CN110007292B - 一种激光雷达零位标定的方法及标定系统 - Google Patents
一种激光雷达零位标定的方法及标定系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110007292B CN110007292B CN201910275697.6A CN201910275697A CN110007292B CN 110007292 B CN110007292 B CN 110007292B CN 201910275697 A CN201910275697 A CN 201910275697A CN 110007292 B CN110007292 B CN 110007292B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zero
- laser radar
- calibration
- light
- standard light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
Abstract
本发明提供一种激光雷达零位标定的方法及标定系统，所述方法包括设置待测激光雷达于固定基座上的预设位置，以所述待测激光雷达的中心为坐标原点且基于所述固定基座所构建的平面直角坐标系，与所述待测激光雷达所采用的空间直角坐标系中的xoy面重合，所述待测激光雷达所发出的预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光为预期零位光，在零位光的出射路径上构建有零位参考物；运行待测激光雷达，获取待测激光雷达对零位参考物及周边物体多次测量得到的点云数据；确定每次测量得到的点云数据中对应于零位参考物的目标数据点，根据目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定待测激光雷达的零位偏移量。
Description
技术领域
本发明涉及环境感知技术领域，特别涉及一种激光雷达零位标定的方法及标定系统。
背景技术
在自动驾驶技术中，环境感知系统是基础且至关重要的一环，是自动驾驶汽车安全性和智能性的保障。环境感知传感器中，激光雷达在可靠度、探测范围及测距精度等方面具有不可比拟的优势。
激光雷达进行测量工作的一项主要内容是采集三维空间中障碍物的位置信息，通过激光探测采集障碍物到测量系统的距离信息；同时激光雷达的编码器可以获得其角度信息，如方位角与俯仰角。
但由于工艺或安装方面等各种原因，现有的激光雷达所实际发出的预期零位光，也就是激光雷达所发出的预期测量时对应比如码盘或者编码器的角度测量装置的零刻度位置的光，最后与通过码盘或者编码器实际测量得到的探测零位光不对应，也即存在零位偏移，故会影响激光雷达的精确度。目前，并没有发现有合适的方法及标定系统对激光雷达进行零位标定。
另外，随着自动驾驶市场的逐步推广，逐渐增长的用户量带来越来越多的激光雷达的标定需求。因此有必要提供一种激光雷达的零位标定方法及标定系统，便于对激光雷达进行标定。
发明内容
本发明要解决是激光雷达发出的预期光的角度与激光雷达的码盘或编码器实际测量所得到的角度不对应的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种激光雷达零位标定的方法，所述方法包括：
设置待测激光雷达于固定基座上的预设位置，以所述待测激光雷达的中心为坐标原点且基于所述固定基座所构建的平面直角坐标系，与所述待测激光雷达所采用的空间直角坐标系中的xoy面重合，所述待测激光雷达所发出的预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光为预期零位光，在所述预期零位光的出射路径上构建有零位参考物；
运行所述待测激光雷达，获取所述待测激光雷达对所述零位参考物及周边物体多次测量得到的点云数据；
确定每次测量得到的所述点云数据中对应于所述零位参考物的目标数据点，根据所述目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定所述待测激光雷达的零位偏移量。
可选地，所述根据所述目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定所述待测激光雷达的零位偏移量，包括：
将所述探测零位光的角度，作为所述激光雷达的零位偏移量，并求多个所述零位偏移量的平均值，作为所述待测激光雷达的零位偏移量。
可选地，所述固定基座包括基板和校准安装部，所述基板用于安装待测激光雷达于预设位置，在所述设置待测激光雷达于预设位置之前，所述方法还包括：搭建标准光指示组件，并调整所述标准光指示组件，用于指示所述待测激光雷达的预期零位光出射方向；
所述搭建标准光指示组件包括：确定固定基座的待测激光雷达的安装基准线平行或垂直于所述固定基座的校准安装部的校准轴线，将所述标准光指示组件安装于所述校准安装部；
其中，所述校准轴线方向能指示所述预期零位光的出射方向。
可选地，所述调整所述标准光指示组件包括：
调整标准光出射的角度，并旋转所述标准光指示组件，确保标准光的出射方向与所述校准轴线同轴。
可选地，所述确保标准光的出射方向与所述校准轴线同轴，包括：
旋转所述标准光指示组件；其中，所述零位参考物的宽度不小于所述零位光在所述零位参考物处对应的光斑尺寸；
当所述标准光在所述零位参考物上的光斑移动轨迹始终保持为一个光斑，确定标准光的出射方向与所述校准轴线同轴。
可选地，所述调整标准光出射的角度，包括：
通过所述标准光指示组件的光学调整架在俯仰和/或偏摆方向调整标准光出射的角度。
可选地，所述零位参考物为零位狭缝；
所述在所述预期零位光的出射路径上构建零位参考物，包括：
通过目标板在所述预期零位光的出射路径上构建预设宽度的零位狭缝；
沿第一方向移动所述固定基座和所述标准光指示组件或沿第一方向移动调整所述零位狭缝的位置，使得所述标准光穿过所述零位狭缝；
其中，所述第一方向垂直于所述校准轴线。
可选地，所述零位参考物为预设尺寸的目标板；
所述在所述预期零位光的出射路径上构建零位参考物，包括：
在所述预期零位光的出射路径上构建预设尺寸的目标板；
沿第一方向移动所述固定基座和所述标准光指示组件或沿第一方向移动调整所述目标板的位置，使得所述标准光的光斑落在所述目标板上；
其中，所述第一方向垂直于所述校准轴线。
本发明实施例提供了一种激光雷达零位标定系统，所述系统包括固定基座和零位参考物，所述固定基座用于安装待测激光雷达于预设位置，以所述待测激光雷达的中心为坐标原点且基于所述固定基座所构建的平面直角坐标系，与所述待测激光雷达所采用的空间直角坐标系中的xoy面重合，所述待测激光雷达所发出的预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光为预期零位光，在所述预期零位光的出射路径上构建有零位参考物；其中，所述待测激光雷达运行后能够获取所述待测激光雷达对所述零位参考物及周边物体在预设测量范围内多次测量得到的点云数据，根据每次测量的所述点云数据中对应于所述零位参考物的目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定所述待测激光雷达的零位偏移量。
可选地，所述零位标定系统还包括标准光指示组件，所述标准光指示组件包括激光器，所述激光器用于指示所述待测激光雷达的预期零位光的出射方向；
所述固定基座包括基板和校准安装部，所述基板用于安装待测激光雷达于预设位置，所述校准安装部位于所述基板的一侧，所述校准安装部与所述标准光指示组件配合连接，所述校准安装部具有校准轴线，所述标准光指示组件能够绕所述校准轴线旋转运动。
可选地，所述零位参考物为目标板形成的零位狭缝，所述激光器的出射的标准光能够穿过所述零位狭缝；或，
所述零位参考物为预设尺寸的目标板，所述激光器的出射的标准光的光斑落在所述目标板上。
可选地，所述基板具有相对的顶面和底面，所述校准安装部设置于所述底面一侧；
所述顶面设有至少一组定位件，所述定位件用于定位安装所述待测激光雷达，所述定位件定义的待测激光雷达的安装基准线平行或垂直于所述校准轴线。
可选地，所述校准安装部具有圆形通孔，所述圆形通孔的轴线为所述校准轴线；
所述标准光指示组件与所述圆形通孔插接连接，所述标准光指示组件能够绕所述校准轴线旋转运动。
可选地，所述标准光指示组件包括激光器安装筒和光学调整架；
所述激光器安装筒的一端插接于所述圆形通孔内，所述激光器安装筒的另一端与所述光学调整架相连，所述激光器穿过所述光学调整架的中心与所述激光器安装筒相连；
所述光学调整架用于在俯仰和/或偏摆方向调整所述激光器的标准光出射角度。
可选地，所述激光器安装筒的外壁设有限位件，所述限位件抵接于所述校准安装部。
采用上述技术方案，本发明所述的激光雷达零位标定方法及标定系统具有如下有益效果：
本发明将待测激光雷达安装在预定的位置，并在预期零位光的出射路径上构建零位参考物，运行激光雷达获取到对应所述零位参考物及周边物体的多次测量的点云数据，通过零位参考物对应的目标数据点计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，进而确定出待测激光雷达的零位偏移量，多次测量取零位参考物对应的角度偏移量平均值，进而可以补偿待测激光雷达的零位偏移量，故可以校准待测激光雷达对角度测量的偏差，测量过程操作简便，可以快速标定待测激光雷达。
进一步地，本发明借助标准光指示组件指示待测激光雷达的零位光发射方向，完成标准光指示组件的搭建后可以重复使用，无需每次都进行调整，只需更换待测激光雷达即可进行标定，大大提升激光雷达的标定效率。
进一步地，本发明的标准光指示组件还可以警示标定系统是否出现问题，根据需要再次进行调整标定系统的精确度即可，可以有效减少调整的工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例1的一种激光雷达零位标定的方法；
图2为本发明实施例1标定方法的多帧点云数据的叠加结果数据图；
图3为图2中部分数据的局部放大图；
图4为本发明实施例2的一种固定基座与标准光指示组件的装配图；
图5为图4的分解示意图；
图6为本发明实施例2的一种标定系统示意图；
以下对附图作补充说明：
200-固定基座；201-基板；202-校准安装部；203-定位件；204-圆形通孔；
300-零位参考物；301-目标板；302-零位狭缝；
400-待测激光雷达；
500-标准光指示组件；501-激光器；502-激光器安装筒；503-光学调整架；504-限位件。
具体实施方式
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、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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的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。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1：
为解决现有技术中激光雷达发出的光的角度或者说方位与激光雷达的码盘或编码器的测量所得的角度不对应的问题，图1示出了本发明一个实施例的激光雷达零位标定的方法，下面参考图1对本发明的技术方案进行介绍。如图1所示，本发明提供一种激光雷达零位标定的方法，上述方法包括：
S101、设置待测激光雷达于预设位置。
在具体实施中，所述待测激光雷达设置于固定基座上，固定基座上用以固定激光雷达的定位件以及指示光出射方向的标准光指示组件的方向设置需要满足一定的条件，具体而言，若以所述待测激光雷达的中心o点为坐标原点且基于所述固定基座构建平面直角坐标系x1oy1，则与所述待测激光雷达所采用的空间直角坐标系xyz中的xoy面重合，其实也就是平面直角坐标系x1oy1与xoy这个平面直角坐标系重合。
并且，在确定了坐标系之后，为便于描述，本申请将所述待测激光雷达所发出的预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光称作预期零位光。可以理解的是，角度测量装置可以为码盘或者编码器之类的角度测量元件。
S103、在上述预期零位光的出射路径上构建零位参考物。
S105、运行上述待测激光雷达，获取上述待测激光雷达对上述零位参考物及周边物体多次测量得到的点云数据；
S107、确定每次测量得到的上述点云数据中对应于上述零位参考物的目标数据点，根据上述目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定上述待测激光雷达的零位偏移量。
由于预期零位光为预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光，故在具体实施中，所述根据所述目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定所述待测激光雷达的零位偏移量，可以将所述探测零位光的角度，直接作为所述激光雷达的零位偏移量，进而求多个所述零位偏移量的平均值，作为所述待测激光雷达的零位偏移量。
具体地，上述预期零位光是激光雷达的某个或多个激光器发出的对应码盘零刻度位置的光束。优选的，可以控制激光雷达的一个激光器用于发射探测光束，激光雷达工作时，激光器在初始位置所发出的探测光束为预期零位光。
本实施例中，上述零位参考物可以为目标板形成的零位狭缝，上述周边物体为上述零位狭缝两侧的目标板以及零位狭缝对应的远处障碍物，如墙壁等。在可能的实施例中，上述零位参考物为预设尺寸的目标板，相应地，上述周边物体可以为远处墙壁等障碍物。需要说明的是，上述零位参考物是零位狭缝的技术方案和上述零位参考物是预设尺寸的目标板的技术方案正好是相反的实施方式，上述预设尺寸的目标板与上述零位狭缝的宽度可以相等。
本发明将待测激光雷达安装在预定的位置，并在预期零位光的出射路径上构建零位参考物，运行激光雷达获取到对应上述零位参考物及周边物体的多次测量的点云数据，通过零位参考物对应的目标数据点计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，进而确定出待测激光雷达的零位偏移量，也就是预期零位光与探测零位光的角度差，再通过多次测量取零位参考物对应的角度偏移量平均值，以补偿待测激光雷达的零位光偏移量，操作简便，可以快速标定待测激光雷达。
在一些实施例中，上述步骤S101之前，上述方法还包括：
S100、搭建标准光指示组件，并调整上述标准光指示组件，用于指示上述待测激光雷达的预期零位光出射方向。
具体地，上述S100中，搭建标准光指示组件包括：确定固定基座的待测激光雷达的安装基准线垂直于上述固定基座的校准安装部的校准轴线，将上述标准光指示组件安装于上述校准安装部；其中，上述校准轴线方向能够指示上述预期零位光的出射方向。
并且，以所述待测激光雷达的中心为坐标原点且基于所述固定基座所构建的平面直角坐标系x1oy1，可以为以安装基准线为x1横轴，校准轴线为y1纵轴的坐标系。
在可能的实施方式中，上述待测激光雷达的安装基准线也可以平行且位于上述校准轴线的正上方。
需要说明的是，因考虑到预期零位光可以为多个光源发出的探测光束，因此某一时刻的某一束预期零位光可以与上述校准轴线的方向不完全一致，只要零位光可以入射到上述零位参考物即可，也就是说，上述校准轴线可以指示出上述预期零位光的出射方向，上述预期零位光的出射方向与上述校准轴线两者并不一定要平行，也可以呈一定的夹角。同理，上述标准光指示组件发出的标准光能够始终射向上述零位参考物，只要上述标准光指示组件可以与某一时刻的某一束预期零位光的出射方向平行即可。
优选的，该实施例中，待测激光雷达放置于固定基座上，启动电源后通过控制待测激光雷达的其中一个光源发射的单束探测激光束形成上述预期零位光，且上述单束探测激光束的初始位置也对准上述零位参考物，上述校准轴线与上述标准光的出射方向同轴，上述单束探测激光束的出射方向平行于上述标准光的出射方向；理论此时初始位置发出的单侧探测激光束应该对应码盘上的0°位置或者零刻度，但是从码盘获取到的相应探测零位光的角度测量值不为零，则其发生偏移。
本发明借助标准光指示组件指示待测激光雷达的预期零位光发射方向，完成标准光指示组件的搭建后可以重复使用，无需每次都进行调整，只需更换待测激光雷达即可进行标定，大大提升激光雷达的标定效率。
在一些实施例中，S100中，上述调整上述标准光指示组件包括：
调整标准光出射的角度，并旋转上述标准光指示组件，确保标准光的出射方向与上述校准轴线同轴。
具体地，本发明实施例可以通过上述标准光指示组件的光学调整架在俯仰和/或偏摆方向调整标准光出射的角度。即上述标准光指示组件的标准光源能够通过光学调整架来调整其标准光出射方向的俯仰和/或偏摆，确保其标准光的出射方向指示出校准轴线。
在一些实施例中，S100中，上述确保标准光的出射方向与上述校准轴线同轴，可以设置零位参考物的宽度不小于上述预期零位光在上述零位参考物处对应的光斑尺寸，进而旋转上述标准光指示组件，预期零位光然后当上述标准光在上述零位参考物上的光斑移动轨迹始终保持为一个光斑时，确定标准光的出射方向与上述校准轴线同轴。
可以理解为，旋转上述标准光指示组件，上述标准光指示组件能够绕上述校准轴线360°旋转，若上述标准光的出射方向与上述校准轴线同轴，则标准光的光斑旋转的轨迹始终是一个较小的光斑；相反，如果上述标准光的光斑随上述标准光指示组件的旋转，其光斑的移动轨迹呈现出一个画圆圈的路径，则上述标准光的出射方向与上述校准轴线不同轴，还需要重新调整上述标准光的出射方向。为清晰的观察光斑，本发明实施例可以临时用一块板放置在零位参考物的位置来调节，确保标准光的出射方向与上述校准轴线同轴。
在一些实施例中，上述零位参考物可以为零位狭缝；
上述S103中，在上述预期零位光的出射路径上构建零位参考物，具体包括：
通过目标板在上述预期零位光的出射路径上构建预设宽度的零位狭缝；
沿第一方向移动上述固定基座和上述标准光指示组件或沿第一方向移动调整上述零位狭缝的位置，使得上述标准光穿过上述零位狭缝；其中，上述第一方向垂直于上述校准轴线。
在可能的实施方式中，上述零位参考物还可以为预设尺寸的目标板；
上述S103中，在上述预期零位光的出射路径上构建零位参考物，具体包括：
在上述预期零位光的出射路径上构建预设尺寸的目标板；
沿第一方向移动上述固定基座和上述标准光指示组件或沿第一方向移动调整上述目标板的位置，使得上述标准光的光斑落在上述目标板上；其中，上述第一方向垂直于上述校准轴线。
在一些实施例中，上述S107中，根据上述目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，进而确定上述待测激光雷达的零位偏移量，具体包括：
将所述计算每个所述目标数据点对应的探测零位光的角度，作为所述激光雷达的角度零位偏移量，并求多个所述目标数据点的所述零位偏移量角度偏移量的平均值，作为所述待测激光雷达的零位度光偏移量。
图2示出了本发明标定方法的多帧点云数据的叠加结果数据图，图2中的零位参考物为上述零位狭缝，图3为图2中部分数据的局部放大图，参考图2和图3对本实施例的零位标定方法的数据处理过程做详细说明。
本实施例上述点云数据为直角坐标系下示出的，上述直角坐标系是以上述待测激光雷达的中心为坐标原点的平面直角坐标系，且上述待测激光雷达的中心轴线垂直于上述直角坐标系定义的平面。上述平面直角坐标系的横坐标为x轴，纵坐标为y轴，x轴平行于所述校准轴线，任意一个目标数据点的坐标为(xi，yi)，该坐标点(xi，yi)对应的角度θi可以利用下列公式计算：
上述待测激光雷达的零位偏移量记为
通过下列公式计算：
具体的，利用上述θi和
的计算公式，以20帧点云数据为例，其中第一个目标数据点(x1，y1)对应的角度θ1＝3.10°；第二个目标数据点的坐标为(x2，y2)对应的角度θ2＝3.25°；……；第二十个目标数据点的坐标为(x20，y20)对应的角度θ20＝2.90°；若20个目标数据点对应的激光雷达的零位偏移量为
则上述待测激光雷达的码盘应该设置-3°进行修正。
在数据取值的范围方面，只要保证覆盖到上述零位狭缝且两侧稍有余量作对比即可，如图2所示，只需要取值x＝0.1与x＝0.2之间区域就可以满足取值范围的要求。
实施例2：
图4示出了本发明标定系统的一种固定基座与标准光指示组件的装配图，图5为图4的分解示意图；图6示出了本发明实施例的一种标定系统示意图。结合图4、图5和图6所示，本实施例提供一种激光雷达零位标定系统，包括固定基座200和零位参考物300，上述固定基座200用于安装待测激光雷达400于预设位置，以所述待测激光雷达的中心为坐标原点且基于所述固定基座所构建的平面直角坐标系，与所述待测激光雷达所采用的空间直角坐标系中的xoy面重合，所述待测激光雷达所发出的预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光为预期零位光，在所述预期零位光的出射路径上构建有零位参考物；
其中，上述待测激光雷达400运行后能够获取上述待测激光雷达400对上述零位参考物300及周边物体在预设测量范围内多次测量得到的点云数据，根据每次测量的上述点云数据中对应于上述零位参考物300的目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，进而确定上述待测激光雷达400的零位偏移量。
具体地，上述预期零位光是激光雷达的某个或多个激光器发出的对应码盘零刻度位置的光束。优选的，可以控制激光雷达的一个激光器用于发射探测光束，激光雷达工作时，激光器在初始位置为发出对应码盘的上述探测光束为预期零位光。
本实施例中，上述零位参考物可以为目标板形成的零位狭缝，上述周边物体为上述零位狭缝两侧的目标板以及零位狭缝对应的远处障碍物，如墙壁等。在可能的实施例中，上述零位参考物为预设尺寸的目标板，相应地，上述周边物体可以为远处墙壁等障碍物。
在一些实施例中，如图4和图5所示，上述零位标定系统还包括标准光指示组件500，上述标准光指示组件500包括激光器501，上述激光器501能够发出指示光束，在待测激光雷达工作时，上述激光器501用于指示上述待测激光雷达的预期零位光的出射方向。
上述固定基座200包括基板201和校准安装部202，上述基板201用于安装待测激光雷达于预设位置，上述校准安装部202位于上述基板201的一侧，上述校准安装部202与上述标准光指示组件500配合连接，上述校准安装部202具有校准轴线，上述标准光指示组件500能够绕上述校准轴线旋转运动。
本发明借助标准光指示组件指示待测激光雷达的预期零位光发射方向，完成标准光指示组件的搭建后可以重复使用，无需每次都进行调整，只需更换待测激光雷达即可进行标定，大大提升激光雷达的标定效率。上述标准光指示组件还可以警示标定系统是否出现问题，根据需要再次进行调整标定系统的精确度即可，可以有效减少调整的工作量。
在一些实施例中，如图6所示，上述零位参考物300为目标板301形成的零位狭缝302，上述激光器的出射的标准光能够穿过上述零位狭缝302。具体的，上述零位狭缝可以通过两块上述目标板301间隔形成。或者，上述零位狭缝也可以通过在一块目标板上开通孔的方式实现。
在可能的实施方式中，上述零位参考物为预设尺寸的目标板，上述激光器的出射的标准光的光斑落在上述目标板上。需要说明的是，上述零位参考物是零位狭缝的技术方案和上述零位参考物是预设尺寸的目标板的技术方案正好是相反的实施方式，上述预设尺寸的目标板与上述零位狭缝的宽度可以相等。
在一些实施例中，上述基板具有相对的顶面和底面，上述校准安装部设置于上述底面一侧；
上述顶面设有一组定位件，上述定位件用于定位安装上述待测激光雷达，上述定位件定义的待测激光雷达的安装基准线垂直于上述校准轴线。具体的，如图4和图5所示，上述顶面上设有两个定位件203，上述定位件203为定位销，两个上述定位件203间隔设置，两个上述定位件203定义的待测激光雷达的安装基准线垂直于上述校准轴线。在别的实施方式中，上述定位件还可以多设置几组，只要能确保其中一条安装基准线垂直于上述校准轴线即可。
在可能的实施方式中，两个定位件定义的待测激光雷达的安装基准线还可以平行于上述校准轴线，且上述待测激光雷达的安装基准线位于上述校准轴线的正上方。
在一些实施例中，如图4和图5所示，上述校准安装部202具有圆形通孔204，上述圆形通孔204的轴线为上述校准轴线。
上述标准光指示组件500与上述圆形通孔204插接连接，上述标准光指示组件500能够绕上述校准轴线旋转运动，以确保上述标准光指示组件500的标准光出射方向与上述校准轴线同轴。
在一些实施例中，如图4和图5所示，上述标准光指示组件500还包括激光器安装筒502和光学调整架503；上述激光器安装筒502的一端插接于上述圆形通孔204内，上述激光器安装筒502的另一端与上述光学调整架503相连，上述激光器501穿过上述光学调整架503的中心与上述激光器安装筒502相连；其中，上述光学调整架503用于在俯仰和/或偏摆方向调整上述激光器501的标准光出射角度，使得上述标准光指示组件500的标准光的出射方向指示出校准轴线。
在一些实施例中，如图4和图5所示，上述激光器安装筒的外壁设有限位件504，上述限位件504抵接于上述校准安装部202，以限制上述标准光指示组件500与上述校准安装部202的相对安装位置。
Claims (15)
1.一种激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述方法包括：
搭建标准光指示组件，并调整所述标准光指示组件，用于指示待测激光雷达的预期零位光出射方向，搭建标准光指示组件包括：确定固定基座的待测激光雷达的安装基准线垂直于所述固定基座的校准安装部的校准轴线，将所述标准光指示组件安装于所述校准安装部；
设置待测激光雷达于固定基座上的预设位置，构建所述待测激光雷达所采用的空间直角坐标系xyz，其中以所述校准轴线为x横轴，以所述待测激光雷达的中心为坐标原点且基于所述固定基座所构建的平面直角坐标系x1oy1，其中以所述安装基准线为x1横轴，所述校准轴线为y1纵轴，以使所述平面直角坐标系x1oy1所在平面与所述空间直角坐标系xyz中的xoy平面重合，所述待测激光雷达所发出的预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光为预期零位光，在所述预期零位光的出射路径上构建有零位参考物；
运行所述待测激光雷达，获取所述待测激光雷达对所述零位参考物及周边物体多次测量得到的点云数据；
确定每次测量得到的所述点云数据中对应于所述零位参考物的目标数据点，根据所述目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定所述待测激光雷达的零位偏移量。
2.根据权利要求1所述的激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述根据所述目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定所述待测激光雷达的零位偏移量，包括：
将所述探测零位光的角度，作为所述激光雷达的零位偏移量，并求多个所述零位偏移量的平均值，作为所述待测激光雷达的零位偏移量。
3.根据权利要求1所述的激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述固定基座包括基板，所述基板用于安装待测激光雷达于预设位置；
其中，所述校准轴线方向能指示所述预期零位光的出射方向。
4.根据权利要求3所述的激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述调整所述标准光指示组件包括：
调整标准光出射的角度，并旋转所述标准光指示组件，确保标准光的出射方向与所述校准轴线同轴。
5.根据权利要求4所述的激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述确保标准光的出射方向与所述校准轴线同轴，包括：
旋转所述标准光指示组件；其中，所述零位参考物的宽度不小于所述零位光在所述零位参考物处对应的光斑尺寸；
当所述标准光在所述零位参考物上的光斑移动轨迹始终保持为一个光斑，确定标准光的出射方向与所述校准轴线同轴。
6.根据权利要求5所述的激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述调整标准光出射的角度，包括：
通过所述标准光指示组件的光学调整架在俯仰和/或偏摆方向调整标准光出射的角度。
7.根据权利要求6所述的激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述零位参考物为零位狭缝；
所述在所述预期零位光的出射路径上构建零位参考物，包括：
通过目标板在所述预期零位光的出射路径上构建预设宽度的零位狭缝；
沿第一方向移动所述固定基座和所述标准光指示组件或沿第一方向移动调整所述零位狭缝的位置，使得所述标准光穿过所述零位狭缝；
其中，所述第一方向垂直于所述校准轴线。
8.根据权利要求6所述的激光雷达零位标定的方法，其特征在于，所述零位参考物为预设尺寸的目标板；
所述在所述预期零位光的出射路径上构建零位参考物，包括：
在所述预期零位光的出射路径上构建预设尺寸的目标板；
沿第一方向移动所述固定基座和所述标准光指示组件或沿第一方向移动调整所述目标板的位置，使得所述标准光的光斑落在所述目标板上；
其中，所述第一方向垂直于所述校准轴线。
9.一种激光雷达零位标定系统，用于实施权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，包括固定基座和零位参考物，所述固定基座用于安装待测激光雷达于预设位置，构建所述待测激光雷达所采用的空间直角坐标系xyz，其中以校准轴线为x横轴，以所述待测激光雷达的中心为坐标原点且基于所述固定基座所构建的平面直角坐标系x1oy1，其中以安装基准线为x1横轴，校准轴线为y1纵轴，以使所述平面直角坐标系x1oy1所在平面与所述空间直角坐标系xyz中的xoy平面重合，所述待测激光雷达所发出的预期测量时对应角度测量装置的零刻度位置的光为预期零位光，在所述预期零位光的出射路径上构建有零位参考物；
其中，所述待测激光雷达运行后能够获取所述待测激光雷达对所述零位参考物及周边物体在预设测量范围内多次测量得到的点云数据，根据每次测量的所述点云数据中对应于所述零位参考物的目标数据点，计算得到实际通过角度测量装置所测量得到的探测零位光的角度，且确定所述待测激光雷达的零位偏移量。
10.根据权利要求9所述的激光雷达零位标定系统，其特征在于，所述零位标定系统还包括标准光指示组件，所述标准光指示组件包括激光器，所述激光器用于指示所述待测激光雷达的预期零位光的出射方向；
所述固定基座包括基板和校准安装部，所述基板用于安装待测激光雷达于预设位置，所述校准安装部位于所述基板的一侧，所述校准安装部与所述标准光指示组件配合连接，所述校准安装部具有校准轴线，所述标准光指示组件能够绕所述校准轴线旋转运动。
11.根据权利要求10所述的激光雷达零位标定系统，其特征在于，所述零位参考物为目标板形成的零位狭缝，所述激光器的出射的标准光能够穿过所述零位狭缝；或，
所述零位参考物为预设尺寸的目标板，所述激光器的出射的标准光的光斑落在所述目标板上。
12.根据权利要求10所述的激光雷达零位标定系统，其特征在于，所述基板具有相对的顶面和底面，所述校准安装部设置于所述底面一侧；
所述顶面设有至少一组定位件，所述定位件用于定位安装所述待测激光雷达，所述定位件定义的待测激光雷达的安装基准线平行或垂直于所述校准轴线。
13.根据权利要求10所述的激光雷达零位标定系统，其特征在于，所述校准安装部具有圆形通孔，所述圆形通孔的轴线为所述校准轴线；
所述标准光指示组件与所述圆形通孔插接连接，所述标准光指示组件能够绕所述校准轴线旋转运动。
14.根据权利要求13所述的激光雷达零位标定系统，其特征在于，所述标准光指示组件包括激光器安装筒和光学调整架；
所述激光器安装筒的一端插接于所述圆形通孔内，所述激光器安装筒的另一端与所述光学调整架相连，所述激光器穿过所述光学调整架的中心与所述激光器安装筒相连；
所述光学调整架用于在俯仰和/或偏摆方向调整所述激光器的标准光出射角度。
15.根据权利要求14所述的激光雷达零位标定系统，其特征在于，所述激光器安装筒的外壁设有限位件，所述限位件抵接于所述校准安装部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910275697.6A CN110007292B (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种激光雷达零位标定的方法及标定系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910275697.6A CN110007292B (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种激光雷达零位标定的方法及标定系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110007292A CN110007292A (zh) | 2019-07-12 |
| CN110007292B true CN110007292B (zh) | 2020-04-24 |
Family
ID=67170209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910275697.6A Active CN110007292B (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种激光雷达零位标定的方法及标定系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110007292B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110440846B (zh) * | 2019-08-01 | 2021-07-23 | 北京航天发射技术研究所 | 一种多圈编码器的数据采集方法、系统、终端及存储介质 |
| CN110749876B (zh) * | 2019-08-30 | 2021-11-19 | 上海禾赛科技有限公司 | 可用于激光雷达的校准方法以及装校结构 |
| CN112238818A (zh) * | 2019-10-14 | 2021-01-19 | 北京新能源汽车技术创新中心有限公司 | 控制系统、数据处理方法、控制方法 |
| CN110673103B (zh) * | 2019-10-22 | 2022-04-26 | 成都汇蓉国科微系统技术有限公司 | 一种用于共轴双雷达系统的零位标校方法及系统 |
| CN111025265A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-17 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种测量指示装置、测量系统及其调节重合方法 |
| CN111337908A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-26 | 苏州华兴源创科技股份有限公司 | 激光雷达检测系统及其检测方法 |
| CN111337909B (zh) * | 2020-03-30 | 2022-03-04 | 苏州华兴源创科技股份有限公司 | 基于激光雷达检测系统的双平行面零点标定系统及方法 |
| CN111505607B (zh) * | 2020-04-28 | 2022-06-24 | 劢微机器人科技(深圳)有限公司 | 激光雷达安装角度校正系统及其安装角度校正方法 |
| CN114688996B (zh) * | 2020-12-31 | 2023-11-03 | 北京华航无线电测量研究所 | 一种转台回转精度角度的测量方法 |
| CN113433520B (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-17 | 盎锐(常州)信息科技有限公司 | 零位检测方法、系统及激光雷达 |
| CN114265129A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-01 | 西南交通大学 | 一种气象监测激光器标准零点校准方法 |
| CN117214875A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-12 | 山东富锐光学科技有限公司 | 一种激光雷达增量编码的零点校准方法与结构 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104635760A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-05-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种数字式大气细粒子激光雷达高精度自动调节系统 |
| CN107167790A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 北京控制工程研究所 | 一种基于标定场的激光雷达两步标定方法 |
| CN109001711A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-14 | 北京智行者科技有限公司 | 多线激光雷达标定方法 |
| CN109343015A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-15 | 中国空空导弹研究院 | 一种制导雷达机械轴与电轴对准的标定装置及标定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104266610B (zh) * | 2014-10-17 | 2017-04-05 | 上海大恒光学精密机械有限公司 | 校正和标定三维激光扫描仪内部电机空间位置的装置 |
| CN105716525B (zh) * | 2016-03-30 | 2018-03-30 | 西北工业大学 | 基于激光跟踪仪的机器人末端执行器坐标系标定方法 |
-
2019
- 2019-04-08 CN CN201910275697.6A patent/CN110007292B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104635760A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-05-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种数字式大气细粒子激光雷达高精度自动调节系统 |
| CN107167790A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 北京控制工程研究所 | 一种基于标定场的激光雷达两步标定方法 |
| CN109001711A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-14 | 北京智行者科技有限公司 | 多线激光雷达标定方法 |
| CN109343015A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-15 | 中国空空导弹研究院 | 一种制导雷达机械轴与电轴对准的标定装置及标定方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "High precision airborne SAR geometric calibration and geolocation based on an improved near range model";Junsong Huang et al.;《2015 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium》;20150731;全文 * |
| "一种基于2D激光雷达的扫描系统标定方法";俞奇奇 等;《激光与红外》;20171031;第47卷(第10期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110007292A (zh) | 2019-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110007292B (zh) | 一种激光雷达零位标定的方法及标定系统 | |
| EP2405285B1 (en) | Self-compensating laser tracker | |
| US8567077B2 (en) | Laser tracker system and technique for antenna boresight alignment | |
| US11105901B2 (en) | Surveying instrument and method for assembling total station and two-dimensional laser scanner | |
| CN109061609B (zh) | Tof模组标定装置及方法 | |
| CN111083470B (zh) | 一种阵列相机视轴调校装置及调校方法 | |
| JP2017122712A (ja) | レーザスキャナの調整方法 | |
| US11750796B2 (en) | TOF camera calibration device and method | |
| US20150292878A1 (en) | Method and measuring system to determine the alignment of a first pulley of a belt drive in relation to a second pulley of the belt drive | |
| US20230386080A1 (en) | System and Method For Utilization of Displacement Sensor During Placement of Vehicle Service Fixture | |
| US20200041268A1 (en) | Laser Scanner System | |
| CN104697489A (zh) | 一种平面法线方位角测量装置、方法及应用 | |
| CN111551132A (zh) | 基于激光测距的平面物体偏转角度测量方法 | |
| JP4817672B2 (ja) | パンチを使用して貯蔵タンクの表面壁に所定基準点のマークを付ける位置決め装置 | |
| CN114046965A (zh) | 一种飞机多型航电设备光轴校准装置及校准方法 | |
| CN116907277A (zh) | 一种小型化自定位目标靶装置 | |
| JP2015163885A (ja) | 内空断面形状計測装置及び内空断面形状計測方法 | |
| KR101197597B1 (ko) | 비정렬 오차 보정 방법 | |
| JP5710332B2 (ja) | アライメント調整方法、アライメント測定方法およびアライメント用治具 | |
| CN115291196A (zh) | 一种激光净空雷达安装姿态的标定方法 | |
| CN113030922A (zh) | 多线激光雷达光机调校装置、调平方法及应用 | |
| CN117590361B (zh) | 一种光轴中心测试方法 | |
| CN104697487A (zh) | 一种平面法线方位角测量方法及其应用 | |
| CN220692519U (zh) | 辅助装调结构及光学反射腔体 | |
| CN211855277U (zh) | 一种利用激光投影传递的室内视轴方位角测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.2 building, no.468 xinlai Road, Jiading District, Shanghai, 201821 Patentee after: Shanghai Hesai Technology Co.,Ltd. Address before: Room j385, building 6, 1288 Yecheng Road, Jiading District, Shanghai Patentee before: HESAI PHOTONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: California, USA Patentee after: Wieden lidar USA Ltd. Address before: California, USA Patentee before: VELODYNE LIDAR, Inc. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210508 Address after: California, USA Patentee after: VELODYNE LIDAR, Inc. Address before: No.2 building, no.468 xinlai Road, Jiading District, Shanghai, 201821 Patentee before: Shanghai Hesai Technology Co.,Ltd. |