激光雷达玻璃的分析方法技术

本发明专利技术的一个方面涉及一种用于分析窗玻璃（201）的方法，该窗玻璃（201）旨在通过使用激光雷达（202）以进行校正，该激光雷达被构造成根据给定的发射角度发射旨在通过车辆窗玻璃（201）的光波，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光雷达玻璃的分析方法


[0001]本专利技术的
是激光雷达（LiDAR）的
，尤其是通过车辆窗玻璃发射光波的激光雷达。
[0002]本专利技术涉及一种用于分析窗玻璃的方法，该方法用于与窗玻璃相关联的旨在通过激光雷达被使用以校正的方法，并且尤其涉及一种用于分析窗玻璃的方法，所述方法旨在通过激光雷达被使用用于构造成发射穿过窗玻璃的光线的校正。

技术介绍

[0003]在汽车工业中，已知将激光雷达（光检测和测距）用作辅助驾驶的系统，更具体地说，用于检测位于车辆附近的障碍物并评估车辆与每个障碍之间的距离的系统。为此，如文件WO2018115090中所述，将激光雷达结合在车辆内部，最通常在挡风玻璃后面。
[0004]为了检测物体并评估该物体的位置，激光雷达向该物体发射光波并测量该光波的往返传播时间。然而，已知在光波的路径中存在窗玻璃会导致由激光雷达在评估物体位置时由于畸变引起的误差。
[0005]常规地，通过使用校准靶来校准已经安装在窗玻璃后面的激光雷达来校正这些误差。在文件DE102017003634中，使用荧光靶对激光雷达进行校准，使得能够记录在靶和由激光雷达发射的光波之间的相交点。
[0006]然而，这样的解决方案在车辆的质量控制期间增加了漫长且昂贵的步骤，并且使用了由于需要的空间而变得繁重的专用设备，使用了具有必须被验证的几何公差的特殊靶。
[0007]因此，在纠正上述缺点的同时，需要校正由激光雷达产生的位置评估误差。

技术实现思路

[0008]本专利技术通过使得有可能获得针对激光雷达的角度校正图而克服了上述缺点的解决方案，从而提供了针对上述问题的解决方案。
[0009]本专利技术的第一方面涉及一种用于分析用于校正的车辆窗玻璃的方法，所述方法旨在用于构造成发射光波的激光雷达，所述窗玻璃包括朝向所述车辆内部的内部自由表面，和朝向车辆外部的外部自由表面，每个光波均旨在穿过窗玻璃，并由内部自由表面上的给定冲击点限定，内部自由表面限定相对于具有水平轴的水平面具有给定倾斜度的表面平面，水平轴垂直于垂直轴且垂直于包括在表面平面中的法线轴，该方法包括以下步骤：
‑
对于窗玻璃的点集合中的每个点：
○ꢀ
确定在所述点处的窗玻璃的局部厚度；
○ꢀ
通过数字处理从所述点处的局部厚度获得在所述点处的水平局部斜率和垂直部局部斜率；
○ꢀ
基于在所述点处旨在通过窗玻璃的光波的发射角的垂直分量，在所述点处垂直局部斜率，和窗玻璃的倾斜度计算垂直角偏移；
○ꢀ
基于在所述点处旨在通过窗玻璃的光波的发射角的水平分量，在所述点处水平局部斜率以及窗玻璃的倾斜度计算水平角偏移；
‑
建立角度校正图，该角度校正图包括针对点集合中的每个点，针对所述点计算的垂直角偏移和水平角偏移。
[0010]通过本专利技术，对于窗玻璃的多个点，列出了由窗玻璃的非平面性引起的角度偏移计算的角度校正图，该角偏移是由穿过窗玻璃的激光雷达发射的假想光波。然后，该角度校正图通过激光雷达被使用可以来校正其对物体位置的估计，知道发射角度，并因此知道光波通过的窗玻璃的点，该点在物体上反射。
[0011]根据本专利技术的方法能够在激光雷达安装之前进行校准，因为激光雷达不需要发射光波，这使得有可能在激光雷达安装之前获得角度校正。因此，该方法可以由窗玻璃的供应商来实施，这可以使车辆的最终用户免于漫长而昂贵的校准过程。此外，该方法不使用将专门用于获得角度校正的工具，而仅使用其他应用已知的设备。
[0012]除了在前段中刚刚提到的特征之外，根据本专利技术的第一方面的方法可以在以下之中具有一个或多个附加特征，这些特征可以被单独考虑或根据其所有技术上可能的组合来考虑。
[0013]根据本专利技术，该方法有利地还包括通过计算窗玻璃中不属于点集合的多个点的垂直角偏移和水平角偏移来完成角度校正图的步骤。根据水平局部斜率和垂直局部斜率进行计算，该计算通过从点集合计算的水平局部斜率和垂直局部斜率插值获得。
[0014]因此，即使由激光雷达发射的内部自由表面上的光波的冲击点与该点集合不重合，角度校正图包括针对每个冲击点的角度校正。
[0015]根据本专利技术，点集合中的每个点优选地与所述点集合中的另一点之间的间隔不大于1毫米，或沿水平轴不大于100微米，和/或不大于100纳米，或沿法线轴不大于10纳米。间隔可以是规则的或不规则的，或多或少是密集的。
[0016]优选地，以覆盖窗玻璃的所有可能的非平面性的方式选择点集合。
[0017]根据本专利技术，优选地选择点集合以覆盖窗玻璃中包括的区域，该区域具有沿着水平轴的尺寸为至少1cm且沿着法线轴的尺寸为至少1cm。
[0018]因此，以覆盖适于激光雷达的适当操作的区域的方式选择点集合。
[0019]特别地，包括在窗玻璃中的区域的宽度至少为厘米级，并且优选地不大于25cm或更好地不大于15cm，并且更好地还不大于5cm。
[0020]因此，包含在窗玻璃中的区域的尺寸可以对应于窗玻璃中的孔的尺寸（例如，如随后所述的层压窗玻璃的内部玻璃中的孔），例如尺寸为孔尺寸的至少80或90％。
[0021]根据一个实施方式，确定局部厚度的步骤是通过直接测量厚度或者通过在窗玻璃的内部自由表面上进行的第一表面测量和在窗玻璃 的外部自由表面上进行的第二表面测量的微分来进行。
[0022]根据前述实施方式的一个替代方案，通过非接触式光学测量来实施确定局部厚度的步骤。
[0023]根据前述实施方式的变型，确定局部厚度的步骤通过波前测量，偏转测量或共焦轮廓测量来实施。
[0024]根据一种变型，确定局部厚度的步骤通过测量光透射畸变来实施。
[0025]因此，该方法的第一步是通过通常用于进行光学测量的装置来进行的，该装置可以在许多领域中使用，例如波前分析仪。
[0026]根据本专利技术，垂直角偏移和水平角偏移优选地通过以下公式计算：对于A
vv
, A
hv
, A
vh
, A
hh
，系数取决于旨在于所述点处和以窗玻璃的倾斜度穿过窗玻璃的光波的发射角的垂直分量和水平分量。
[0027]因此，垂直角偏移和水平角偏移被足够精确地计算以校正由激光雷达实施的物体的位置评估。
[0028]这些公式尤其对应于应用于窗玻璃内表面的折射方程和应用于窗玻璃外表面的折射方程的一阶近似值，写法如下：其中：
‑
，该点处正交于窗玻璃内表面的向量；
‑
，该点处正交于窗玻璃外表面的向量；
‑
，穿过窗玻璃之前的光波方向；
‑
，穿过窗玻璃内表面后的光波方向；
‑
，穿过窗玻璃内表面然后穿过窗玻璃的外表面后的光波方向；
‑
n，窗玻璃的折射率。
[0029]特别地，系数 A
vv
, A
hv...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分析车辆的窗玻璃以进行校正的方法（100），所述方法旨在用于构造成发射光波的激光雷达（202），所述窗玻璃（201）包括朝向所述车辆内部的内部自由表面（2011），和朝向车辆外部的外部自由表面（2012），每个光波均旨在穿过窗玻璃（201），并由内部自由表面上的给定冲击点（2032）限定，内部自由表面限定相对于具有水平轴（X）的水平面（P）具有给定倾斜度（θ）的表面平面，水平轴（X）垂直于垂直轴（Y）且垂直于包括在表面平面中的法线轴（ Y'），该方法包括以下步骤：
‑
对于窗玻璃（201）的点集合（2031）的每个点（2031）：
○ꢀ
确定在所述点（2031、101）处的窗玻璃（201）的局部厚度；
○ꢀ
通过数字处理从所述点（2031、102）处的局部厚度获得在所述点（2031）处的水平局部斜率(ε
h
)和垂直部局部斜率(ε
v
)；
○ꢀ
基于在所述点（2031）处旨在通过窗玻璃（201）的光波的发射角（α）的垂直分量(α
v
) 、在所述点（2031）处垂直局部斜率(ε
v
)和窗玻璃（201、103）的倾斜度（θ）计算垂直角偏移(δ
v
) ；
○ꢀ
基于在所述点（2031）处旨在通过窗玻璃（201）的光波的发射角（α）的水平分量(α
h
)、在所述点（2031）处水平局部斜率(ε
h
)和窗玻璃（201、104）的倾斜度（θ）计算水平角偏移(δ
h
)；
‑
建立角度校正图，针对点集合（2031）中的每个点（2031），该角度校正图包括对于所述点（2031、105）计算的垂直角偏移(δ
v
)和水平角偏移(δh)。2.根据权利要求1所述的方法（100），其特征在于，它还包括通过计算窗玻璃（201）中不属于点集合（2031）的多个点的垂直角偏移(δ
v
)和水平角偏移(δ
h
)来完成角度校正图的步骤（1051），根据水平局部斜率(ε
h
)和垂直局部斜率(ε
v
)进行计算，该计算通过从点集合 (2031) 计算的水平局部斜率 (εh) 和垂直局部斜率 (εv) 插值获得。3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法（100），其特征在于，所述点集合（2031）中的每个点（2031）与所述点集合（2031）中的另一点（2031）之间的间隔不大于1毫米，或沿水平轴（X）不大于100微米，和/或不大于100纳米，或沿法线轴（Y'）不大于10纳米。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法（100），其特征在于，选择所述点集合（2031）以覆盖包括在所述窗玻璃（201）中的区域（2030），其具有沿着水平轴（X）至少1厘米的尺寸和沿法线轴（Y'）至少1厘米的尺寸。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法（100），其特征在于，确定局部厚度的步骤（101）是通过直接测量厚度或者通过在窗玻璃（201）的内部自由表面（2011）上进行的第一表面测量和在窗玻璃 (201) 的外部自由表面 (2012) 上进行的第二表面测量的微分来进行。6.根据权利要求5所述的方法（100），其特征在于，通过非接触式光学测量实施确定局部厚度的步骤（101）。7.根据权利要求6所述的方法（100），其特征在于，确定局部厚度的步骤（101）通过波前测量，偏转或共焦轮廓测定法来实施。8.根据权利要求5所述的方法（100），其特征在于，确定局部厚度的步骤（101）通过光透射畸变测量来实施。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法（100），其特征在于，通过以下公式来计算
所述垂直角偏移(δ
v
)和所述水平角偏移(δ
h
)：对于A
vv
, A
hv
, A
vh
, A
hh
，系数取决于旨在于所述点（2031）处和以窗玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：