CN111239711A - 一种激光三维成像雷达自动化标定系统 - Google Patents

一种激光三维成像雷达自动化标定系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种激光三维成像雷达自动化标定系统，该标定系统由计算机、自动标定模块、激光三维成像雷达、放置台、标准靶板以及自动调节装置组成，其中计算机用于控制自动调节装置，自动标定模块安装于计算机上，用于自动标定激光雷达作用距离、角分辨率(水平、垂直)和回波强度，放置台用于放置激光成像雷达，标准靶板包括各种不同反射率靶板和不同角分辨率靶板，为标定提供基准，自动化调节装置由支架和地面导轨组成，标准靶板安装于支架上，在计算机的控制下用于调节靶板的位置。本发明能够实现对激光三维成像雷达的距离、角分辨率和回波强度的自动化标定，标定精度和一致性较高，有效节约人力投入，满足批量化生产的需求。

Description

一种激光三维成像雷达自动化标定系统
技术领域
本发明属于激光三维成像雷达技术领域，涉及一种激光三维成像雷达自动化标定系统。
背景技术
近年来，随着无人驾驶的持续火热，环境感知技术发展迅速。激光三维成像雷达具有成像精度高、作用距离远、抗干扰能力强以及全天时工作等特点，成为无人系统的核心环境感知传感器，并被广泛应用于无人系统的障碍物检测、即时定位与地图构建、车道线检测等环境感知领域。
激光三维成像雷达在使用前需要对其性能参数进行标定，现有的标定方法大多根据个人经验施行人工标定，存在着精度差、一致性差、效率低、自动化程度低的问题，无法满足高精度批量生产激光成像雷达的需求。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种自动化程度较高的标定系统，实现对激光三维成像雷达的批量高精度标定。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光三维成像雷达自动化标定系统，其包括计算机6、激光三维成像雷达7、标准靶板4、控制箱5以及自动调节装置；标准靶板4安装在自动调节装置上，激光三维成像雷达7布置在标准靶板4正前方，计算机6与激光三维成像雷达7、控制箱和自动调节装置分别连接，且其上装载有自动标定模块，计算机6通过控制箱控制标准靶板4在自动调节装置上的位置移动，并接收激光三维成像雷达7的测量数据，通过自动标定模块完成雷达参数自动标定。
其中，还包括：放置台8，激光三维成像雷达7布置在放置台8上。
其中，所述标准靶板4包括不同反射率标准靶板和不同角分辨率标准靶板，为标定提供基准。
其中，所述自动调节装置包括地面导轨1、安装在地面导轨1上的支架2和安装在支架2上的竖直导轨3，标准靶板4安装在竖直导轨3上，支架2沿地面导轨1移动，标准靶板4沿竖直导轨3移动。
其中，所述竖直导轨3垂直于地面导轨3，地面导轨1和竖直导轨3上均设置有刻度。
其中，所述地面导轨1和竖直导轨3上的刻度中，最小刻度为1mm，在标定时通过计算机6设定位置参数控制支架2上的竖直导轨3调节标准靶板4上下移动到指定位置或控制地面导轨1调节标准靶板4到指定位置。
其中，所述自动标定模块安装于计算机6上，标定运行时自动接收激光成像雷达7的测量数据并与标准参数对比，通过标定算法自动完成参数标定，所标定数据包括激光成像雷达测量距离、角分辨率、回波强度。
其中，所述反射率标准靶板包括不同标准反射率，包括10％、20％、30％、40％、50％反射率标准靶板，以及根据标定需求所制作的相应反射率标准靶板，用于激光成像雷达探测距离和回波强度的标定。
其中，所述角分辨率标准靶板不同角分辨率，包括0.1°、0.2°、0.3°、0.4°角分辨率标准靶板，以及根据标定需求所制作的相应角分辨率靶板，用于水平角分辨率和垂直角分辨率的标定。
其中，所述标定系统在标定时，首先在放置台上安放激光三维成像雷达，在自动调节装置上放置标准靶板，计算机与控制箱连接，在计算机上设定参数，分别控制标准靶板到指定位置、控制激光三维成像雷达运行，然后计算机接收激光雷达数据，由标定模块对该数据和标准数据进行处理，完成该位置的自动标定；计算机再次设定位置参数控制标准靶板到另一位置，重复上述过程完成该位置的自动标定。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的激光三维成像雷达自动化标定系统，可对所有机械扫描式激光三维成像雷达的距离、角分辨率(水平、垂直)和回波强度实现全自动智能化标定，标定结果精度高、一致性好、效率高，也适用于批量化生产中标定。
附图说明
图1为本发明之自动化标定系统示意图。
图2为本发明之自动化标定系统之反射率标准靶板。
图3为本发明之自动化标定系统之角分辨率(水平、垂直)标准靶板。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参考图1，本发明激光三维成像雷达自动化标定系统包括计算机6、激光三维成像雷达7、标准靶板4、控制箱5以及自动调节装置；标准靶板4安装在自动调节装置上，激光三维成像雷达7布置在标准靶板4正前方，计算机6与激光三维成像雷达7、控制箱和自动调节装置分别连接，且其上装载有自动标定模块，计算机6通过控制箱控制标准靶板4在自动调节装置上的位置移动，并接收激光三维成像雷达7的测量数据，通过自动标定模块完成雷达参数自动标定。
本发明标定系统还包括：放置台8，激光三维成像雷达7布置在放置台8上。
标准靶板4包括不同反射率标准靶板和不同角分辨率标准靶板，为标定提供基准。
自动调节装置包括地面导轨1、安装在地面导轨1上的支架2和安装在支架2上的竖直导轨3，标准靶板4安装在竖直导轨3上，支架2沿地面导轨1移动，标准靶板4沿竖直导轨3移动。
竖直导轨3垂直于地面导轨3，地面导轨1和竖直导轨3上均设置有刻度。
地面导轨1和竖直导轨3上的刻度中，最小刻度为1mm，在标定时通过计算机6设定位置参数控制支架2上的竖直导轨3调节标准靶板4上下移动到指定位置或控制地面导轨1调节标准靶板4到指定位置。
自动标定模块安装于计算机6上，标定运行时自动接收激光成像雷达7的测量数据并与标准参数对比，通过标定算法自动完成参数标定，所标定数据包括激光成像雷达测量距离、角分辨率、回波强度。
参考图2，反射率标准靶板包括各种标准反射率，例如：10％反射率表示靶板，20％反射率表示靶板，以及30％、40％、50％等反射率表示靶板，并且可根据标定需求制作特定反射率标准靶板，用于激光成像雷达探测距离和回波强度的标定。
参考图3，角分辨率标准靶板涵盖各种标准角分辨率，例如：0.1°角分辨率标准靶板，0.2°角分辨率标准靶板，以及0.3°、0.4°等角分辨率标准靶板，并且可根据需求制作不同的角分辨率靶板，可用于水平角分辨率和垂直角分辨率的标定。
本发明激光三维成像雷达自动化标定系统在标定时，首先在放置台上安放激光三维成像雷达，在自动调节装置上放置标准靶板，计算机分别于激光三维成像雷达和自动调节装置的控制箱连接，在计算机上设定参数，分别控制标准靶板到指定位置、控制激光三维成像雷达运行，然后计算机接收激光雷达数据，由标定模块对该数据和标准数据进行处理，完成该位置的自动标定。计算机再次设定位置参数控制标准靶板到另一位置，重复上述步骤可完成该位置的自动标定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，包括计算机(6)、激光三维成像雷达(7)、标准靶板(4)、控制箱(5)以及自动调节装置；标准靶板(4)安装在自动调节装置上，激光三维成像雷达(7)布置在标准靶板(4)正前方，计算机(6)与激光三维成像雷达(7)、控制箱和自动调节装置分别连接，且其上装载有自动标定模块，计算机(6)通过控制箱控制标准靶板(4)在自动调节装置上的位置移动，并接收激光三维成像雷达(7)的测量数据，通过自动标定模块完成雷达参数自动标定。
2.如权利要求1所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，还包括：放置台(8)，激光三维成像雷达(7)布置在放置台(8)上。
3.如权利要求2所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述标准靶板(4)包括不同反射率标准靶板和不同角分辨率标准靶板，为标定提供基准。
4.如权利要求3所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述自动调节装置包括地面导轨(1)、安装在地面导轨(1)上的支架(2)和安装在支架(2)上的竖直导轨(3)，标准靶板(4)安装在竖直导轨(3)上，支架(2)沿地面导轨(1)移动，标准靶板(4)沿竖直导轨(3)移动。
5.如权利要求4所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述竖直导轨(3)垂直于地面导轨(3)，地面导轨(1)和竖直导轨(3)上均设置有刻度。
6.如权利要求5所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述地面导轨(1)和竖直导轨(3)上的刻度中，最小刻度为1mm，在标定时通过计算机(6)设定位置参数控制支架(2)上的竖直导轨(3)调节标准靶板(4)上下移动到指定位置或控制地面导轨(1)调节标准靶板4到指定位置。
7.如权利要求6所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述自动标定模块安装于计算机(6)上，标定运行时自动接收激光成像雷达(7)的测量数据并与标准参数对比，通过标定算法自动完成参数标定，所标定数据包括激光成像雷达测量距离、角分辨率、回波强度。
8.如权利要求7所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述反射率标准靶板包括不同标准反射率，包括10％、20％、30％、40％、50％反射率标准靶板，以及根据标定需求所制作的相应反射率标准靶板，用于激光成像雷达探测距离和回波强度的标定。
9.如权利要求8所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述角分辨率标准靶板不同角分辨率，包括0.1°、0.2°、0.3°、0.4°角分辨率标准靶板，以及根据标定需求所制作的相应角分辨率靶板，用于水平角分辨率和垂直角分辨率的标定。
10.如权利要求9所述的激光三维成像雷达自动化标定系统，其特征在于，所述标定系统在标定时，首先在放置台上安放激光三维成像雷达，在自动调节装置上放置标准靶板，计算机与控制箱连接，在计算机上设定参数，分别控制标准靶板到指定位置、控制激光三维成像雷达运行，然后计算机接收激光雷达数据，由标定模块对该数据和标准数据进行处理，完成该位置的自动标定；计算机再次设定位置参数控制标准靶板到另一位置，重复上述过程完成该位置的自动标定。
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