激光雷达的加速寿命试验评价方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及激光雷达的寿命试验技术领域，公开一种激光雷达的加速寿命试验评价方法和系统，包括：获取寿命监控指标并设置每个寿命监控指标对应的失效阈值；对激光雷达进行多种单应力在不同应力水平下的加速寿命试验，结合所述寿命监控指标和所述失效阈值计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命，根据所述伪寿命筛选出对激光雷达寿命起到加速作用的应力作为加速应力；建立每个所述加速应力的不同加速应力水平等级和对应的伪寿命间的关联关系，根据所述关联关系从所有所述加速应力中筛选出加速效果明显的加速应力

【技术实现步骤摘要】
激光雷达的加速寿命试验评价方法和系统


[0001]本专利技术涉及激光雷达的寿命试验
，尤其是指一种激光雷达的加速寿命试验评价方法和系统
。

技术介绍

[0002]激光雷达是一种发射激光束探测目标的位置
、
速度等特征量的探测系统
。
激光雷达通过测定传感器发射器与目标物体之间的传播距离，分析目标物体表面的反射能量大小
、
反射波谱的幅度
、
频率和相位等信息，从而呈现出目标物精确的位置结构信息
。
目前，激光雷达在扫地机器人
、
服务机器人
、AGV、
无人机等领域具有广泛应用
。
[0003]基于激光雷达的广泛应用，对激光雷达的寿命预测成为了整机性能测试的重要环节
。
激光雷达作为可靠性水平较高的产品，一般寿命时间都较长
。
为了缩短产品上市周期，降低产品成本，现阶段主要采用加速寿命试验的技术对激光雷达的寿命进行预测
。
加速寿命试验是将受试产品放置于高于其正常使用应力的条件下，以较短的时间使产品退化或失效，通过在高应力条件下获得的寿命数据外推产品正常使用条件下的寿命
。
[0004]现有技术中，通常只有采用单一的温度加速应力进行加速寿命试验的方案，但是这种方案存在很大的局限性，包括：
[0005](1)
激光雷达作为一个多零部件的组合系统，失效机理复杂，影响其整机寿命的因素较多并且不同的激光雷达对于温度的退化失效速率不同，使用温度加速应力进行加速寿命试验的结果不准确；并且，不涉及其他应力的试验方法没有对比多种不同应力下的失效模式
、
失效时间，也就无法研究不同应力下的加速寿命，进一步导致对激光雷达的使用寿命的预测准确率低
。
[0006](2)
不同公司的激光雷达产品设计思路和结构原理通常具有一定的差异，温度加速应力的试验方案无法适用于不同的激光雷达
。
[0007](3)
激光雷达寿命长，即使给近似极限的温度应力进行寿命试验，也很难在短时间内出现失效产品，无法使用传统的基于失效数据的寿命预测方法
。
[0008]因此，为了提高预测激光雷达的使用寿命的科学性，需要从多角度入手选择多种加速应力进行加速寿命试验
。
但是，如何选择合适的应力进行加速寿命试验是现有技术中的难点
。

技术实现思路

[0009]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的不足，提供一种激光雷达的加速寿命试验评价方法和系统，可以有效研究不同应力对激光雷达寿命的影响并且适用于不同的激光雷达，筛选出对待测激光雷达寿命影响最大的应力
。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种激光雷达的加速寿命试验评价方法，包括：
[0011]获取激光雷达的寿命监控指标并设置每个寿命监控指标对应的失效阈值；
[0012]对激光雷达进行多种单应力在不同应力水平下的加速寿命试验，结合所述寿命监控指标和所述失效阈值计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命，根据所述伪寿命筛选出对激光雷达寿命起到加速作用的应力作为加速应力；
[0013]建立每个所述加速应力的不同加速应力水平等级和对应的伪寿命间的关联关系，根据所述关联关系从所有所述加速应力中筛选出加速效果明显的加速应力
。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述对激光雷达进行多种单应力在不同应力水平下的加速寿命试验，结合所述寿命监控指标和所述失效阈值计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命，根据所述伪寿命筛选出对激光雷达寿命起到加速作用的应力作为加速应力，包括：
[0015]根据激光雷达各部件的失效机理选定多个应力，并给每个选定的应力设置多个加速应力水平；
[0016]在每个应力的每个加速应力水平下进行多台激光雷达样机的单应力加速寿命试验，获取所述寿命监控指标对应的指标数据；
[0017]对每个所述寿命监控指标对应的指标数据进行多项式拟合，结合所述失效阈值计算每台激光雷达样机在对应的加速寿命实验中的伪寿命，根据激光雷达样机在对应加速寿命实验中的伪寿命计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命；
[0018]选出所有加速应力水平与对应的伪寿命负相关的应力作为加速应力
。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，对每个所述寿命监控指标对应的指标数据进行多项式拟合，结合所述失效阈值计算每台激光雷达样机在对应的加速寿命实验中的伪寿命，根据激光雷达样机在对应加速寿命实验中的伪寿命计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命，具体为：
[0020]顺序获取每台激光雷达样机的每个所述寿命监控指标对应的指标数据，得到寿命监控指标对应的指标数据的时序数据；
[0021]对每个时序数据建立关于时间的最小二乘回归方程，令最小二乘回归方程等于对应的失效阈值，分别求解每个方程等式下的时间解；
[0022]选择所有时间解中的最小值作为该台激光雷达样机下根据寿命监控指标预测出的伪寿命，将每个应力的每个加速应力水平的所有激光雷达样机根据寿命监控指标预测出的伪寿命的平均值作为激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命
。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，建立每个所述加速应力的不同加速应力水平等级和对应的伪寿命间的关联关系，根据所述关联关系从所有所述加速应力中筛选出加速效果明显的加速应力，包括：
[0024]建立每个所述加速应力的所有加速应力水平等级与对应的伪寿命间的多项式拟合模型，根据所述多项式拟合模型得到激光雷达在加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命；
[0025]根据所述激光雷达在每个所述加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命和该加速应力的所有加速应力水平对应的伪寿命，计算每个所述加速应力的加速因子；
[0026]建立所述加速因子和所述加速应力的加速应力水平等级间的加速评价多项式拟合模型，根据所述加速评价多项式拟合模型筛选出加速效果明显的加速应力
。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，建立每个所述加速应力的所有加速应力水平等级与对
应的伪寿命间的多项式拟合模型，根据所述多项式拟合模型得到激光雷达在加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命，包括：
[0028]建立所述加速应力的加速应力水平等级和各加速应力水平对应的伪寿命间的多项式拟合模型，
[0029]根据所述多项式拟合模型计算激光雷达在该加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命
。
[0030]在本专利技术的一个实施例中，根据所述多项式拟合模型计算激光雷达在该加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命，具体为：
[0031]所述多项式拟合模型为：
[0032]t
i
＝
f
it
(j)
；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光雷达的加速寿命试验评价方法，其特征在于，包括：获取激光雷达的寿命监控指标并设置每个寿命监控指标对应的失效阈值；对激光雷达进行多种单应力在不同应力水平下的加速寿命试验，结合所述寿命监控指标和所述失效阈值计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命，根据所述伪寿命筛选出对激光雷达寿命起到加速作用的应力作为加速应力；建立每个所述加速应力的不同加速应力水平等级和对应的伪寿命间的关联关系，根据所述关联关系从所有所述加速应力中筛选出加速效果明显的加速应力
。2.
根据权利要求1所述的激光雷达的加速寿命试验评价方法，其特征在于：所述对激光雷达进行多种单应力在不同应力水平下的加速寿命试验，结合所述寿命监控指标和所述失效阈值计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命，根据所述伪寿命筛选出对激光雷达寿命起到加速作用的应力作为加速应力，包括：根据激光雷达各部件的失效机理选定多个应力，并给每个选定的应力设置多个加速应力水平；在每个应力的每个加速应力水平下进行多台激光雷达样机的单应力加速寿命试验，获取所述寿命监控指标对应的指标数据；对每个所述寿命监控指标对应的指标数据进行多项式拟合，结合所述失效阈值计算每台激光雷达样机在对应的加速寿命实验中的伪寿命，根据激光雷达样机在对应加速寿命实验中的伪寿命计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命；选出所有加速应力水平与对应的伪寿命负相关的应力作为加速应力
。3.
根据权利要求2所述的激光雷达的加速寿命试验评价方法，其特征在于：对每个所述寿命监控指标对应的指标数据进行多项式拟合，结合所述失效阈值计算每台激光雷达样机在对应的加速寿命实验中的伪寿命，根据激光雷达样机在对应加速寿命实验中的伪寿命计算激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命，具体为：顺序获取每台激光雷达样机的每个所述寿命监控指标对应的指标数据，得到寿命监控指标对应的指标数据的时序数据；对每个时序数据建立关于时间的最小二乘回归方程，令最小二乘回归方程等于对应的失效阈值，分别求解每个方程等式下的时间解；选择所有时间解中的最小值作为该台激光雷达样机下根据寿命监控指标预测出的伪寿命，将每个应力的每个加速应力水平的所有激光雷达样机根据寿命监控指标预测出的伪寿命的平均值作为激光雷达在各个应力不同应力水平下的伪寿命
。4.
根据权利要求2所述的激光雷达的加速寿命试验评价方法，其特征在于：建立每个所述加速应力的不同加速应力水平等级和对应的伪寿命间的关联关系，根据所述关联关系从所有所述加速应力中筛选出加速效果明显的加速应力，包括：建立每个所述加速应力的所有加速应力水平等级与对应的伪寿命间的多项式拟合模型，根据所述多项式拟合模型得到激光雷达在加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命；根据所述激光雷达在每个所述加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命和该加速应力的所有加速应力水平对应的伪寿命，计算每个所述加速应力的加速因子；建立所述加速因子和所述加速应力的加速应力水平等级间的加速评价多项式拟合模
型，根据所述加速评价多项式拟合模型筛选出加速效果明显的加速应力
。5.
根据权利要求4所述的激光雷达的加速寿命试验评价方法，其特征在于：建立每个所述加速应力的所有加速应力水平等级与对应的伪寿命间的多项式拟合模型，根据所述多项式拟合模型得到激光雷达在加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命，包括：建立所述加速应力的加速应力水平等级和各加速应力水平对应的伪寿命间的多项式拟合模型，根据所述多项式拟合模型计算激光雷达在该加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命
。6.
根据权利要求5所述的激光雷达的加速寿命试验评价方法，其特征在于：根据所述多项式拟合模型计算激光雷达在该加速应力处于正常应力水平等级下的等效寿命，具体为：所述多项式拟合模型为：
t
i
＝
f
it
(j)
；其中，
t
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于成磊，王宏军，宁智文，严柯，
申请(专利权)人：苏州玖物智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：