CN112526487A - 一种基于环境的激光雷达标定设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于环境的激光雷达标定设备，包括激光雷达标定设备，激光雷达标定设备由配合使用的三维转台机构、标定靶移动定位平台和灯光模拟系统组成，三维转台机构、标定靶移动定位平台和灯光模拟系统安装于试验室内且通过局域网连接有控制台，三维转台机构包括固定支架和通过螺栓安装于固定支架外端的三维转台，固定支架的下端固定于地面，三维转台的上方安装有被测激光雷达。本发明基于环境的智能车辆激光雷达的标定设备，其中三维转台和标定靶移动定位平台可以分别对激光雷达的角度、位置进行自动式活动调节，提高了设备的自动化程度，此外通过灯光模拟系统可以模拟不同环境下对激光雷达的测试，提高了激光雷达测试的全面性。
Description
技术领域
本发明涉及智能车辆测试设备技术领域，具体为一种基于环境的激光雷达标定设备。
背景技术
智能车辆的研发都属于各车企的战略发展方向。随着与之配套的各项技术、法律法规的落地，智能车辆的量产指日可待，也将逐步走进人们的日常生活，最终实现高度安全、无需人工干预的智能化交通，智能车辆在其研发阶段，整车及各系统的测试是非常必要的，在封闭的试验场地或者室内，利用各种测试工具及实验台架，以及相关交通物模拟体，搭建真实的交通场景，然后驾驶被测车辆完成无人驾驶测试所需的行驶动作，即可获取大量测试数据，完成整车的相关测试，以供研发使用。
然而，现有的对于智能车辆感知系统中激光雷达的标定测试存在以下的问题：(1)如果在试验室的良好环境内进行标定，标定结果会有很大的局限性，在遇到光线剧烈变化的特定的对激光雷达有较强干扰的环境下，雷达数据的可靠性将会引起质疑；(2)如果在室外环境下，又受到天气的制约，也无法实现精确的标定，况且还需要大量配套的整车测试设备及相关专业人员，导致对各种资源的占用率非常高，浪费时间，增加成本。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于环境的激光雷达标定设备，解决了对于智能车辆感知系统中激光雷达的标定测试，如果在试验室的良好环境内进行标定，标定结果会有很大的局限性，在遇到光线剧烈变化的特定的对激光雷达有较强干扰的环境下，雷达数据的可靠性将会引起质疑，如果在室外环境下，又受到天气的制约，也无法实现精确的标定，况且还需要大量配套的整车测试设备及相关专业人员，导致对各种资源的占用率非常高，浪费时间，增加成本，这一技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于环境的激光雷达标定设备，包括激光雷达标定设备，所述激光雷达标定设备由配合使用的三维转台机构、标定靶移动定位平台和灯光模拟系统组成，所述三维转台机构、标定靶移动定位平台和灯光模拟系统安装于试验室内且通过局域网连接有控制台，所述三维转台机构包括固定支架和通过螺栓安装于固定支架外端的三维转台，所述固定支架的下端固定于地面，所述三维转台的上方安装有被测激光雷达，所述标定靶移动定位平台位于三维转台机构的一侧且由基座、驱动机构和标定靶组成，所述驱动机构安装于基座上且上方与标定靶相连接，所述灯光模拟系统包括网状灯光主板和均匀安装于灯光主板上的若干组照明灯，所述网状灯光主板的表面形成有若干组单元格，每组所述单元格上对应安装有一组照明灯，若干组所述照明的之间通过线路并联。
作为本发明的一种优选实施方式，所述固定支架为两段式结构且包括固定于地面的导向筒和活动穿插于导向筒内的L型支架，所述L型支架与导向筒的连接处一侧螺纹穿插有限位栓。
作为本发明的一种优选实施方式，所述三维转台由底盘、伺服电机一、U型架、伺服电机二、安装座和伺服电机三组成，所述底盘水平安装于L型支架上，所述伺服电机一安装于底盘上且动力输出端与U型架相连接，所述U型架的上端与伺服电机二相连接，所述伺服电机二的动力输出端与安装座相连接，所述伺服电机三固定于安装座上且动力输出端与被测激光雷达相连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述伺服电机一、伺服电机二和伺服电机三的端部安装有转角传感器且分别驱动被测激光雷达沿X、Y、Z三轴的转动。
作为本发明的一种优选实施方式，所述基座包括平行设置的基板一和基板二，所述基板一和基板二之间形成有导向槽，所述基板二的表面开设有滑槽。
作为本发明的一种优选实施方式，所述驱动机构由直线导轨、齿条、齿轮、伺服电机四、减速器和运动平台组成，所述直线导轨和齿条均水平安装于基板一上，所述直线导轨上滑动设置有推动板，所述推动板的上端固定有连接柱，所述齿条与上方的齿轮啮合连接，所述伺服电机四的动力输出端与减速器的输入端相连接，所述减速器的输出端与齿轮相连接，所述伺服电机四和减速器均安装于推动板上，所述连接柱的上端与运动平台相连接，所述运动平台滑动设置于滑槽内，所述标定靶刚性安装于运动平台上。
作为本发明的一种优选实施方式，所述基板一的一侧还设置有磁栅尺，所述推动板的侧壁安装有磁栅读头，所述磁栅读头的读取端正对磁栅尺。
作为本发明的一种优选实施方式，所述标定靶与运动平台之间还可以采用磁性座固定。
作为本发明的一种优选实施方式，所述驱动机构可以根据速度及行程要求，选用同步齿形带传动、滚珠丝杠传动和直线电机直驱。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明基于环境的智能车辆激光雷达的标定设备，由三维转台、标定靶移动定位平台以及灯光模拟系统组成，其中被测试的激光雷达通过支架安装在三维转台上，用户可根据测试要求调整雷达的安装角度，标定靶固定在移动平台上，移动平台可沿导轨直线运动，同时控制系统采集反馈标定靶的位置信息及速度信息，与雷达反馈数据同步，进而标定雷达的输出结果，灯光模拟系统可以按照用户要求，模拟不同亮度、不同色温条件下的照明环境，用于标定不同环境条件下的激光雷达性能表现，这样的设计方式能够在试验室内模拟光照环境，完成对激光雷达在不同光照环境下的测试及标定工作，大大提高了试验结构的准确性和降低了测试成本。
2.本发明设计的三维转台和标定靶移动定位平台可以分别对激光雷达的角度、位置进行自动式活动调节，提高了设备的自动化程度，此外通过灯光模拟系统可以模拟不同环境下对激光雷达的测试，提高了激光雷达测试的全面性和测试结果的代表性。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明所述三维转台机构结构图；
图3为本发明所述标定靶移动定位平台结构图。
图中:1、三维转台机构；2、标定靶移动定位平台；3、灯光模拟系统；4、控制台；5、固定支架；6、三维转台；7、被测激光雷达；8、基座；9、标定靶；10、网状灯光主板；11、照明灯；12、单元格；13、导向筒；14、L型支架；15、限位栓；16、底盘；17、伺服电机一；18、U型架；19、伺服电机二；20、安装座；21、伺服电机三；22、基板一；23、基板二；24、导向槽；25、滑槽；26、直线导轨；27、齿条；28、齿轮；29、伺服电机四；30、减速器；31、运动平台；32、推动板；33、连接柱；34、磁栅尺；35、磁栅读头；36、驱动机构；37、转角传感器。
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做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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于环境的激光雷达标定设备，包括激光雷达标定设备，激光雷达标定设备由配合使用的三维转台机构1、标定靶移动定位平台2和灯光模拟系统3组成，三维转台机构1、标定靶移动定位平台2和灯光模拟系统3安装于试验室内且通过局域网连接有控制台4，三维转台机构1包括固定支架5和通过螺栓安装于固定支架5外端的三维转台6，固定支架5的下端固定于地面，三维转台6的上方安装有被测激光雷达7，标定靶移动定位平台2位于三维转台机构1的一侧且由基座8、驱动机构36和标定靶9组成，驱动机构36安装于基座8上且上方与标定靶9相连接，灯光模拟系统3包括网状灯光主板10和均匀安装于灯光主板上的若干组照明灯11，网状灯光主板10的表面形成有若干组单元格12，每组单元格12上对应安装有一组照明灯11，若干组照明的之间通过线路并联。
进一步改进地，如图1所示：固定支架5为两段式结构且包括固定于地面的导向筒13和活动穿插于导向筒13内的L型支架14，L型支架14与导向筒13的连接处一侧螺纹穿插有限位栓15，可以对三维转台6的高度进行调节。
进一步改进地，如图2所示：三维转台6由底盘16、伺服电机一17、U型架18、伺服电机二19、安装座20和伺服电机三21组成，底盘16水平安装于L型支架14上，伺服电机一17安装于底盘16上且动力输出端与U型架18相连接，U型架18的上端与伺服电机二19相连接，伺服电机二19的动力输出端与安装座20相连接，伺服电机三21固定于安装座20上且动力输出端与被测激光雷达7相连接，三维转台6可以实现绕X、Y、Z三轴的转动动作，理论上可以实现360°球面的姿态角，每个转动方向均由三组伺服电机驱动，并包含高精度转角传感器37，用以测量转动角度，用户可以根据测试要求，任意调整激光雷达的姿态角度。
进一步改进地，如图2所示：伺服电机一17、伺服电机二19和伺服电机三21的端部安装有转角传感器37且分别驱动被测激光雷达7沿X、Y、Z三轴的转动。
进一步改进地，如图3所示：基座8包括平行设置的基板一22和基板二23，基板一22和基板二23之间形成有导向槽24，基板二23的表面开设有滑槽25。
进一步改进地，如图3所示：驱动机构36由直线导轨26、齿条27、齿轮28、伺服电机四29、减速器30和运动平台31组成，直线导轨26和齿条27均水平安装于基板一22上，直线导轨26上滑动设置有推动板32，推动板32的上端固定有连接柱33，齿条27与上方的齿轮28啮合连接，伺服电机四29的动力输出端与减速器30的输入端相连接，减速器30的输出端与齿轮28相连接，伺服电机四29和减速器30均安装于推动板32上，连接柱33的上端与运动平台31相连接，运动平台31滑动设置于滑槽25内，标定靶9刚性安装于运动平台31上，这样的设计方式可以带动标定靶9顺着直线导轨26来回移动。
进一步改进地，如图3所示：基板一22的一侧还设置有磁栅尺34，推动板32的侧壁安装有磁栅读头35，磁栅读头35的读取端正对磁栅尺34，系统采用磁栅尺34作为位置检测传感器，并通过磁栅读头35进行读取，其为非接触测量原理，测量行程不受限制。
进一步改进地，如图3所示：标定靶9与运动平台31之间还可以采用磁性座固定。
具体地，驱动机构36可以根据速度及行程要求，选用同步齿形带传动、滚珠丝杠传动和直线电机直驱，可以根据实际需要进行选用。
在使用时：本发明基于环境的智能车辆激光雷达的标定设备，由三维转台机构1、标定靶移动定位平台2和灯光模拟系统3组成，其中被测激光雷达7通过支架安装在三维转台6上，用户可根据测试要求调整雷达的安装角度，标定靶9固定在运动平台31上，运动平台31可沿导轨直线运动，同时控制台内置的系统采集反馈标定靶9的位置信息及速度信息，与雷达反馈数据同步，进而标定雷达的输出结果，灯光模拟系统3可以按照用户要求，模拟不同亮度、不同色温条件下的照明环境，用于标定不同环境条件下的激光雷达性能表现，被测激光雷达7安装在三维转台9上，并保证雷达测量中心与标定靶9运动轴线平行，按要求调整当前的灯光亮度以及色温，达到设定的指标后，启动标定靶移动定位平台2，已一定的速度运动，同时采集雷达测试结果和运动平台的运动状态，调整雷达的角度，重复以上动作，进行进行测试。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于环境的激光雷达标定设备，包括激光雷达标定设备，其特征在于：所述激光雷达标定设备由配合使用的三维转台机构(1)、标定靶移动定位平台(2)和灯光模拟系统(3)组成，所述三维转台机构(1)、标定靶移动定位平台(2)和灯光模拟系统(3)安装于试验室内且通过局域网连接有控制台(4)，所述三维转台机构(1)包括固定支架(5)和通过螺栓安装于固定支架(5)外端的三维转台(6)，所述固定支架(5)的下端固定于地面，所述三维转台(6)的上方安装有被测激光雷达(7)，所述标定靶移动定位平台(2)位于三维转台机构(1)的一侧且由基座(8)、驱动机构(36)和标定靶(9)组成，所述驱动机构(36)安装于基座(8)上且上方与标定靶(9)相连接，所述灯光模拟系统(3)包括网状灯光主板(10)和均匀安装于灯光主板上的若干组照明灯(11)，所述网状灯光主板(10)的表面形成有若干组单元格(12)，每组所述单元格(12)上对应安装有一组照明灯(11)，若干组所述照明的之间通过线路并联。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述固定支架(5)为两段式结构且包括固定于地面的导向筒(13)和活动穿插于导向筒(13)内的L型支架(14)，所述L型支架(14)与导向筒(13)的连接处一侧螺纹穿插有限位栓(15)。
3.根据权利要求1所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述三维转台(6)由底盘(16)、伺服电机一(17)、U型架(18)、伺服电机二(19)、安装座(20)和伺服电机三(21)组成，所述底盘(16)水平安装于L型支架(14)上，所述伺服电机一(17)安装于底盘(16)上且动力输出端与U型架(18)相连接，所述U型架(18)的上端与伺服电机二(19)相连接，所述伺服电机二(19)的动力输出端与安装座(20)相连接，所述伺服电机三(21)固定于安装座(20)上且动力输出端与被测激光雷达(7)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述伺服电机一(17)、伺服电机二(19)和伺服电机三(21)的端部安装有转角传感器(37)且分别驱动被测激光雷达(7)沿X、Y、Z三轴的转动。
5.根据权利要求1所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述基座(8)包括平行设置的基板一(22)和基板二(23)，所述基板一(22)和基板二(23)之间形成有导向槽(24)，所述基板二(23)的表面开设有滑槽(25)。
6.根据权利要求5所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述驱动机构(36)由直线导轨(26)、齿条(27)、齿轮(28)、伺服电机四(29)、减速器(30)和运动平台(31)组成，所述直线导轨(26)和齿条(27)均水平安装于基板一(22)上，所述直线导轨(26)上滑动设置有推动板(32)，所述推动板(32)的上端固定有连接柱(33)，所述齿条(27)与上方的齿轮(28)啮合连接，所述伺服电机四(29)的动力输出端与减速器(30)的输入端相连接，所述减速器(30)的输出端与齿轮(28)相连接，所述伺服电机四(29)和减速器(30)均安装于推动板(32)上，所述连接柱(33)的上端与运动平台(31)相连接，所述运动平台(31)滑动设置于滑槽(25)内，所述标定靶(9)刚性安装于运动平台(31)上。
7.根据权利要求6所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述基板一(22)的一侧还设置有磁栅尺(34)，所述推动板(32)的侧壁安装有磁栅读头(35)，所述磁栅读头(35)的读取端正对磁栅尺(34)。
8.根据权利要求6所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述标定靶(9)与运动平台(31)之间还可以采用磁性座固定。
9.根据权利要求1所述的一种基于环境的激光雷达标定设备，其特征在于：所述驱动机构(36)可以根据速度及行程要求，选用同步齿形带传动、滚珠丝杠传动和直线电机直驱。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113296083A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-08-24 | 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 | 一种激光雷达目标模拟测试系统 |
| CN117269942A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-22 | 成都量芯集成科技有限公司 | 一种激光测距仪距离校准装置及其方法 |
| CN117347985A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 陕西德丞电子科技有限公司 | 一种激光雷达光学标定装置 |
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