模块，所述能量获取模块用于获取A、B和C三个激光点的回波能量值T0、T、和T
c
；
[0031]平均阈值能量阈值获取模块，所述平均阈值能量获取模块用于获取第一反射率对
应的区域的平均能量阈值T1和第二反射率对应的区域的平均能量阈值T2；
[0032]计算模块，所述计算模块根据T0、T、T
c
、T1和T2，计算获得光束指向。
[0033]作为优选的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测激光雷达发射光束指向的方法，其特征在于，包括：构设反射靶材，在所述反射靶材的表面依次设置有基准区域、测试区域和标识区域，所述标识区域上设置有方形齿标识，所述测试区域和所述标识区域内皆设置有预设区域，所述标识区域内的方形齿标识位于预设区域的上侧且与所述预设区域连接；其中，所述基准区域、预设区域和方形齿标识所对应的材料皆为第一反射率，所述测试区域的非预设区域、所述标识区域的非预设区域与非方形齿标识所对应的材料皆为第二反射率，所述第一反射率不等于所述第二反射率；沿所述测试区域的竖直方向中心线取第一参考线，沿所述方形齿的竖直方向中心线取第二参考线，在所述基准区域竖直方向取第三参考线，所述第三参考线与所述第二参考线相对于所述第一参考线对称设置；激光雷达发射激光束，并沿反射靶材的水平方向扫描，扫描激光束与所述第一参考线、第二参考线和第三参考线的相交的激光点分别为B、C和A；获取A、B和C三个激光点的回波能量值T0、T、和T
c
；获取第一反射率对应的区域的平均能量阈值T1和第二反射率对应的区域的平均能量阈值T2；根据T0、T、T
c
、T1和T2，计算获得光束指向。2.根据权利要求1所述的检测激光雷达发射光束指向的方法，其特征在于，所述第二反射率小于所述第一反射率。3.根据权利要求2所述的检测激光雷达发射光束指向的方法，其特征在于，所述根据T0、T、和T
c
计算获得光束指向，包括：当T0＝T＝T
c
时，激光雷达的发射光束在预设区域所对应的角度范围内；当T2/T1<T/T0<1,T
C
＝T1时，激光雷达的发射光束在预设区域和预设区域上侧的方形齿标识交界所对应的角度范围内；当T/T0＝T2/T1，T
C
＝T1时，激光雷达的发射光束在预设区域的上侧的方形齿标识所对应的角度范围内；当T2/T1<T/T0<1,T2<T
C
<T1时，激光雷达的发射光束在预设区域和预设区域下侧的非预设区域交界所对应的角度范围内；当T/T0＝T2/T1，T
C
＝T2时，激光雷达的发射光束在预设区域下侧的非预设区域所对应的角度范围内。4.根据权利要求3所述的检测激光雷达发射光束指向的方法，其特征在于，令所述激光雷达的发射光束完全在预设区域内的最大角度为
±
θ0，激光雷达的发射光束向上/向下偏移至完全进入测试区域的非预设区域的最小角度为
±
θ1，则待测激光雷达发射光束的角度指向区域满足：当T0＝T＝T
c
时，
‑
θ0<θ<θ0；当T2/T1<T/T0<1,T
C
＝T1时，θ0<θ<θ1；当T/T0＝T2/T1，T
C
＝T1时，θ>θ1；当T2/T1<T/T0<1,T2<T
C
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄红林，刘慧林，何婕，韩巍，
申请(专利权)人：苏州玖物互通智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：