CN108226907B - 用于激光测距设备的测距校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于激光测距设备的测距校准方法和装置，该测距校准方法包括：采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合，在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合；对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；判断所述标准差是否大于第一阈值，若是，则判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。本发明能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，并能够对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

Description

用于激光测距设备的测距校准方法和装置

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，具体涉及一种用于激光测距设备的测距校准方法和装置。

背景技术

脉冲激光测距原理是由激光管发射一束激光窄脉冲信号，通过计算激光窄脉冲信号在激光器与目标待测物之间的飞行时间，来计算激光器与目标待测物之间的距离。

在实际应用中，为了避免环境光及周遭灰尘、雨水等恶劣天气对激光器的影响，通常会在激光器外壳上增加滤光罩。

但是，采用这种方式会对激光器的测距精度造成影响，表现在滤光罩回波叠加到计时前沿值，影响激光测距精度。除此以外，对于扫描角度较大的激光器，通常使用的是弧形滤光罩，而加工过程中，弧形滤光罩的曲率半径不能得到很好的保证，并且若激光器的发射光源不在弧形滤光罩的中心时，会造成激光器在不同扫描角度下，滤光罩回波不一致的现象。这种现象的产生，会导致激光器在不同扫描角度下，测距能力及测距精度不一致的现象，而这种现象，在我们使用扫描激光传感器的时候，没有一个行之有效的检测方案。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种用于激光测距设备的测距校准方法和装置，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于激光测距设备的测距校准方法，所述测距校准方法包括：

步骤1：采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合；

步骤2：在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合，其中，所述滤光罩回波集合为所述激光测距设备上滤光罩的回波集合；

步骤3：对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；

步骤4：根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；

步骤5：判断所述标准差是否大于第一阈值，若是，则判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；

步骤6：对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

进一步地，所述步骤4包括：

步骤41：将其他各滤光罩回波集合带入所述滤光罩回波计算模型进行验证，计算得到各滤光罩回波集合的模型匹配度；

步骤42：根据各滤光罩回波集合的匹配度，计算得到激光测距设备在不同角度下的模型匹配度的算数平均值；

步骤43：根据所述模型匹配度的算数平均值，计算得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

进一步地，所述测距校准方法还包括：

在所述波形数据点集合中提取正常回波集合；

相对应的，所述步骤6包括：

步骤61：根据所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引更新所述滤光罩回波计算模型，并生成正常回波计算模型；

步骤62：根据更新后的滤光罩回波计算模型和所述正常回波计算模型，生成滤光罩回波修正表；

步骤63：根据所述滤光罩回波修正表，对滤光罩回波不一致的数据点集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

进一步地，所述步骤61包括：

步骤611：记录所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引i₀，并记录所述匹配度小于第二阈值的所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引i_n；

步骤612：对所述波形数据点集合中位置在i₀及i_n的所述滤光罩回波集合及所述正常回波集合进行多项式拟合，分别生成新的滤光罩回波计算模型及正常回波计算模型。

进一步地，所述步骤62包括：

步骤621：根据所述滤光罩回波计算模型计算得到滤光罩回波波形的准线所在的时间值，以及，根据所述正常回波计算模型计算得到正常回波波形的准线所在的时间值，其中，所述准线所在的时间值为回波曲线的准线与时间轴交点的时间值；

步骤622：根据所述滤光罩回波波形准线所在的时间值和正常回波波形准线所在的时间值，获取时间差；

步骤623：根据所述时间差进行三次样条差值计算，生成滤光罩回波修正表。

第二方面，本发明提供一种用于激光测距设备的测距校准系统，所述测距校准系统独立设置在激光测距设备外部或者集成设置在激光测距设备内部，且所述测距校准系统包括：

高速AD采集模块，用于采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合，其中，所述激光测距设备上设有滤光罩；

滤光罩回波集合提取模块，用于在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合；

滤光罩回波计算模型获取模块，用于对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；

标准差获取模块，用于根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；

滤光罩回波不一致判定模块，用于在判断获知所述标准差大于第一阈值时，判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；

校准模块，用于对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

进一步地，所述标准差获取模块包括：

模型匹配度计算单元，用于将其他各滤光罩回波集合带入所述滤光罩回波计算模型进行验证，计算得到各滤光罩回波集合的模型匹配度；

算数平均值计算单元，用于根据各滤光罩回波集合的匹配度，计算得到激光测距设备在不同角度下的模型匹配度的算数平均值；

标准差计算单元，用于根据所述模型匹配度的算数平均值，计算得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

进一步地，所述测距校准系统还包括：

正常回波集合提取模块，用于在所述波形数据点集合中提取正常回波集合；

相对应的，所述校准模块包括：

正常回波计算模型获取单元，用于根据所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引更新所述滤光罩回波计算模型，并生成正常回波计算模型；

滤光罩回波修正表生成单元，用于根据更新后的滤光罩回波计算模型和所述正常回波计算模型，生成滤光罩回波修正表；

修正数据添加单元，用于根据所述滤光罩回波修正表，对滤光罩回波不一致的数据点集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述用于激光测距设备的测距校准方法方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述用于激光测距设备的测距校准方法方法的步骤。

由上述技术方案可知，本发明提供的用于激光测距设备的测距校准方法和装置，该测距校准方法包括：采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合，在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合；对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；判断所述标准差是否大于第一阈值，若是，则判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够确定滤光罩回波不一致的激光测距设备的测距校准值，进而能够及时有效地提示研发人员根据该测距校准值对激光测距设备进行重新调试，即提高了设有滤光罩的激光测距设备的运行准确性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一中的用于激光测距设备的测距校准方法的流程示意图；

图2是本发明的测距校准方法中的步骤4的流程示意图；

图3是本发明的测距校准方法中的步骤6的流程示意图；

图4是本发明的用于激光测距设备的测距校准方法的应用实例的总流程示意图；

图5是本发明的应用实例中的第一种激光回波波形示意图；

图6是本发明的应用实例中的第一种滤光罩回波提取方法流程图；

图7是本发明的应用实例中的第二种激光回波波形示意图；

图8是本发明的应用实例中的第二种滤光罩回波提取方法流程图；

图9(a)和图9(b)是本发明的应用实例中的一种不同角度滤光罩回波异常的波形示意图；

图10是本发明的应用实例中的滤光罩提取方法总流程图；

图11是本发明实施例二中的用于激光测距设备的测距校准系统的结构示意图；

图12是本发明实施例三中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例一提供一种用于激光测距设备的测距校准方法的具体实施方式，参见图1，所述用于激光测距设备的测距校准方法具体包括如下内容：

步骤1：采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合。

在步骤1中，用于激光测距设备的测距校准系统采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合。可以理解的是，可以利用用于激光测距设备的测距校准系统中的高速AD采集模块，获取激光测距设备在每一个扫描周期，每一个扫描角度下的扫描数据波形数据点集

＝{A(k,1)，A(k,2)...A(k,n)}，其中

为第k个扫描周期下，采样的所有扫描数据点的集合；A(k,i)为第k个扫描周期下，第i个扫描角度下，采样的数据波形点的集合。可以理解的是，所述固定设置是指将激光测距设备固定在一个位置处,而在一种更为具体的举例中，所述固定设置激光测距设备可以通过一个柱状测试模块来实现，具体为，将激光测距设备设置在柱状测试模块中进行多角度激光扫描，以保证在每个扫描角度下，滤光罩回波信号均能够被测量到。

步骤2：在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合，其中，所述滤光罩回波集合为所述激光测距设备上滤光罩的回波集合。

在步骤2中，用于激光测距设备的测距校准系统在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合。可以理解的是，所述滤光罩回波集合为滤光罩回波波形数据点集，用于激光测距设备的测距校准系统中的数据处理模块提取激光测距设备在每一个扫描角度下的滤光罩回波波形数据点集

其中表示第k个扫描周期下，第i个扫描角度下，采样的滤光罩回波波形数据点的集合，A’(k,i)∈A(k,i)。

步骤3：对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型。

在步骤3中，用于激光测距设备的测距校准系统对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型。可以理解的是，用于激光测距设备的测距校准系统将点集

中集合A’_(k,i)按照数据点的个数从大到小依次排序，生成新的有序集合

依次对有序集合

中各子集合A’_(k,i)进行多项式拟合，直到拟合成功为止，生成滤光罩回波计算模型：

其中，j表示第j个扫描角度，X^k表示A’_(k,i)中，第j个采样点计时时间数据；F为第j个采样点计算出的对应的电压幅值；n为多项式的阶数，且n应大于2，并由可允许的算法时间复杂度和空间复杂度而定。

步骤4：根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

在步骤4中，用于激光测距设备的测距校准系统根据所述滤光罩回波计算模型。将各滤光罩回波波形数据点集合，带入到拟合的多项式中进行计算其匹配度；计算激光测距设备在不同角度下，滤光罩回波计算模型匹配度的算数平均值；计算激光测距设备在不同角度下，滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

步骤5：判断所述标准差是否大于第一阈值，若是，则判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致，并进入步骤6。

步骤6：对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

在步骤6中，用于激光测距设备的测距校准系统记录所述滤光罩回波集合在原集合中的位置索引，并记录所述匹配度小于阈值的集合在原集合中的位置索引，所述阈值通过实验测得；对全部原集合中滤光罩回波集合及正常回波信号集合进行多项式拟合，分别生成滤光罩回波集合计算模型及正常回波集合计算模型；计算滤光罩回波波形及正常回波波形准线所在的时间值；利用所述计算滤光罩回波波形及正常回波波形准线所在的时间值进行三次样条差值计算，生成滤光罩回波修正表；根据修正表对每个扫描角度下，所述滤光罩不一致的数据集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

从上述描述可知，本发明的实施例所提供的用于激光测距设备的测距校准方法，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

在一种具体实施方式中，参见图2，所述用于激光测距设备的测距校准方法中的步骤4具体包括如下内容：

步骤41：将其他各滤光罩回波集合带入所述滤光罩回波计算模型进行验证，计算得到各滤光罩回波集合的模型匹配度。

在步骤41中，用于激光测距设备的测距校准系统依次将有序集合

中各子集合A’_(k,i)中各采样点带入到所述滤光罩回波计算模型中进行验证计算，计算出集合A’_(k,i)中每个数据点的匹配结果

并计算出集合A’_(k,i)与滤光罩回波计算模型匹配度

其中F_j为计算出的第j个点的电压幅值，F’_j为实际的第j个点的电压幅值，τ为设定电压误差阈值，N为激光雷达设定的最大扫描角度。

步骤42：根据各滤光罩回波集合的匹配度，计算得到激光测距设备在不同角度下的模型匹配度的算数平均值。

在步骤42中，用于激光测距设备的测距校准系统计算激光雷达在不同角度下，滤光罩回波计算模型匹配度的算数平均值：

步骤43：根据所述模型匹配度的算数平均值，计算得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

在步骤43中，用于激光测距设备的测距校准系统计算激光雷达在不同角度下，滤光罩回波特征信息的特征值的标准差：

从上述描述可知，本发明的实施例所提供的用于激光测距设备的测距校准方法，提供了一种能够根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差的可靠且高效的实现方式，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性。

在一种具体实施方式中，所述用于激光测距设备的测距校准方法还包括步骤A，且所述步骤A可以发生在步骤6之前的任何时间，以步骤A与步骤2同时发生为例，所述步骤A具体包括如下内容：

步骤A：在所述波形数据点集合中提取正常回波集合。

在步骤A中，正常回波集合为正常回波波形数据点集

且其表示第k个扫描周期下，第i个扫描角度下，采样的滤光罩回波波形数据点的集合，A₁’_(k,i)∈A_(k,i)，A₁’_(k,i)＝A_(k,i)-A’_(k,i)。

相对应的，参见图3，所述步骤6包括：

步骤61：根据所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引更新所述滤光罩回波计算模型，并生成正常回波计算模型。

在步骤61中，正常回波计算模型与滤光罩回波计算模型的形式相同，用于激光测距设备的测距校准系统。

步骤61具体包括如下内容：

步骤611：记录所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引i0，并记录所述匹配度小于第二阈值的所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引i_n。

步骤612：对所述波形数据点集合中位置在i₀及i_n的所述滤光罩回波集合及所述正常回波集合进行多项式拟合，分别生成新的滤光罩回波计算模型及正常回波计算模型。

步骤62：根据更新后的滤光罩回波计算模型和所述正常回波计算模型，生成滤光罩回波修正表。

步骤62具体包括如下内容：

步骤621：根据所述滤光罩回波计算模型计算得到滤光罩回波波形的准线所在的时间值，以及，根据所述正常回波计算模型计算得到正常回波波形的准线所在的时间值，其中，所述准线所在的时间值为回波曲线的准线与时间轴交点的时间值；

步骤622：根据所述滤光罩回波波形准线所在的时间值和正常回波波形准线所在的时间值，获取时间差δi；

步骤623：根据所述时间差δi进行三次样条差值计算，生成滤光罩回波修正表。

步骤63：根据所述滤光罩回波修正表，对滤光罩回波不一致的数据点集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

可以理解的是，用于激光测距设备的测距校准系统记录拟合成功的滤光罩回波集合在原

集合中的位置索引i₀，并记录所述匹配度γ_(ki)小于阈值η的集合在原

集合中的位置索引i_n，所述阈值η通过实验测得；对全部原

集合中位置在i₀及i_n的滤光罩回波集合及正常回波信号集合进行多项式拟合，分别生成滤光罩回波集合计算模型

及正常回波集合计算模型

通过计算

及

的准线X＝-a₁/2,分别每个集合得到滤光罩回波准线时间点X_i’及正常回波准线时间点X_i”，并计算时间差δ_i；以i₀时刻(X_i,δ_i)为基准，对(X_i,δ_i)进行三次样条差值拟合，计算出每个滤光罩回波对应的时间差修正表；根据修正表对每个扫描角度下，所述滤光罩不一致的数据集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

从上述描述可知，本发明的实施例所提供的用于激光测距设备的测距校准方法，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够确定滤光罩回波不一致的激光测距设备的测距校准值，进而能够及时有效地提示研发人员根据该测距校准值对激光测距设备进行重新调试，即提高了设有滤光罩的激光测距设备的运行准确性和可靠性。

为进一步的说明本方案，本发明还提供一种用于激光测距设备的测距校准方法的具体应用实例，参见图4，所述用于激光测距设备的测距校准方法具体包括如下内容：

S41：将激光器放置在标准校准模块中心；

S42：检测是否有多重回波，如果有则进入步骤S43，如果没有则进入步骤S44；

S43：如果第一重回波小于0.5m，则该回波为滤光罩回波，进入步骤S45，若大于0.5m则结束流程；

S44：若存在极小值，则第一个极小值为滤光罩回波，进入步骤S45，若没有则结束流程；

S45：拟合点数最多的滤光罩回波波形，并将其余滤光罩波形带入到拟合模型中进行验算，判断滤光罩回波一致性；

S46：对于不合格的滤光罩，对所有回波信号进行拟合，并对点数最多的滤光罩回波信号的所有回波波形进行拟合；

S47：对所有拟合信号的滤光罩回波波形及正常回波波形准线的差值进行三次样条差值计算，生成滤光罩回波修正表；

S48：对不合格滤光罩波形进行修正。

在一种具体应用举例中，图5示出了扫描式激光器激光回波波形的一种情况，当目标待测物与激光器距离较远时，滤光罩回波与激光回波完全分开，图5中虚线框中的波形为滤光罩波形或滤光罩回波与正常回波的合成波形，并且滤光罩回波已被激光回波融合，虚线框之外的波形为正常回波波形。

图6展示了针对图5所示的激光回波波形的一种滤光罩波形提取方法流程，具体包括：

S61：判断扫描波形是否为多重回波，如果是则进入下一步操作，如果不是，则进入下一步逻辑判断；

S62：判断第一重回波测距距离是否小于0.5m，如果是则表示该回波为滤光罩回波，并将该点计入到滤光罩匹配度计算所需点集合A’(k,i)中，如果不是则表示该回波为异常点，直接结束操作，并且该点不计入滤光罩匹配度计算。

在一种具体应用举例中，图7展示了扫描式激光器激光回波波形的一种情况，当目标待测物与激光器距离较近时，滤光罩回波与激光回波没有完全分开，图7中虚线框中的波形为滤光罩波形虚线框之外的波形为正常回波波形，从图7中可以看出，此时滤光罩回波已经出现了波峰。

图8展示了针对图7所示的激光回波波形的一种滤光罩波形提取方法流程，具体包括：

S81：计算波形极大、极小值；

S82：判断波形是否存在一个极小值，如果是则进入下一步操作，如果不是，则不进行后续步骤；

S83：如果存在一个极小值，则第一个极小值之前的回波信号为滤光罩回波信号。

在一种具体应用举例中，图9(a)和图9(b)均为正常滤光罩回波信号，但是滤光罩回波信号波形特征不一致。但理论上，对于同一个激光器，滤光罩回波的趋势应该是一致的，此时就可以使用一致性检验装置进行识别。

在一种具体应用举例中，参见图10，提供了一种识别滤光罩回波波形一致性的实施例，以此来判断各扫描角度下滤光罩回波波形是否一致，从而识别激光雷达测距一致性。具体流程如下：

S101：利用所述高速AD采集模块，获取圈激光雷达在每一个扫描周期，每一个扫描角度下的扫描数据波形数据点集

其中

为第k个扫描周期下，采样的所有扫描数据点的集合；A(k,i)为第k个扫描周期下，第i个扫描角度下，采样的数据波形点的集合；

S102：数据处理模块提取滤光罩回波波形数据点集

其中表示第k个扫描周期下，第i个扫描角度下，采样的滤光罩回波波形数据点的集合；

S103：选取

中数据点数最多的集合A’_(k,i)，并对该集合进行二次多项式拟合，计算得到生成滤光罩回波计算模型：F(j)＝a₂X²+a₁X+a₀，其中j为第j个扫描点的电压幅值计算值，X为第j个采样点计时时间数据。

S104：将集合

中子集合A’(k,i)中，每个扫描点带入到模型F(j)＝a₂X²+a₁X+a₀中计算,计算出集合A’(k,i)中每个数据点的匹配结果

并计算出集合A’(k,i)与滤光罩回波计算模型匹配度

其中Fj为计算出的第j个点的电压幅值，F’j为实际的第j个点的电压幅值，τ为设定电压误差阈值，N为激光雷达设定的最大扫描角度；

S105：计算激光雷达在不同角度下，滤光罩回波计算模型匹配度的算数平均值：

S106：计算激光雷达在不同角度下，滤光罩回波特征信息的特征值的标准差：

S107：若标准差σ小于设定阈值时即可认定激光雷达测距一致性达到标准，若标准差σ大于设定阈值则认定激光雷达测距一致性达不到标准。

从上述描述可知，本发明的应用实例所提供的用于激光测距设备的测距校准方法，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够确定滤光罩回波不一致的激光测距设备的测距校准值，进而能够及时有效地提示研发人员根据该测距校准值对激光测距设备进行重新调试，即提高了设有滤光罩的激光测距设备的运行准确性和可靠性。

本发明的实施例二提供一种用于激光测距设备的测距校准系统的具体实施方式，参见图11，所述用于激光测距设备的测距校准系统独立设置在激光测距设备外部或者集成设置在激光测距设备内部，且所述用于激光测距设备的测距校准系统具体包括如下内容：

高速AD采集模块10，用于采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合，其中，所述激光测距设备上设有滤光罩。

滤光罩回波集合提取模块20，用于在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合。

滤光罩回波计算模型获取模块30，用于对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型。

标准差获取模块40，用于根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

所述标准差获取模块40包括：

模型匹配度计算单元，用于将其他各滤光罩回波集合带入所述滤光罩回波计算模型进行验证，计算得到各滤光罩回波集合的模型匹配度。

算数平均值计算单元，用于根据各滤光罩回波集合的匹配度，计算得到激光测距设备在不同角度下的模型匹配度的算数平均值。

标准差计算单元，用于根据所述模型匹配度的算数平均值，计算得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

滤光罩回波不一致判定模块50，用于在判断获知所述标准差大于第一阈值时，判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致。

校准模块60，用于对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

其中，所述测距校准系统还包括：

正常回波集合提取模块，用于在所述波形数据点集合中提取正常回波集合；

相对应的，所述校准模块包括：

正常回波计算模型获取单元，用于根据所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引更新所述滤光罩回波计算模型，并生成正常回波计算模型；

滤光罩回波修正表生成单元，用于根据更新后的滤光罩回波计算模型和所述正常回波计算模型，生成滤光罩回波修正表；

修正数据添加单元，用于根据所述滤光罩回波修正表，对滤光罩回波不一致的数据点集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

本发明提供的用于激光测距设备的测距校准系统的实施例具体可以用于执行上述用于激光测距设备的测距校准方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。

在一种具体实施方式中，用于激光测距设备的测距校准系统具体可以为一种激光雷达测距一致性检验装置，所述装置包括：连接模块、高速AD采集模块、数据处理模块和显示模块。其中，所述连接模块与激光雷达回波信号输出接口连接；所述高速AD采集模块，通过连接模块，采集每一圈激光雷达回波信号波形；所述数据处理模块与高速AD采集模块连接，用于对每一圈的激光雷达回波信号进行数据分析，并提取每个扫描角度下激光雷达滤光罩回波信号波形，拟合出滤光罩回波信号计算模型，并进行比对，从而达到验证激光雷达测距一致性的目的；所述柱状测试模块，用于保证在每个扫描角度下，滤光罩回波信号都能够测量到；所述显示模块，用于显示激光雷达一致性检验结果；激光雷达测距一致性达不到标准，表明激光雷达光路存在问题，或者滤光罩质量不合格。

从上述描述可知，本发明的实施例所提供的用于激光测距设备的测距校准系统，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够确定滤光罩回波不一致的激光测距设备的测距校准值，进而能够及时有效地提示研发人员根据该测距校准值对激光测距设备进行重新调试，即提高了设有滤光罩的激光测距设备的运行准确性和可靠性。

本发明的实施例三提供能够实现上述用于用于激光测距设备的测距校准方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图12，所述电子设备具体包括如下内容：

处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(CommunicationsInterface)603和总线604；

其中，所述处理器601、存储器602、通信接口603通过所述总线604完成相互间的通信；所述通信接口603用于用于激光测距设备的测距校准系统各模块与激光测距设备之间的信息传输；

所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例一中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤1：采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合，其中，所述激光测距设备上设有滤光罩；

步骤2：在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合；

步骤3：对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；

步骤4：根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；

步骤5：判断所述标准差是否大于第一阈值，若是，则判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；

步骤6：对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

从上述描述可知，本发明的实施例所提供的电子设备，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够确定滤光罩回波不一致的激光测距设备的测距校准值，进而能够及时有效地提示研发人员根据该测距校准值对激光测距设备进行重新调试，即提高了设有滤光罩的激光测距设备的运行准确性和可靠性。

本发明的实施例四提供能够实现上述用于用于激光测距设备的测距校准方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例一的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤1：采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合，其中，所述激光测距设备上设有滤光罩；

步骤2：在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合；

步骤3：对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；

步骤4：根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；

步骤5：判断所述标准差是否大于第一阈值，若是，则判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；

步骤6：对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准。

从上述描述可知，本发明的实施例所提供的计算机可读存储介质，能够有效检测设有滤光罩的激光测距设备的滤光罩回波的一致性，且测距过程准确且高效，并能够确定滤光罩回波不一致的激光测距设备的测距校准值，进而能够及时有效地提示研发人员根据该测距校准值对激光测距设备进行重新调试，即提高了设有滤光罩的激光测距设备的运行准确性和可靠性。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于激光测距设备的测距校准方法，其特征在于，所述测距校准方法包括：

步骤1：采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合；

步骤2：在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合，其中，所述滤光罩回波集合为所述激光测距设备上滤光罩的回波集合；

步骤3：对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；

步骤4：根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；

步骤5：判断所述标准差是否大于第一阈值，若是，则判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；

步骤6：对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准；

所述步骤4包括：

步骤41：将其他各滤光罩回波集合带入所述滤光罩回波计算模型进行验证，计算得到各滤光罩回波集合的模型匹配度；

步骤42：根据各滤光罩回波集合的匹配度，计算得到激光测距设备在不同角度下的模型匹配度的算数平均值；

步骤43：根据所述模型匹配度的算数平均值，计算得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

2.根据权利要求1所述的测距校准方法，其特征在于，所述测距校准方法还包括：

在所述波形数据点集合中提取正常回波集合；

相对应的，所述步骤6包括：

步骤61：根据所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引更新所述滤光罩回波计算模型，并生成正常回波计算模型；

步骤62：根据更新后的滤光罩回波计算模型和所述正常回波计算模型，生成滤光罩回波修正表；

步骤63：根据所述滤光罩回波修正表，对滤光罩回波不一致的数据点集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

3.根据权利要求2所述的测距校准方法，其特征在于，所述步骤61包括：

步骤611：记录所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引i₀，并记录所述匹配度小于第二阈值的所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引i_n；

步骤612：对所述波形数据点集合中位置在i₀及i_n的所述滤光罩回波集合及所述正常回波集合进行多项式拟合，分别生成新的滤光罩回波计算模型及正常回波计算模型。

4.根据权利要求2所述的测距校准方法，其特征在于，所述步骤62包括：

步骤621：根据所述滤光罩回波计算模型计算得到滤光罩回波波形的准线所在的时间值，以及，根据所述正常回波计算模型计算得到正常回波波形的准线所在的时间值，其中，所述准线所在的时间值为回波曲线的准线与时间轴交点的时间值；

步骤622：根据所述滤光罩回波波形准线所在的时间值和正常回波波形准线所在的时间值，获取时间差；

步骤623：根据所述时间差进行三次样条差值计算，生成滤光罩回波修正表。

5.一种用于激光测距设备的测距校准系统，其特征在于，所述测距校准系统独立设置在激光测距设备外部或者集成设置在激光测距设备内部，且所述测距校准系统包括：

高速AD采集模块，用于采集固定设置的激光测距设备多次进行多角度激光扫描得到的扫描数据，并根据全部的扫描数据生成波形数据点集合，其中，所述激光测距设备上设有滤光罩；

滤光罩回波集合提取模块，用于在所述波形数据点集合中提取全部的滤光罩回波集合；

滤光罩回波计算模型获取模块，用于对数据点数量最多的滤光罩回波集合进行多项式拟合，得到滤光罩回波计算模型；

标准差获取模块，用于根据所述滤光罩回波计算模型得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差；

滤光罩回波不一致判定模块，用于在判断获知所述标准差大于第一阈值时，判定所述激光测距设备的滤光罩回波不一致；

校准模块，用于对滤光罩回波不一致的激光测距设备进行校准；

所述标准差获取模块包括：

模型匹配度计算单元，用于将其他各滤光罩回波集合带入所述滤光罩回波计算模型进行验证，计算得到各滤光罩回波集合的模型匹配度；

算数平均值计算单元，用于根据各滤光罩回波集合的匹配度，计算得到激光测距设备在不同角度下的模型匹配度的算数平均值；

标准差计算单元，用于根据所述模型匹配度的算数平均值，计算得到滤光罩回波特征信息的特征值的标准差。

6.根据权利要求5所述的测距校准系统，其特征在于，所述测距校准系统还包括：

正常回波集合提取模块，用于在所述波形数据点集合中提取正常回波集合；

相对应的，所述校准模块包括：

正常回波计算模型获取单元，用于根据所述滤光罩回波集合在所述波形数据点集合中的位置索引更新所述滤光罩回波计算模型，并生成正常回波计算模型；

滤光罩回波修正表生成单元，用于根据更新后的滤光罩回波计算模型和所述正常回波计算模型，生成滤光罩回波修正表；

修正数据添加单元，用于根据所述滤光罩回波修正表，对滤光罩回波不一致的数据点集合添加对应的修正数据，以此补偿滤光罩回波不一致导致的计时精度误差。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述用于激光测距设备的测距校准方法方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述用于激光测距设备的测距校准方法方法的步骤。

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