CN110749874A - 激光雷达发射光路的调平装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于雷达技术领域，公开了一种激光雷达发射光路的调平装置及方法，上述调平装置包括：用于固定激光雷达的雷达底座、调整设备、反射镜、光屏、相机和分析设备；反射镜用于将激光雷达发射的扫描光束反射至光屏上形成反射光斑；光屏上设置有参考标记，参考标记用于标记各个反射光斑之间的距离；相机用于拍摄呈现反射光斑的光屏的图像，并将拍摄的图像发送至分析设备；分析设备根据图像确定激光雷达的光源的调整参数，并将调整参数发送至调整设备；调整设备根据调整参数对光源进行调整，直至光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离。本发明可以实现对激光雷达的发射光路的自动调平，且只需一个相机即可实现，成本低廉。

Description

激光雷达发射光路的调平装置及方法

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达发射光路的调平装置及方法。

背景技术

激光雷达是一种利用激光光束进行物体探测的雷达系统，通过向目标发射激光光束、探测并处理由目标物体返回的光信号来得到物体位置、距离、速度、轮廓等信息，具有探测精度高、探测速率快等优点，被广泛应用于移动机器人建图、避障等领域。

一台激光雷达一般包含发射光路和收集光路，收发光路的形式不同，光路中需要调整的光学结构件也不尽相同，发射光路发射经过准直的激光光束，雷达在扫描过程中，扫描光束的水平扫描显得尤为重要，扫描光束与水平方向呈角度较大时，近距离的探测会加大光电探测元件的探测压力，雷达出射扫描光束在不同扫描方位角的水平一致性决定了雷达整体的性能。

现有技术只是检测扫描光束是否为水平扫描光束，无法对其进行调整，且检测装置需要在雷达周围放置多台相机进行检测，成本昂贵。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种激光雷达发射光路的调平装置及方法，以解决现有技术只是检测扫描光束是否为水平扫描光束，无法对其进行调整，且检测装置需要在雷达周围放置多台相机进行检测，成本昂贵的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种激光雷达发射光路的调平装置，包括：用于固定激光雷达的雷达底座、用于调整所述激光雷达的光源的调整设备、反射镜、光屏、相机和分析设备；

所述反射镜用于将所述激光雷达发射的扫描光束反射至所述光屏上形成反射光斑；所述光屏上设置有参考标记，所述参考标记用于标记各个反射光斑之间的距离；所述相机用于拍摄呈现所述反射光斑的所述光屏的图像，并将拍摄的图像发送至所述分析设备；所述分析设备用于根据所述图像确定所述激光雷达的光源的调整参数，并将所述调整参数发送至所述调整设备；所述调整设备根据所述调整参数对所述激光雷达的光源进行调整，直至所述光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离。

本发明实施例的第二方面提供了一种激光雷达发射光路的调平方法，适用于如第一方面所述的激光雷达发射光路的调平装置，所述激光雷达发射光路的调平方法包括：

设置激光雷达的状态为扫描状态；

调整所述激光雷达的光源的初始位置，以使光屏上出现的反射光斑的数量与反射镜的数量相同；

调整相机的变焦参数和所述相机与所述光屏之间的距离，以使所述相机拍摄的图像分辨出反射光斑和参考标记；

分析设备根据所述相机拍摄的图像确定所述激光雷达的光源的调整参数，并将所述调整参数发送至调整设备；

所述调整设备根据所述调整参数对所述激光雷达的光源进行调整，直至所述光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供的激光雷达发射光路的调平装置包括用于固定激光雷达的雷达底座、用于调整激光雷达的光源的调整设备、反射镜、光屏、相机和分析设备；反射镜用于将激光雷达发射的扫描光束反射至光屏上形成反射光斑；光屏上设置有参考标记，参考标记用于标记各个反射光斑之间的距离；相机用于拍摄呈现反射光斑的光屏的图像，并将拍摄的图像发送至分析设备；分析设备用于根据图像确定激光雷达的光源的调整参数，并将调整参数发送至调整设备；调整设备根据调整参数对激光雷达的光源进行调整，直至光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离，本发明实施例通过上述调平装置可以实现对激光雷达的发射光路的自动调平，且只需一个相机即可实现，成本低廉。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的激光雷达发射光路的调平装置的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的激光雷达发射光路的调平装置的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供激光雷达发射光路的调平装置中的相关参数的示意图；

图4是本发明一实施例提供的光屏上的参考标记的示意图；

图5是本发明一实施例提供的相机和光屏的相关参数的示意图；

图6是本发明一实施例提供的激光雷达发射光路的调平方法的流程示意图；

图7是本发明一实施例提供的调平前后的反射光斑的对比示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明一实施例提供的激光雷达发射光路的调平装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。如图1所示，上述激光雷达发射光路的调平装置包括用于固定激光雷达的雷达底座11、用于调整激光雷达的光源的调整设备、反射镜12、光屏13、相机14和分析设备15；

反射镜12用于将激光雷达发射的扫描光束反射至光屏13上形成反射光斑；光屏13上设置有参考标记，参考标记用于标记各个反射光斑之间的距离；相机14用于拍摄呈现反射光斑的光屏的图像，并将拍摄的图像发送至分析设备15；分析设备15用于根据图像确定激光雷达的光源的调整参数，并将调整参数发送至调整设备；调整设备根据调整参数对激光雷达的光源进行调整，直至光屏13上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离。

需要说明的是，调整设备在图1中并未标出，其与激光雷达的光源连接，且与分析设备15通信连接，用于根据分析设备15发送的调整参数调整激光雷达的光源的角度等，从而使激光雷达的发射光路调平。

在本发明实施例中，激光雷达发射光路的调平装置可以包括调整区、成像区和研判处理区，如图2所示。其中，调整区包括雷达底座11、调整设备和反射镜12；成像区包括光屏13和相机14；研判处理区包括分析设备15。调整区和成像区通过同步信号互联，明确光屏13上的反射光斑与反射镜之间的对应关系；成像区将拍摄的图像发送至研判处理区；研判处理区根据图像确定调整参数，发送至调整区；调整区根据调整参数对激光雷达进行调整，最终达到调整逐渐收敛的效果。其中，分析设备15可以是计算机等计算设备，相机14可以是基于CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)的红外探测相机。

具体地，在激光雷达的扫描范围内选取多个点设置反射镜12，例如图1，选取了5个点，在激光雷达的侧方和侧后方各选取2个点，激光雷达正前方1个点，但是由于激光雷达的正前方与光屏13相对，所以不放置反射镜，其余4个点分别放置反射镜12反射扫描光束至光屏13。光屏13设置在激光雷达的正前方，相机14设置在光屏13后面，相机14与分析设备15通信相连。

当激光雷达发射扫描光束至反射镜12时，同时发送同步信号至相机14，通过同步信号可以确定各个反射光斑与各个反射镜12之间的对应关系。相机14将拍摄的图像发送至分析设备15，图像可以清晰分辨出各个反射光斑以及参考标记。分析设备15可以根据图像确定激光雷达的调整参数，该调整参数包括调整方向和调整幅度，并将调整参数发送至调整设备。调整设备根据该调整参数对激光雷达的光源进行调整，使各个反射光斑相对位置差逐渐收敛，最终不同方向的扫描光束在光屏13上形成的反射光斑在允许误差范围内相互重合，即光屏13上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离，其中，预设距离可以根据实际需求进行设置，例如，可以设置为0或允许的误差值等等。

各个反射光斑在光屏13上的位置偏差(距离)可以通过参考标记唯一确定，该位置偏差为相对偏差，即某条反射光斑具有距离其最远的反射光斑的位置相对偏差最大值(即该某条反射光斑与距离其最远的反射光斑的距离)和距离其最近的反射光斑的位置偏差最小值(即该某条反射光斑与距离其最近的反射光斑的距离)。在调整过程中，将每条反射光斑的位置相对偏差最大值逐渐减小直至小于或等于预设距离，调整结束。

可选地，光屏13的光束透反比满足扫描光束被反射至光屏13上后，能够被相机14探测到。光屏13上的参考标记可以为具有固定几何尺寸的刻线、标记线或固定位置的参考物，能够通过参考标记确定各个反射光斑的偏移量或调平后确定各个反射光斑的重合精度，反射光斑的重合是指各个反射光斑的中心相互重合。

相机14与光屏13之间的距离满足在相机14的视角内，能够观察到光屏13不少于80％的区域面积。

可选地，本发明实施例还可以根据调整参数人工对激光雷达的光源进行调整，从而达到发射光路调平的目的。

本发明实施例通过上述调平装置可以实现对激光雷达的发射光路的自动调平，且只需一个相机即可实现，成本低廉，并且该调平装置结构紧凑，安装方便简单。通过对激光雷达进行发射光路的调平，能够提高激光雷达的可靠性，提高激光雷达的测距能力等。

在本发明的一个实施例中，反射镜12的数量为至少两个，且反射镜12沿激光雷达的主光线对称设置。

如图1所示，将激光雷达向正前方光屏方向发射的光线称为主光线，对应的方向称为主光线方向。在一个优选的实施例中，各个反射镜12沿激光雷达的主光线对称设置，反射镜12的数量至少为两个，且为偶数。

可选地，反射镜12的安装位置等间隔或非等间隔分割激光雷达的光束扫描范围，且反射镜12的数量将一个周期的扫描光束分割成多份，将不同方向的扫描光束反射至光屏13上。反射镜12的几何尺寸满足将分割光束及其附近预定小角度的光束反射至光屏13上。

反射镜12也可以是不沿激光雷达的主光线对称设置，即非对称设置，且各个反射镜12的安装位置和安装角度能够满足将激光雷达的光束扫描范围内的扫描光束扫描至光屏13上。

在本发明的一个实施例中，反射镜12满足：

其中，参考图3，l为所述光屏13的长度；D_i为第i个反射镜12的第二端到所述光屏13的距离；d_i为所述激光雷达的光源到所述第i个反射镜12的距离；α_i为所述第i个反射镜12与所述激光雷达的主光线之间的夹角；β_i为所述激光雷达的光源到所述第i个反射镜12的垂线段与第一光线之间的夹角，所述第一光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜12的第一端的光线；θ_1i为中心光线与第二光线之间的夹角，所述中心光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜12的中心的光线，所述第二光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜12的第二端的光线；θ_2i为所述第一光线与所述中心光线之间的夹角；

为所述中心光线与所述激光雷达的主光线之间的夹角；r_1i为所述第一光线的光程；r_2i为所述第二光线的光程；A为所述第i个反射镜12的长度。在本发明实施例中，光屏13的长度为图1中X轴方向的光屏的长度，反射镜12的第一端为靠近激光雷达的一端，即图3中的反射镜12的左侧的一端；反射镜12的第二端为远离激光雷达的一端，即图3中的反射镜12的右侧的一端。反射镜12的第一端和第二端之间的长度为反射镜12的长度。各个反射镜12的长度可以是相等的。当然，根据实际需求，各个反射镜12的长度也可以是不相等的。反射镜12的中心是指反射镜12的长度方向的中点。

第一光线被反射镜12反射至光屏13长度方向的一端，第二光线被反射镜12反射至光屏13长度方向的另一端。

第一光线的光程的计算公式为：

第二光线的光程的计算公式为：

根据上述公式(1)至(2)可以在给定d_i时，得到α_i，以此可以确定以激光雷达的光源为原点的坐标系中反射镜的坐标(d_i，α_i)。在此基础上，反射镜的长度A可以根据公式(3)至(5)确定。

在本发明的一个实施例中，参考标记包括多个方格，所述方格满足：

p₁≤D_0itanω_⊥+d_0⊥ (6)

p₂≤D_0itanω_||+d_0|| (7)

其中，p₁为所述方格的长度；p₂为所述方格的宽度；D_0i为所述光屏13与所述激光雷达的光源之间的距离；ω_⊥为所述激光雷达的光源经过准直后的快轴发散角；ω_||为所述激光雷达的光源经过准直后的慢轴发散角；d_0⊥为所述激光雷达的光源的原始光斑的长度；d_0||为所述激光雷达的光源的原始光斑的宽度。

在本发明实施例中，参考标记如图4所示，可以包括一个个大小相同的方格。而方格的尺寸(p₁×p₂)的确定取决于激光雷达的光源的发散角的大小。激光二极管光源经过准直后的快轴发散角为ω_⊥，慢轴发散角为ω_||，且ω_⊥＞ω_||。激光雷达的光源在起点位置的原始光斑大小为d_0⊥、d_o||。参照图3，光屏13与激光雷达的光源的距离D_0i为：

即，考虑反射镜12的尺寸后，D_0i可以根据式(1)和(3)确定，进而根据发散角可以确定距离激光雷达的光源D_0i处光屏13上的反射光斑的尺寸d_⊥、d_||为：

d_⊥＝D_0itanω_⊥+d_0⊥ (9)

d_||＝D_0itanω_||+d_0|| (10)

从而可以确定在快轴方向光屏13上的参考标记包括的方格的尺寸的选取标准为p₁≤d_⊥，p₂≤d_||，进而得到式(6)和(7)。

在本发明的一个实施例中，所述相机在所述光屏的长度方向拍摄得到的反射光斑的数量n为：

其中，f₁为所述激光雷达的扫描频率；f₂为所述相机14的帧率；l为所述光屏13的长度；D_i为第i个反射镜12的第二端到所述光屏的距离；α_i为所述第i个反射镜12与所述激光雷达的主光线之间的夹角；A为所述第i个反射镜12的长度。

在本发明实施例中，相机14位于光屏13正后方，用于监测激光雷达发射的扫描光束反射至光屏13上的投射像。激光雷达包含正前方未经过反射镜的光束和经过两侧4个反射镜12反射光束均到达光屏13上，相机视角可覆盖光屏13的长度和高度方向，参照图5，假设相机14的视角为F，帧率为f₂，相机CCD尺寸为H×V，则在视角F范围内可以观察到光屏范围内的图像，光屏13的长度为l，高度为m(图1中Z方向)，激光雷达的光源的发光频率为f₀，激光雷达的扫描频率为f₁，由于f₀＞＞f₁，反射光斑在光屏13上会出现扫描重叠或无重叠现象，考虑反射光斑之间距离为Δd，进一步得到：d_⊥＜Δd，则反射光斑相互重叠；d_⊥≥Δd，则反射光斑无重叠。由于CCD帧率f₂远达不到激光雷达的光源的发光频率为f₀，所以相机14拍摄到的反射光斑的数量取决于CCD帧率f₂和激光雷达的扫描频率f₁的大小，假设反射光斑入射光屏一端点CCD同步开始抓拍，则在光屏长度方向，相机14可以拍摄到的反射光斑的数量如式(11)所示。光屏13上反射光斑的数量的确定可以方便调整过程中观察反射光斑的上下移动。

在本发明的一个实施例中，所述相机14与所述光屏13之间的距离D′满足：

其中，l为所述光屏13的长度；

为所述相机14的镜头等效焦距；H和V分别为所述相机14的CCD感光面在二维平面内的边长。

相机14与光屏13之间的距离D′由相机CCD的尺寸和镜头焦距即镜头视角唯一确定。在实际应用中，光屏13被拍摄的幅面大于或等于光屏13大小的80％，应尽可能地拍摄光屏13的全幅面，从而获得足够多的反射光斑的形态和相对偏移信息，便于进行后续调整。

在本发明的一个实施例中，所述反射镜12的宽度B满足：

2r_1itanδ≤B≤2r_2itanδ (13)

其中，r_1i为第一光线的光程，所述第一光线为所述激光雷达的光源发射至第i个反射镜12的第一端的光线；r_2i为第二光线的光程，所述第二光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜12的第二端的光线；δ为所述扫描光束在所述反射镜12的宽度方向的偏转角度。

反射镜12的宽度是指图1中Y轴方向的反射镜的尺寸，Y轴方向是指垂直于纸面的方向。δ为扫描光束在反射镜12的宽度方向的偏转角度，也就是说，δ为扫描光束与在Y轴方向上垂直发射至反射镜12的反射面的光线之间的夹角。

反射镜12的宽度取决于调平前的激光雷达的光源的初始位置，由于光屏13的设计限制，激光雷达的光源在俯仰方向(Y轴方向)的偏差也受到一定限制。反射镜12的宽度满足应用条件即可。

在本发明的一个实施例中，激光雷达发射光路的调平装置还包括：用于固定所述反射镜12的反射镜底座16；

所述反射镜12的反射面垂直于预设的安装基准平面。

其中，预设的安装基准平面为图1中的X轴和Z轴确定的平面。反射镜12的反射面垂直于该平面，因此，反射镜12在安装时需要进行垂直标定。这样可以保证激光雷达的扫描光束在经过反射镜12反射后，不出现由于反射镜12本身俯仰角度带来的调平雷达发射光路的角度误差，反射镜12在安装后俯仰和偏航各有一定角度的调节余量，偏航调节保证反射光束中心附近入射光屏13并被探测器探测。反射镜12经过标准水平扫描光束反射至光屏13，进行反射镜12的垂直度调整，调整结果为通过光屏13观察到的若干条反射光斑在允许误差内相互重合。标准水平扫描光束可以由仪器产生，其扫描平面和重力方向垂直。

图6是本发明一实施例提供的激光雷达发射光路的调平方法的实现流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。本发明实施例提供的激光雷达发射光路的调平方法适用于上述激光雷达发射光路的调平装置。如图6所示，该方法可以包括以下步骤：

S601：设置激光雷达的状态为扫描状态。

在本发明实施例中，首先将激光雷达的状态设置为扫描状态。在扫描状态下，激光雷达的光源发射扫描光束。

S602：调整激光雷达的光源的初始位置，以使光屏上出现的反射光斑的数量与反射镜的数量相同。

具体地，可以通过调整设备或人工调整激光雷达的光源的初始角度，从而调整激光雷达的光源发射的扫描光束的角度，以使光屏上出现的反射光斑的数量与反射镜的数量相同。若光屏上出现的反射光斑的数量与反射镜的数量不同，则说明激光雷达的光源发射的扫描光光束的偏移角度过大，重新调整激光雷达的光源的初始位置，直至光屏上出现的反射光斑的数量与反射镜的数量相同。

S603：调整相机的变焦参数和相机与光屏之间的距离，以使相机拍摄的图像分辨出反射光斑和参考标记。

通过调整相机的变焦参数，例如焦距等等，以及相机与光屏之间的距离，从而使相机拍摄的图像能够分辨出反射光斑和参考标记。

S604：分析设备根据相机拍摄的图像确定激光雷达的光源的调整参数，并将调整参数发送至调整设备。

其中，调整参数包括调整方向和调整幅度。

分析设备可以采用现有方法根据相机拍摄的图像确定激光雷达的光源的调整参数，并将调整参数发送至调整设备。

S605：调整设备根据调整参数对激光雷达的光源进行调整，直至光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离。

调整设备根据调整参数对激光雷达的光源的角度等进行调整。若调整后，光屏上的各个反射光斑之间的距离仍大于预设距离(即各个反射光斑未在一定的允许误差内重合)，则重复步骤S604和S605，直至光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离(即各个反射光斑在一定的允许误差内重合)。

在本发明的一个实施例中，在步骤S601之前，上述激光雷达发射光路的调平方法还包括：

利用标准水平扫描光束标定反射镜，以使所述反射镜的反射面垂直于预设的安装基准平面。

具体地，1)使用标准仪器产生标准水平扫描光束，将标准水平扫描光束作为输入光束；2)调整反射镜的俯仰角度，根据同步触发信号得到反射镜和光屏上的反射光斑的对应关系，反射镜位置对应被调整激光雷达上的具体矫正位置，通过光屏上的反射光斑和激光雷达的光源的矫正位置确定矫正方向；3)给出初始调整量，判断对应反射光斑的位置差是在收敛或在发散，进一步反馈更改初始调整量，重复该步骤，对若干个方向的调整可以同步或异步进行，对应光屏上的反射光斑重合也会出现若干光束先重合和后重合，最后光束重合判断标准应根据反射镜距离光屏距离计算光束偏角允差范围，若不满足光束偏角允差范围则返回步骤2)，直至满足光束偏角允许误差。

图7给出了激光雷达发射光路未调平(上)和调平后(下)的反射光斑的示意图。从图7可以看出，调平之后的各个反射光斑基本重合。

其中，上述激光雷达发射光路的调平方法的具体过程可以参见上述激光雷达发射光路的调平装置中的相关描述，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的激光雷达发射光路的调平装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，包括：用于固定激光雷达的雷达底座、用于调整所述激光雷达的光源的调整设备、反射镜、光屏、相机和分析设备；

所述反射镜用于将所述激光雷达发射的扫描光束反射至所述光屏上形成反射光斑；所述光屏上设置有参考标记，所述参考标记用于标记各个反射光斑之间的距离；所述相机用于拍摄呈现所述反射光斑的所述光屏的图像，并将拍摄的图像发送至所述分析设备；所述分析设备用于根据所述图像确定所述激光雷达的光源的调整参数，并将所述调整参数发送至所述调整设备；所述调整设备根据所述调整参数对所述激光雷达的光源进行调整，直至所述光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离。

2.根据权利要求1所述的激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，所述反射镜的数量为至少两个，且所述反射镜沿所述激光雷达的主光线对称设置。

3.根据权利要求1所述的激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，所述反射镜满足：

其中，l为所述光屏的长度；D_i为第i个反射镜的第二端到所述光屏的距离；d_i为所述激光雷达的光源到所述第i个反射镜的距离；α_i为所述第i个反射镜与所述激光雷达的主光线之间的夹角；β_i为所述激光雷达的光源到所述第i个反射镜的垂线段与第一光线之间的夹角，所述第一光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜的第一端的光线；θ_1i为中心光线与第二光线之间的夹角，所述中心光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜的中心的光线，所述第二光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜的第二端的光线；θ_2i为所述第一光线与所述中心光线之间的夹角；

为所述中心光线与所述激光雷达的主光线之间的夹角；r_1i为所述第一光线的光程；r_2i为所述第二光线的光程；A为所述第i个反射镜的长度。

4.根据权利要求1所述的激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，所述参考标记包括多个方格，所述方格满足：

p₁≤D_0itanω_⊥+d_0⊥；

p₂≤D_0itanω_||+d_0||；

其中，p₁为所述方格的长度；p₂为所述方格的宽度；D_0i为所述光屏与所述激光雷达的光源之间的距离；ω_⊥为所述激光雷达的光源经过准直后的快轴发散角；ω_||为所述激光雷达的光源经过准直后的慢轴发散角；d_0⊥为所述激光雷达的光源的原始光斑的长度；d_0||为所述激光雷达的光源的原始光斑的宽度。

5.根据权利要求1所述的激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，所述相机在所述光屏的长度方向拍摄得到的反射光斑的数量n为：

其中，f₁为所述激光雷达的扫描频率；f₂为所述相机的帧率；l为所述光屏的长度；D_i为第i个反射镜的第二端到所述光屏的距离；α_i为所述第i个反射镜与所述激光雷达的主光线之间的夹角；A为所述第i个反射镜的长度。

6.根据权利要求1所述的激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，所述相机与所述光屏之间的距离D′满足：

其中，l为所述光屏的长度；

为所述相机的镜头等效焦距；H和V分别为所述相机的CCD感光面在二维平面内的边长。

7.根据权利要求1所述的激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，所述反射镜的宽度Β满足：

2r_1itanδ≤Β≤2r_2itanδ

其中，r_1i为第一光线的光程，所述第一光线为所述激光雷达的光源发射至第i个反射镜的第一端的光线；r_2i为第二光线的光程，所述第二光线为所述激光雷达的光源发射至所述第i个反射镜的第二端的光线；δ为所述扫描光束在所述反射镜的宽度方向的偏转角度。

8.根据权利要求1至7任一项所述的激光雷达发射光路的调平装置，其特征在于，还包括：用于固定所述反射镜的反射镜底座；

所述反射镜的反射面垂直于预设的安装基准平面。

9.一种激光雷达发射光路的调平方法，其特征在于，适用于如权利要求1至8任一项所述的激光雷达发射光路的调平装置；所述激光雷达发射光路的调平方法包括：

设置激光雷达的状态为扫描状态；

调整所述激光雷达的光源的初始位置，以使光屏上出现的反射光斑的数量与反射镜的数量相同；

调整相机的变焦参数和所述相机与所述光屏之间的距离，以使所述相机拍摄的图像分辨出反射光斑和参考标记；

分析设备根据所述相机拍摄的图像确定所述激光雷达的光源的调整参数，并将所述调整参数发送至调整设备；

所述调整设备根据所述调整参数对所述激光雷达的光源进行调整，直至所述光屏上的各个反射光斑之间的距离小于或等于预设距离。

10.根据权利要求9所述的激光雷达发射光路的调平方法，其特征在于，在所述设置激光雷达的状态为扫描状态之前，所述激光雷达发射光路的调平方法还包括：

利用标准水平扫描光束标定反射镜，以使所述反射镜的反射面垂直于预设的安装基准平面。

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