CN112578368B - 自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多线激光雷达安装的检验校正方法领域，具体是公开一种自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法，一先建立扫描检测平台，所述扫描检测平台包括设备停放区、扫描标杆和检测系统；二将要下线验收的自动驾驶设备移动至设备停放区，且根据扫描检测平台使用要求的定点、定向位置停放；三启动多线激光雷达的扫描工作，生成激光扫描数据；步骤四、检测系统获取激光扫描数据，计算得出扫描标杆法向量的法向量均值，通过激光扫描数据和法向量均值判断方向角是否为0度角对应正前方，翻滚角和俯仰角是否为水平，该方法能够快速且有效的检测多线激光雷达的安装是否精准，验收结果精准、可靠，易于实施，使用操作简单，特别适用于量产的下线验收。

Description

自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶及多线激光雷达安装的检验校正方法领域。

背景技术

随着智能科技的快速发展，多线激光雷达的应用越来越广泛，特别是在一些自动驾驶设备上的使用更是不可或缺，在自动驾驶设备中多线激光雷达通过同时发射和接收多束激光达到360度范围内的激光扫描，获得激光扫描数据用于车辆周围环境、物体的判断。因此，在自动驾驶设备上多线激光雷达的精准安装是非常重要的，是自动驾驶设备实现安全有效自动驾驶的基本要求。

目前，对于多线激光雷达的安装的检验校正方法有多种，但是根据多线激光雷达在不同的室外移动设备上的使用、在设备上不同位置的安装等等，现有的检验校正方法不一定能够适用，能够有效检测所需的精度，例如，现有的一些多线激光雷达安装的检验校正方法并不适于用于量产自动驾驶设备对多线激光雷达安装的下线验收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法，该方法能够快速且有效的检测多线激光雷达的安装是否精准，特别适合用于量产自动驾驶设备对多线激光雷达安装的下线验收。

为实现上述目的，发明的技术方案是：一种自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法，验收方法如下，

步骤一、预先建立扫描检测平台，所述扫描检测平台包括设备停放区、扫描标杆和检测系统，所述设备停放区供自动驾驶设备定点、定向、水平停放，所述扫描标杆设备停放区对应停放的自动驾驶设备车头一侧的前方按设定的距离位置垂直设置，所述扫描标杆为多根间隔垂直立设；

步骤二、将要下线验收的自动驾驶设备移动至设备停放区，且根据扫描检测平台使用要求的定点、定向位置停放；

步骤三、启动自动驾驶设备上多线激光雷达的扫描工作，多线激光雷达生成激光扫描数据；

步骤四、检测系统获取激光扫描数据，通过最小二乘法拟合出多线激光雷达扫描各根扫描标杆在多线激光雷达坐标系的直线方程，方程如下，

X、Y、Z为扫描点在多线激光雷达坐标系的变量，

x1、y1、z1为某个点在多线激光雷达坐标系下的坐标，

m为沿X轴方向，

n为沿Y轴方向，

p为沿Z轴方向，

计算得出各根扫描标杆的Z轴方向p的值，再计算得出多根扫描标杆的p 的均值，以及将各根扫描标杆在多线激光雷达坐标系下的X、Y平面的中心拟合成一条在X、Y平面上的一条直线，根据下面的公式计算得出k的值，

y＝kx+b

x、y为直线上的点在X、Y平面上的坐标，

k为直线的斜率，

b为直线的截距，

判断p的均值是否接近于1([-0.998,0.998]区间内)和k的值是否接近于O([-0.002,0.002]区间内)，如果p的均值为接近于1，且k值为接近于O，则判断多线激光雷达安装的翻滚角、俯仰角、方向角合格(安装为水平且O向角朝向正前方状态)，结束检测，如果p的均值为不接近于1和/或k的值为不接近于O，则判断多线激光雷达的安装存在偏向为安装不合格，检测系统给出多线激光雷达安装的翻滚角、俯仰角和/或方向角存在偏向的偏向数据，进入步骤五；

步骤五、根据检测系统给出的偏向数据进行多线激光雷达的安装校正，校正完成后返回步骤三。

通过采用上述技术方案，发明的有益效果是：自动驾驶设备上多线激光雷达的安装精准判断有三个依据，分别是多线激光雷达的方向角是否为0向角对应正前方，俯仰角和翻滚角是否为水平，本发明的验收方法通过多线激光雷达扫描多根扫描标杆获得激光扫描数据来判断方向角、翻滚角和俯仰角，这正是对应了多线激光雷达的安装精准判断的三个依据，一次扫描多根标杆综合计算分析判断得出结果，具体的是采用最小二乘法拟合出多线激光雷达扫描多根扫描标杆在多线激光雷达坐标系的直线方程，计算得出各根扫描标杆的p的值，再计算得出多根扫描标杆p的均值，以及计算得出各根扫描标杆在多线激光雷达坐标系下的X、Y平面的中心拟合成一条在X、Y平面上的一条直线的k值，从而判断多线激光扫描雷达的方向角是否为0度角对应正前方，翻滚角和俯仰角是否为水平，这种验收方法获得验收结果精准、可靠，且易于实施，扫描检测平台和检测使用的使用操作过程简单，检测速度快，特别适用于量产自动驾驶设备生产线上检测使用，从而实现本发明的上述目的效果。

附图说明

图1是发明涉及的一种自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法的扫描检测平台使用布局结构示意图。

具体实施方式

为了进一步解释发明的技术方案，下面通过具体实施例来对发明进行详细阐述。

本实施例中自动驾驶设备以一种无人自动驾驶的道路清洁车辆为例，如图中所示，该车辆1高度约在一米四左右，底部的车轮2为3个，1个前轮2两个后轮，车头底部为道路清扫装置，多线激光雷达4安装设置在车头的顶面中间部位。

本发明公开的一种自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法，验收方法如下，

步骤一、预先建立扫描检测平台3，该平台可为独立操作车间，平台周围无其他影响激光扫描结果的物质，避免影响检测结构的因素存在，所述扫描检测平台3包括用于停放检测车辆的设备停放区31、作为检测时激光扫描目标的扫描标杆32和进行检测验收操作的检测系统(图中未示出)。

所述设备停放区31供自动驾驶设备定点、定向、水平停放，本实施例中，设备停放区对应上述车辆的3个车轮2分别设有车轮定位点，所述车轮定位点简易的可为对应供各车轮2的位置设置凹槽311，所述凹槽311的底面可为与车轮圆周对应的内凹圆弧面，有利于快速的嵌入定点定位，三个凹槽311的最低点为在同一水平面上，凹槽311的宽度宜与车轮2宽度对应或略大于车轮宽度，大于最好不超过1厘米，避免影响检测精准度，为方便车轮嵌入凹槽311，如图中所示，可在凹槽311的驶入端设置八字形的车轮导向结构313，还有对应供前轮嵌入的凹槽311的前端可设置前进挡块312，即可简易的达到方便快速使得自动驾驶设备1行使至定点、定向、水平的检测停放位置，达到平台检测要求。

所述扫描标杆32在设备停放区31对应停放的自动驾驶设备车头一侧的前方按设定的距离位置垂直设置，对应供车头上的多线激光雷达4扫描，扫描标杆32与设备停放区31的间隔距离，以不超出于激光扫描检测的较佳扫描距离为宜，所述扫描标杆32为多根间隔垂直立设，本实施例中，所述扫描标,32为 3根间隔垂直立设，中间的一根对应多线激光雷达4的0向角正前方，旁边两根以相同的间隔距离设置，各扫描标杆32的高度从设备停放区31的水平面高度算起高度大于1.5米，高于车辆1高度，以符合达到多线激光雷达4的扫描范围，各扫描标杆32的宽度宜为5厘米左右。

步骤二、将要下线验收的自动驾驶设备1控制移动至设备停放区31，且根据扫描检测平台3使用要求的定点、定向位置停放，本实例实施例的车辆1就是行使至3个车轮2都嵌入到对应的凹槽311内即达到了停放要求；

步骤三、启动自动驾驶设备1上多线激光雷达4的扫描工作，多线激光雷达4生成激光扫描数据；

步骤四、检测系统获取激光扫描数据，这里检测系统为根据需要编程设计的程序，可搭载在计算机、平板电脑、手机等电子设备内使用，获取激光扫描数据可通过有线或无线的方式与车辆的系统连接，从而获取步骤三的激光扫描数据，在检测系统获取激光扫描数据后，根据编写的程序进行数据的计算处理，本发明的计算处理首先是

通过最小二乘法拟合出多线激光雷达4扫描各根扫描标杆32在多线激光雷达4坐标系的直线方程，方程如下，

X、Y、Z为扫描点在多线激光雷达坐标系的变量，

x1、y1、z1为某个点在多线激光雷达坐标系下的坐标，

m为沿X轴方向，

n为沿Y轴方向，

p为沿Z轴方向，

计算得出各根扫描标杆32的Z轴方向p的值，再计算得出多根扫描标杆32 的p的均值，以及将各根扫描标杆32在多线激光雷达4坐标系下的X、Y平面的中心拟合成一条在X、Y平面上的一条直线，根据下面的公式计算得出k的值，

y＝kx+b

x、y为直线上的点在X、Y平面上的坐标，

k为直线的斜率，

b为直线的截距，

判断p的均值是否接近于1([-0.998,0.998]区间内)和k的值是否接近于0([-0.002,0.002]区间内)，如果p的均值为接近于1表示多线激光雷达4 的安装为水平(翻滚角和俯仰角合格)，且k的值为接近于0表示多线激光雷达 4的安装朝向正前方(其0向角朝向正前方，方向角合格)，则判断多线激光雷达4安装的翻滚角、俯仰角、方向角合格(安装为水平且O向角朝向正前方状态)，即可结束检测退出扫描检测平台3，如果p的均值为不接近于1和/或k 的值为不接近于0，则判断多线激光雷达4的安装存在偏向为安装不合格，检测系统给出多线激光雷达安装的翻滚角、俯仰角和/或方向角存在偏向的偏向数据，进入步骤五；

步骤五、校正操作的技术人员根据检测系统给出的偏向数据进行多线激光雷达4的安装校正，校正完成后返回步骤三重新进行激光扫描检测，直至达到步骤四的合格条件，翻滚角和俯仰角在[-0.998,0.998]区间内，方向角在[-0.002,0.002]区间内。

综上所述，本发明公开的一种自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法，操作简单，验收结果精准、有效、可靠，可直接给出校正数据，有利于多线激光雷达的快速校正，根据本发明实施例的验收方法搭建的扫描检测平台3 的布局结构可达到布局结构简单，造价成本低，使用操作简单、快速，易于投入实施实现功能作用，特别适用于量产自动驾驶设备生产线上检测使用。

上述实施例和图式并非限定发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离发明的专利范畴。

Claims (1)

1.一种自动驾驶设备多线激光雷达安装下线验收方法，其特征在于，验收方法如下，

步骤一、预先建立扫描检测平台，所述扫描检测平台包括设备停放区、扫描标杆和检测系统，所述设备停放区供自动驾驶设备定点、定向、水平停放，所述扫描标杆设备停放区对应停放的自动驾驶设备车头一侧的前方按设定的距离位置垂直设置，所述扫描标杆为多根间隔垂直立设；

步骤二、将要下线验收的自动驾驶设备移动至设备停放区，且根据扫描检测平台使用要求的定点、定向位置停放；

步骤三、启动自动驾驶设备上多线激光雷达的扫描工作，多线激光雷达生成激光扫描数据；

步骤四、检测系统获取激光扫描数据，通过最小二乘法拟合出多线激光雷达扫描各根扫描标杆在多线激光雷达坐标系的直线方程，方程如下，

X、Y、Z为扫描点在多线激光雷达坐标系的变量，

x1、y1、z1为某个点在多线激光雷达坐标系下的坐标，

m为沿X轴方向，

n为沿Y轴方向，

p为沿Z轴方向，

计算得出各根扫描标杆的Z轴方向p的值，再计算得出多根扫描标杆的p的均值，以及将各根扫描标杆在多线激光雷达坐标系下的X、Y平面的中心拟合成一条在X、Y平面上的一条直线，根据下面的公式计算得出k的值，

y=kx+b

x、y为直线上的点在X、Y平面上的坐标，

k为直线的斜率，

b为直线的截距，

判断p的均值是否接近于1和k的值是否接近于0，如果p的均值为接近于1，且k的值为接近于0，则判断多线激光雷达安装的翻滚角、俯仰角、方向角合格，结束检测，如果p的均值为不接近于1和/或 k的值为不接近于0，则判断多线激光雷达的安装存在偏向为安装不合格，检测系统给出多线激光雷达安装的翻滚角、俯仰角和/或方向角存在偏向的偏向数据，进入步骤五；

步骤五、根据检测系统给出的偏向数据进行多线激光雷达的安装校正，校正完成后返回步骤三。