CN107102317B - 一种测量角分辨率的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测距雷达领域，尤其涉及一种测量角分辨率的装置，用于解决现有技术测量角分辨率的装置结构复杂，测试数据不精确的问题。一种测量角分辨率的装置，包括：旋转平台、固定在旋转平台的旋转轴中心的待测物体、背景板结构以及分别和旋转平台及待测物体相连接的电脑，所述背景板结构包括至少一个背景板；所述旋转平台绕顺时针或逆时针方向旋转，所述旋转平台在待测物体的相邻的两次测量之间转动角度为d，且转动角度d小于待测物体的角分辨率。通过对待测物体的数据抓取和参数修改，实现了包括激光雷达在内的多种光学装置的角分辨率测量。

Description

一种测量角分辨率的装置

技术领域

本发明涉及测距雷达领域，具体涉及一种测量角分辨率的装置。

背景技术

角分辨率是激光雷达等光学测距装置很重要的一个光学参数，是光学测距装置最小能够探测到多大物体的一个量化的指标参数，是成像系统或系统元件能有差别地区分开两相邻物体最小间距的能力。

一般分辨率测试采用国际标准的ISO12233解析度分辨率卡进行测试，它适用于数码相机或摄像机，但是激光雷达并不属于这一类设备，而且激光雷达不能得到正常的彩色或黑白图像，只能得到被测物体与激光雷达的距离值，导致传统分辨率测量不能满足激光雷达角分辨率测量要求，并且目前没有有效的激光雷达角分辨率测量设备。而若进行人工测量，一般是依据雷达的具体性能参数设计试验，不仅适应范围窄，自动化程度低，而且效率低下，测量结果受到一定人为因素干扰。这对于激光雷达等光学测距装置，特别是多线或阵列激光雷达后期调试校准都增加了难度。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种测量角分辨率的装置及方法，以解决现有技术的测量角分辨率的装置结构复杂，对于激光雷达等装置的测试适用困难的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种测量角分辨率的装置，所述装置包括：旋转平台、固定在旋转平台的旋转轴中心的待测物体、背景板结构以及分别和旋转平台及待测物体相连接的电脑，所述背景板结构包括至少一个背景板；

所述旋转平台绕顺时针或逆时针方向旋转，所述旋转平台在待测物体的相邻的两次测量之间转动角度为d，且转动角度d小于待测物体的角分辨率。

作为本技术方案的优选方案之一，所述待测物体包含LED光源或者激光光源，且所述待测物体具有测距模块或感光传感器。

作为本技术方案的优选方案之一，所述背景板结构包括至少两个相邻的背景板，相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有间隔；

或者，相邻的两个背景板相对于旋转平台的旋转轴中心具有设定的距离差值，相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分；至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；

或者，相邻的两个背景板相对于旋转平台的旋转轴中心具有设定的距离差值，相邻的两个背景板在待测物体的测试方向上无缝连接。

作为本技术方案的优选方案之一，相邻的两个背景板为第一背景板和第二背景板，其中第一背景板覆盖所述待测物体探测角度为α，第二背景板与所述第一背景板不重合区域覆盖所述待测物体探测角度为β，所述第一背景板覆盖的探测角度α与所述β无缝邻接。

作为本技术方案的优选方案之一，还包括第三背景板，其中，第三背景板与第二背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分；至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，第三背景板和第二背景板在待测物体的测试方向上无缝邻接；或者，第三背景板与第二背景板在旋转平台的转动方向上具有间隔。

作为本技术方案的优选方案之一，所述第三背景板与所述第二背景板不重合区域覆盖所述待测物体探测角度为γ，所述β与所述γ无缝邻接。

作为本技术方案的优选方案之一，所述背景板结构包括N个背景板，其中，任意相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有间隔；或者，其中任意相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且后一个背景板相对于上一个相邻背景板至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，任意相邻的两个背景板待测物体的测试方向上无缝邻接，N为大于1的正整数。

作为本技术方案的优选方案之一，任意相邻的两个背景板相对于旋转平台的旋转轴中心的距离差值大于待测物体的测量误差。

作为本技术方案的优选方案之一，所述背景板结构的每一个背景板均为以旋转平台的旋转轴为圆心以其与圆心的距离为半径的圆柱面。

作为本技术方案的优选方案之一，所述感光传感器为面阵感光传感器。

本发明还提供了一种测量角分辨率的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、待测物体在旋转平台带动下以旋转轴为中心旋转，每转动d角度测量一次，并将测量的距离值或光强值实时传给电脑，转动角度d小于待测物体的角分辨率；

步骤二、以待测物体其中一个探测单元i为测量基准点，背景板相对于旋转平台的旋转轴中心的距离为R₁；当所述探测单元i所测距离值由R₁变为∞时或者所测光强由K₁变为0时，记录当前旋转平台角度位置p，其中K₁和R₁均为常数；

步骤三、待测物体在旋转平台带动下继续旋转，当旋转平台沿同一方向转动了n₁个角度d时，水平方向上与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由R₁变为∞时或者所测光强由K₁变为0时，记录当前旋转平台角度位置q；

步骤四、计算待测物体在p到q过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁，ω₁=n₁×d；其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d。

作为本技术方案的优选方案之一，步骤二中，当所述探测单元i所测距离值由∞变为R₁或者所测光强由0变为K₁时，记录当前旋转平台角度位置p，其中K₁和R₁均为常数；

对应的，步骤三中，水平方向上与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由∞变为R₁时或者所测光强由0变为K₁时，记录当前旋转平台角度位置q。

一种测量角分辨率的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、待测物体在旋转平台带动下以旋转轴为中心旋转，每转动d角度测量一次，并将测量的距离值或光强值实时传给电脑，转动角度d小于待测物体的角分辨率；

步骤二、以待测物体其中一个探测单元i为测量基准点，任意相邻的两个背景板中的第一背景板和第二背景板相对于旋转平台的旋转轴中心的距离分别为R₁和R₂；当所述探测单元i所测距离值由R₁变为R₂时或者所测光强由K₁变为K₂时，记录当前旋转平台角度位置p，其中K₁、K₂、R₁和R₂均为常数；

步骤三、待测物体在旋转平台带动下继续旋转，当旋转平台沿同一方向转动了n₁个角度d时，水平方向上与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由R₁变为R₂时或者所测光强由K₁变为K₂时，记录当前旋转平台角度位置q；

步骤四、计算待测物体在p到q过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁，ω₁=n₁×d；其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d；

其中， 第一背景板与第二背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，第一背景板与第二背景板在旋转平台的旋转方向上顺次无缝连接，第二背景板在旋转平台的转动方向上相对于第一背景板延展而出。

作为本技术方案的优选方案之一，还包括如下步骤：

重复步骤一到步骤四，测量得出多个ω₁，将多个ω₁取平均值。

作为本技术方案的优选方案之一，还包括如下步骤：

步骤五、待测物体在旋转平台带动下继续旋转至与第二背景板相邻的第三背景板，当探测单元i所测距离由R₂变为R₃或者所测光强由K₂变为K₃时，记录当前旋转平台角度位置s；

步骤六、待测物体在旋转平台带动下继续旋转，当旋转平台转动了n₂个角度d时，探测单元j所测距离由R₂变为R₃或者所述所测光强由K₂变为K₃时，记录当前旋转平台角度位置t；

步骤七、计算待测物体在s到t过程中所转动的角度即为角分辨率ω₂，ω₂=n₂×d；其中n₂为s到t过程中共包含多少个角度d；

步骤八、进一步计算出所述角分辨率的平均值ω₀，ω₀=（ω₁+ω₂）/2；

其中，第三背景板与第二背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，第三背景板与第二背景板在旋转平台的旋转方向上无缝连接，第三背景板在旋转平台的转动方向上相对于第二背景板延展而出。

作为本技术方案的优选方案之一，所述背景板结构包括第一背景板、第二背景板……第m背景板，且相邻背景板的探测角度无缝邻接，则角分辨率ω=(n₁+n₂+……n_m-1)×d/(m-1)，其中m为大于2的正整数；

其中， 相邻两个背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且后一个背景板相对于上一个背景板至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，相邻两个背景板在旋转平台的旋转方向上无缝连接，背景板在旋转平台的转动方向上相对于上一个背景板延展而出。

作为本技术方案的优选方案之一，还包括如下步骤：

步骤五、待测物体在旋转平台带动下反方向旋转，与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由R₂变为R₁或者所测光强由K₂变为K₁时，记录当前旋转平台角度位置q；

步骤六、待测物体在旋转平台带动下继续旋转，当旋转平台沿同一方向转动了n₁’个角度d时，探测单元i 所测距离由R₂变为R₁或者所测光强由K₂变为K₁时，记录当前旋转平台角度位置p；

步骤七、计算待测物体在q到p过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁’， ω₁’=n₁’×d；其中n₁’为q到p过程中共包含多少个角度d;

步骤八、所述角分辨率的平均值ω₀’=(n₁’+n₁)×d/2，其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d，n₁’为q到p过程中共包含多少个角度d。

作为本技术方案的优选方案之一，依次以不同的探测单元作为测量基准点进行测量，计算出所述待测物体水平方向所有相邻探测单元的角分辨率。

作为本技术方案的优选方案之一，所述待测物体翻转90度，可测得垂直方向所有相邻探测单元的角分辨率。

作为本技术方案的优选方案之一，所述待测物体为红外测距装置。

与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过旋转平台、背景板和电脑相配合的结构，实现了激光雷达或者红外测距装置等光学测距装置分辨率的高效自动测量，通过对待测物体的数据抓取和参数修改，能够实现多种光学测距装置的角分辨率测量。

附图说明

图1是实施例1所提供的测量角分辨率的装置的结构示意图。

图2是实施例1所提供的测量角分辨率的装置的结构示意图。

图3是本实施例3所提供的测量角分辨率的装置的结构示意图。

图4是本实施例4所提供的测量角分辨率的装置的结构示意图。

图5是本实施例4所提供的背景板结构的结构示意图。

1、电脑；2、旋转平台；3、待测物体；4、第一背景板；5、第二背景板；6、第三背景板；40、背景板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本实施例提供了一种测量角分辨率的装置，如图1所示，所述装置包括：旋转平台2、固定在旋转平台2的旋转轴中心的待测物体3、背景板结构以及分别和旋转平台2及待测物体3相连接的电脑1，所述背景板结构包括一个背景板40；所述待测物体3在旋转平台2带动旋转并测距的过程中，所述背景板40的左侧和右侧均未设置可测得实际距离的实物，视为所述背景板40的左、右侧之外测得距离为无穷大∞，测得的光强为零。

测量时，所述旋转平台2可以绕顺时针旋转，也可以绕逆时针方向旋转，也可以顺时针和逆时针交替往复旋转。所述旋转平台2在待测物体3的相邻的两次测量之间转动角度为d，且转动角度d小于待测物体3的角分辨率。旋转平台2最小转动角度d越小，测量结果的精度越高。

所述待测物体3包含LED光源或者激光光源，且所述待测物体3具有测距模块和/或感光传感器。所述待测物体3的LED光源或者激光光源发出光束，所述测距模块或感光传感器接收自背景板反射回来的光束，并输出所测背景板40距离待测物体3的距离或光强。所述旋转平台2的旋转由电脑1通过控制旋转平台2的驱动结构实现，旋转平台2每旋转角度d，测试物体3测试至少一次。

优选的，所述背景板40为以旋转平台2的旋转轴为圆心以其与圆心的距离为半径的圆柱面。圆柱面的结构使得待测物体3在整个背景板40上得出的距离数值一样，减少了电脑1的筛选和计算的时间，提高了测量效率。

为了提高待测物体3对于背景板40的两侧距离变化的测量准确性，所述背景板40的两侧边为与LED光源或者激光光源所发出光束相垂直的竖直边。优选的，所述感光传感器为面阵感光传感器。待测物体3为一个具有面阵感光传感器的激光雷达装置，其中感光传感器具有M×N阵列，其在水平方向上有M个探测单元，在垂直方向上有N个探测单元，进入面阵感光传感器的探测光束或反射光束会进入每一个探测单元，根据这些光束的光学线路就可以得知每一个探测单元的光学探测中心线，而角分辨率正是同一行或同一列相邻探测单元之间光学探测中心线的夹角值。

在作为待测物体3的激光雷达随旋转平台2转动的过程中，每转动一个角度d，激光雷达获取M×N个距离值，其中激光雷达探测到背景板40的时候，在误差范围内同一行的每一个探测单元测得的距离值都一致，其中探测角度水平的阵列所测的距离值应为距离R₁。电脑1实时获取待测物体3的距离值和角度值，同时接收距离值对应的角度、阵列位置等，可以同时测量水平方向多点、阵列的角分辨率。

相应的，针对待测物体3自所述背景板40转至其左侧边外或右侧边外过程中，本发明提供了一种测量角分辨率的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、待测物体3在旋转平台2带动下以旋转轴为中心旋转，每转动d角度测量一次，并将测量的距离值或光强值实时传给电脑1，转动角度d小于待测物体的角分辨率；

步骤二、以待测物体3其中一个探测单元i为测量基准点，背景板40相对于旋转平台2的旋转轴中心的距离为R₁；当所述探测单元i所测距离值由R₁变为∞时或者所测光强由K₁变为0时，记录当前旋转平台2角度位置p，其中d、K₁和R₁均为常数；

步骤三、待测物体3在旋转平台2带动下继续旋转，当旋转平台2沿同一方向转动了n₁个角度d时，水平方向上与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由R₁变为∞时或者所测光强由K₁变为0时，记录当前旋转平台2角度位置q；当待测物体3随旋转平台2旋转其发出的光束由所述背景板40反射到无障碍物反射过程中，所述待测物体3的测距由其与背景板的R₁直接跃迁为无穷远∞。

步骤四、计算待测物体3在p到q过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁，ω₁=n₁×d；其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d。

相应的，针对待测物体3测量范围自所述背景板40外侧转至所述背景板过程中，本发明还提供了一种测量角分辨率的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、待测物体3在旋转平台2带动下以旋转轴为中心旋转，每转动d角度测量一次，并将测量的距离值或光强值实时传给电脑1，转动角度d小于待测物体的角分辨率；

步骤二、以待测物体3其中一个探测单元i为测量基准点，背景板40相对于旋转平台2的旋转轴中心的距离为R₁；当所述探测单元i所测距离值由∞变为R₁或者所测光强由0变为K₁时，记录当前旋转平台2角度位置p，其中K₁和R₁均为常数；

步骤三中，待测物体3在旋转平台2带动下继续旋转，当旋转平台2沿同一方向转动了n₁个角度d时，水平方向上与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由∞变为R₁时或者所测光强由0变为K₁时，记录当前旋转平台2角度位置q。当待测物体3随旋转平台2旋转其发出的光束由所述背景板40外侧的无障碍物反射区到所述背景板40过程中，所述待测物体3的测距由无穷远∞跃迁为R₁。

步骤四、计算待测物体3在p到q过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁，ω₁=n₁×d；其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d。

为了进一步提高角分辨率在统计学上的正确性，上述两种实施方法，还包括如下步骤：

重复步骤一到步骤四，测量得出多个ω₁，将多个ω₁取平均值。

当然，具体实施时，可以实施上述任一种测量方法，也可以将上述三种测量方法的任两种或者三种的组合结合起来实施，获得更为准确的角分辨率。

进一步的，为了提高测试的连续性，如图2所示，所述背景板结构包括至少两个相邻的背景板40，相邻的两个或多个背景板40在旋转平台2的转动方向上具有间隔；相邻的两个或多个背景板40与所述旋转平台2的旋转轴的距离可以相同或不同；在结构上相邻的两个或多个背景板40在旋转平台2的转动方向上具有间隔的设置相当于多个所述装置依次排列，在测量方法上其相当于上述测量方法多次测量，不再赘述。

实施例2

与实施例1不同的是，所述背景板结构包括两个相邻的背景板，如图3所示，相邻的两个背景板相对于旋转平台2的旋转轴中心具有设定的距离差值；为了保证所述距离差值是可分辨的，相邻的两个背景板相对于旋转平台2的旋转轴中心的距离差值大于待测物体3的测量误差。

其中， 第一背景板与第二背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，第一背景板与第二背景板在旋转平台的旋转方向上顺次无缝连接，第二背景板在旋转平台的转动方向上相对于第一背景板延展而出。相邻的两个背景板为第一背景板4和第二背景板5，其中第一背景板4覆盖所述待测物体3探测角度为α，第二背景板5与所述第一背景板4不重合区域覆盖所述待测物体3探测角度为β，所述第一背景板4覆盖的探测角度α与所述β无缝邻接，也就是α与β的其中一条边是重合的。其中，在优选的一个实施例中，相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上，例如顺时针方向上，具有重叠以及不重叠部分，例如，第二背景板5不重叠部分位于第一背景板4的转动平台的转动方向（顺时针方向）上。或者，相邻两个背景板在旋转平台的旋转方向上无缝连接，沿旋转平台的转动方向依次排列。

两个背景板均为以旋转平台2的旋转轴为圆心以其与圆心的距离为半径的圆柱面。保证了待测物体3在第一背景板4和第二背景板5上各自测距时，所测距离值恒定，减少了电脑1的数据计算量，提高了测量准确性和测量效率。

具体实施时，第一背景板与第二背景板距离差值的数值越大，探测物体越容易探测到第一背景板与第二背景板的边界，但是如果距离差值过大，还要考虑待测物体3的测距范围，以保证其精准度。

相应的，还提供了一种测量角分辨率的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、待测物体3在旋转平台2带动下以旋转轴为中心旋转，每转动d角度测量一次，并将测量的距离值或光强值实时传给电脑1，转动角度d小于待测物体的角分辨率；

步骤二、以待测物体3其中一个探测单元i为测量基准点，第一背景板4和第二背景板5相对于旋转平台2的旋转轴中心的距离分别为R₁和R₂；当所述探测单元i所测距离值由R₁变为R₂时或者所测光强由K₁变为K₂时，记录当前旋转平台2角度位置p，其中K₁、K₂、R₁和R₂均为常数；并且R₂大于R₁。

步骤三、待测物体3在旋转平台2带动下继续旋转，当旋转平台2沿同一方向转动了n₁个角度d时，水平方向上与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由R₁变为R₂时或者所测光强由K₁变为K₂时，记录当前旋转平台2角度位置q；

步骤四、计算待测物体3在p到q过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁，ω₁=n₁×d；其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d。

在作为待测物体3的激光雷达随旋转平台2转动的过程中，每转动一个角度d，激光雷达获取M×N个距离值，其中激光雷达探测到第一背景板4的时候，在误差范围内同一行的每一个探测单元测得的距离值都一致，其中探测角度水平的阵列所测的距离值应为距离R₁。激光雷达探测到第二背景板5的时候，在误差范围内同一行的每一个探测单元测得的距离值都一致，其中探测角度水平的陈列所测得距离值应为距离R₂。

优选的，为了进一步提高角分辨率的准确性，上述方案还包括如下步骤：

重复步骤一到步骤四，测量得出多个ω₁，将多个ω₁取平均值。

实施例3

在实施例2的基础之上，与实施例2不同的是，所述方法还包括如下步骤：

步骤五、待测物体3在旋转平台2带动下反方向旋转，与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由R₂变为R₁或者所测光强由K₂变为K₁时，记录当前旋转平台2角度位置q；

步骤六、待测物体3在旋转平台2带动下继续旋转，当旋转平台2沿同一方向转动了n₁’个角度d时，探测单元i 所测距离由R₂变为R₁或者所测光强由K₂变为K₁时，记录当前旋转平台2角度位置p；

步骤七、计算待测物体3在q到p过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁’， ω₁’=n₁’×d；其中n₁’为q到p过程中共包含多少个角度d;

步骤八、所述角分辨率的平均值ω₀’=(n₁’+n₁)×d/2，其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d，n₁’为q到p过程中共包含多少个角度d。

正方向旋转和反方向旋转相结合的方式，进一步中和纠正了沿同一方向测试时多种因素可能导致的误差，保证了角分辨率测试的准确性。进一步的，本实施例还包括多个正方向顺次测量和多个反方向顺次测量相结合的测量方法。

实施例4

与实施例2不同的是，所述背景板结构还包括第三背景板6，如图4所示，其中，第三背景板6与第二背景板5在旋转平台2的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分。所述第三背景板6与所述第二背景板5不重合区域覆盖待测物体3探测角度为γ，所述β与所述γ无缝邻接。也就是β的另一条边与γ的一条边是重合的。其中，在优选的一个实施例中，相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上，例如顺时针方向上，具有重叠以及不重叠部分，以旋转平台转动方向为顺时针为例，第二背景板5不重叠部分位于第一背景板4的转动方向（顺时针方向）上，第三背景板6不重叠部分位于第二背景板5的转动方向（顺时针方向）上，也就是说，相邻两个背景板的不重叠部分沿旋转平台的转动方向上顺次排列，任意相邻的两个背景板的不重叠部分相对于两者中的任意一个背景板均依次延展；或者，相邻两个背景板在旋转平台的旋转方向上无缝连接，沿旋转平台的转动方向依次排列，其中一个背景板相对于另外一个延展而出。

所述背景板结构的三个背景板均为以旋转平台2的旋转轴为圆心以其与圆心的距离为半径的圆柱面。保证了待测物体3在第一背景板4、第二背景板5和第三背景板6上分别测距时，所测距离值恒定，减少了电脑1的数据计算量，提高了测量准确性和测量效率。

与实施例2不同的是，本实施例所提供的方法，还包括如下步骤：

步骤五、待测物体3在旋转平台2带动下继续旋转至与第二背景板5相邻的第三背景板6，当探测单元i所测距离由R₂变为R₃或者所述所测光强由K₂变为K₃时，记录当前旋转平台2角度位置s；其中，R₃大于R₂。

步骤六、待测物体3在旋转平台2带动下继续旋转，当旋转平台2转动了n₂个角度d时，探测单元j所测距离由R₂变为R₃或者所述所测光强由K₂变为K₃时，记录当前旋转平台2角度位置t；

步骤七、计算待测物体3在s到t过程中所转动的角度即为角分辨率ω₂，ω₂=n₂×d；其中n₂为s到t过程中共包含多少个角度d；

步骤八、进一步计算出所述角分辨率的平均值ω₀，ω₀=（ω₁+ω₂）/2。

在作为待测物体3的激光雷达随旋转平台2转动的过程中，每转动一个角度d，激光雷达获取M×N个距离值，其中激光雷达探测到第一背景板4的时候，在误差范围内同一行的每一个探测单元测得的距离值都一致，其中探测角度水平的阵列所测的距离值应为距离R₁。激光雷达探测到第二背景板5的时候，在误差范围内同一行的每一个探测单元测得的距离值都一致，其中探测角度水平的阵列所测的距离值应为距离R₂。激光雷达探测到第三背景板6的时候，在误差范围内同一行的每一个探测单元测得的距离值都一致，其中探测角度水平的阵列所测的距离值应为距离R₃。同理，当m个背景板时，激光雷达探测到第m背景板的时候，在误差范围内同一行的每一个探测单元测得的距离值都一致，其中探测角度水平的阵列所测的距离值应为距离R_m。

在具体实施中，为了进一步的提高角分辨率的测量准确度，抵消个别统计所带来的统计误差或数据不稳定，所述背景板的数量在本实施例的基础上增多，具体的，所述背景板结构包括第一背景板4、第二背景板5……第m背景板，且相邻背景板的探测角度无缝邻接或者具有重叠部分，则角分辨率ω=(n₁+n₂+……n_m-1)×d/（m-1），其中m为大于2的正整数。当m取值为2时，为实施例2的技术方案，当m取值为3时，为本实施例的技术方案，当m取值为大于3的正整数时，可视为是多个实施例2和多个实施例3的方案的组合，其具体内容的不再赘述。其中，相邻两个背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且后一个背景板相对于上一个背景板至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，相邻两个背景板在旋转平台的旋转方向上无缝连接，背景板在旋转平台的转动方向上相对于上一个背景板延展而出。

实施例5

与实施例1-4不同的是，依次以不同的探测单元作为测量基准点进行测量，计算出所述待测物体3水平方向所有相邻探测单元的角分辨率。

实施例6

与实施例1-5不同的是，作为待测物体3的激光雷达在垂直方向上N个探测单元的角分辨率也可以测量，只需要把待测物体3翻转90度，使得其具有的M×N阵列的面阵感光传感器变为N×M阵列的面阵感光传感器，对应实际环境则为N行和M列。用同样的方法即可测得待测物体3在水平方向N行数据中，每行每两个相邻探测单元之间的角分辨率，即可得出具有M×N阵列的面阵感光传感器的待测物体3在垂直方向的角分辨率。

在上述的任意一实施例中，待测物体3为红外测距装置。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测量角分辨率的装置，其特征在于，所述装置包括：旋转平台、固定在旋转平台的旋转轴中心的待测物体、背景板结构以及分别和旋转平台及待测物体相连接的电脑，所述背景板结构包括至少一个背景板；

所述旋转平台绕顺时针或逆时针方向旋转，所述旋转平台在待测物体的相邻的两次测量之间转动角度为d，且转动角度d小于待测物体的角分辨率；

以待测物体其中一个探测单元i为测量基准点，背景板相对于旋转平台的旋转轴中心的距离为R₁；当所述探测单元i所测距离值由R₁变为∞时或者所测光强由K₁变为0时，记录当前旋转平台角度位置p，其中K₁和R₁均为常数；

待测物体在旋转平台带动下继续旋转，当旋转平台沿同一方向转动n₁个角度d时，水平方向上与探测单元i相邻的一个探测单元j所测距离由R₁变为∞时或者所测光强由K₁变为0时，记录当前旋转平台角度位置q；

计算待测物体在P到q过程中所转动的角度即为角分辨率ω₁，ω₁=n₁×d；其中n₁为p到q过程中共包含多少个角度d。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待测物体包含LED光源或者激光光源，且所述待测物体具有测距模块或感光传感器。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述背景板结构包括至少两个相邻的背景板，相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有间隔；

或者，相邻的两个背景板相对于旋转平台的旋转轴中心具有距离差值，相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；

或者，相邻的两个背景板相对于旋转平台的旋转轴中心具有距离差值，相邻的两个背景板在待测物体的测试方向上无缝连接。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，相邻的两个背景板为第一背景板和第二背景板，其中第一背景板覆盖所述待测物体探测角度为α，第二背景板与所述第一背景板不重合区域覆盖所述待测物体探测角度为β，所述第一背景板覆盖的探测角度α与所述β无缝邻接。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括第三背景板，其中，第三背景板与第二背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，第三背景板和第二背景板在待测物体的测试方向上无缝邻接；或者，第三背景板与第二背景板在旋转平台的转动方向上具有间隔。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三背景板与所述第二背景板不重合区域覆盖所述待测物体探测角度为γ，所述β与所述γ无缝邻接。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述背景板结构包括N个背景板，其中，任意相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有间隔；或者，其中任意相邻的两个背景板在旋转平台的转动方向上具有重叠部分和不重叠部分，并且后一个背景板相对于上一个相邻背景板至少一个不重叠部分位于旋转平台的转动方向上；或者，任意相邻的两个背景板在待测物体的测试方向上无缝邻接；N为大于1的正整数。

8.如权利要求3-7任一项所述的装置，其特征在于，任意相邻的两个背景板相对于旋转平台的旋转轴中心的距离差值大于待测物体的测量误差。

9.如权利要求3-7之一所述的装置，其特征在于，所述背景板结构的每一个背景板均为以旋转平台的旋转轴为圆心以其与圆心的距离为半径的圆柱面。

10.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述感光传感器为面阵感光传感器。