CN113433520B - 零位检测方法、系统及激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种零位检测方法、系统及激光雷达，涉及零位检测方法、系统及激光雷达的技术领域，零位检测系统包括一固定装置、一投射靶面以及一激光发射器，激光雷达的底座设于固定装置的顶端，激光发射器固定于激光雷达的目标位置上，激光雷达在底座上旋转扫描时带动激光发射器转动，固定装置设于一预设点上，投射靶面与所述固定装置的相对位置固定，所述激光雷达用于被设置处于零位；激光发射器用于在激光雷达处于零位时向投射靶面投射激光；处理端用于获取投射的激光在投射靶面上的投射位置，并通过投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度。本发明能够提高激光雷达精度，易于实现且效率高，为整机零位调整提供条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种零位检测方法、系统及激光雷达。
背景技术
所谓实测实量，是指应用测量工具，通过现场测试、测量并能真实反映产品质量数据的一种方法。根据相关的质量验收标准，计量控制工程质量数据误差在国家住房建设标准允许的范围内。
实际测量涉及的项目发展阶段主要有主体结构阶段、砌体阶段、抹灰阶段、设备安装阶段和精装修阶段。测量范围包括混凝土结构、砌体工程、抹灰工程、防水工程、门窗工程、油漆工程、精装修工程等。
随着5G技术的发展，3D技术在自动驾驶，建筑信息建模等领域磅礴发展。机械式激光雷达作为其核心硬件，在满足全方位精确建模的需求下需借助旋转马达及IMU等精密器件，在各部分相对位置绝对固定的前提下需要通过标定的方式来确认不同部件之间坐标系并通过算法实现坐标归一，需要设备采集不同姿态数据来实现。
现有的激光雷达存在出厂合格率低，使用时获取的数据不准确，建模精准度差的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中激光雷达存在出厂合格率低，使用时获取的数据不准确，建模精准度差的缺陷，提供一种能够提高激光雷达精度，易于实现且效率高，为整机零位调整提供条件的零位检测方法、系统及激光雷达。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种零位检测系统，其特点在于，所述零位检测系统包括一固定装置、一投射靶面、一处理端以及一激光发射器，激光雷达的底座设于所述固定装置的顶端，所述激光发射器固定于激光雷达的目标位置上，所述激光雷达在所述底座上旋转扫描时带动所述激光发射器转动，所述固定装置设于一预设点上，所述投射靶面与所述固定装置的相对位置固定，
所述激光雷达用于被设置处于零位；
所述激光发射器用于在激光雷达处于零位时向所述投射靶面投射激光；
所述处理端用于获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置，并通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度。
较佳地，所述预设数据包括投射靶面上的基准点及投射靶面距离所述固定装置的设定距离，
所述处理端用于获取投射位置与基准点的测量距离；
所述处理端用于根据所述测量距离以及设定距离获取激光发射机的激光光线与基准线的夹角作为所述激光雷达零位的精度，所述基准线为设于所述固定装置上的激光发射器与所述基准点的连线。
较佳地，所述投射靶面为一激光接收装置，
所述激光接收装置用于接收激光发射器投射的激光；
所述处理端用于获取接收激光的接收点作为所述投射位置；
所述激光接收装置用于将所述投射位置以及基准点位置的信息传输至所述处理端；
所述处理端用于获取预设数量激光雷达的投射位置后在一坐标系中获取每一投射位置及基准点位置的平面坐标；
所述处理端用于根据平面坐标以及预设规则校准下一次检测时的基准点位置，所述预设规则为：根据全部投射位置的平面坐标的平均值获取一校准坐标，将所述基准点位置向所述校准坐标靠近，靠近的程度与所述预设数量成正比。
本发明还提供一种用于激光雷达的零位检测方法，其特点在于，所述零位检测方法通过如上所述的零位检测系统实现，所述零位检测方法包括：
设置所述激光雷达处于零位；
所述激光发射器在激光雷达处于零位时向所述投射靶面投射激光；
获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置；
通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度。
较佳地，所述预设数据包括投射靶面上的基准点及投射靶面距离所述固定装置的设定距离，所述通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度，包括：
获取投射位置与基准点的测量距离；
根据所述测量距离以及设定距离获取激光发射机的激光光线与基准线的夹角作为所述激光雷达零位的精度，所述基准线为设于所述固定装置上的激光发射器与所述基准点的连线。
较佳地，所述激光雷达包括一外壳，所述激光雷达还包括一扫描组件以及一结构件，所述结构件包括一横向结构件以及两个纵向结构件，所述纵向结构件并排设于所述横向结构件的上方，所述扫描组件设于所述两个纵向结构件之间，所述扫描组件包括一圆柱形外壳，所述激光发射器包括一发射器外壳，所述发射器外壳的底部设有一与所述圆柱形外壳形状匹配的凹槽。
较佳地，所述发射器外壳的侧面设有两条竖直方向的第一限位件，所述两个纵向结构件之间激光雷达的外壳上设有与所述第一限位件匹配的第二限位件。
较佳地，所述投射靶面为一激光接收装置，所述获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置，包括：
通过所述激光接收装置接收激光发射器投射的激光；
获取接收激光的接收点作为所述投射位置。
较佳地，所述零位检测系统包括一处理端，所述零位检测方法包括：
所述激光接收装置将所述投射位置以及基准点位置的信息传输至所述处理端；
所述处理端获取预设数量激光雷达的投射位置后在一坐标系中获取每一投射位置及基准点位置的平面坐标；
所述处理端根据平面坐标以及预设规则校准下一次检测时的基准点位置，所述预设规则为：根据全部投射位置的平面坐标的平均值获取一校准坐标，将所述基准点位置向所述校准坐标靠近，靠近的程度与所述预设数量成正比。
本发明还提供一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达用于如上所述零位检测系统。
符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的零位检测方法、系统及激光雷达能够提高激光雷达精度，易于实现且效率高，为整机零位调整提供条件。
附图说明
图1为本发明实施例1的零位检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种零位检测系统。用于测量激光雷达零位的精度。
所述零位检测系统包括一固定装置11、一投射靶面12、一处理端以及一激光发射器13。
激光雷达205的底座设于所述固定装置的顶端，所述激光发射器固定于激光雷达的目标位置上。
所述激光雷达在所述底座上旋转扫描时带动所述激光发射器转动，所述固定装置设于一预设点上。
所述投射靶面与所述固定装置的相对位置固定。
所述激光雷达用于被设置处于零位；
所述激光发射器用于在激光雷达处于零位时向所述投射靶面投射激光；
所述处理端用于获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置，并通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度。
进一步地，所述预设数据包括投射靶面上的基准点及投射靶面距离所述固定装置的设定距离，
所述处理端用于获取投射位置与基准点的测量距离；
所述处理端用于根据所述测量距离以及设定距离获取激光发射机的激光光线与基准线的夹角作为所述激光雷达零位的精度，所述基准线为设于所述固定装置上的激光发射器与所述基准点的连线。
优选地，所述投射靶面为一激光接收装置。
所述激光接收装置用于接收激光发射器投射的激光；
所述处理端用于获取接收激光的接收点作为所述投射位置；
所述激光接收装置用于将所述投射位置以及基准点位置的信息传输至所述处理端；
所述处理端用于获取预设数量激光雷达的投射位置后在一坐标系中获取每一投射位置及基准点位置的平面坐标；
所述处理端用于根据平面坐标以及预设规则校准下一次检测时的基准点位置，所述预设规则为：根据全部投射位置的平面坐标的平均值获取一校准坐标，将所述基准点位置向所述校准坐标靠近，靠近的程度与所述预设数量成正比。
所述激光雷达包括一外壳，所述激光雷达还包括一扫描组件以及一结构件，所述结构件包括一横向结构件以及两个纵向结构件，所述纵向结构件并排设于所述横向结构件的上方，所述扫描组件设于所述两个纵向结构件之间，所述扫描组件包括一圆柱形外壳，所述激光发射器包括一发射器外壳14，所述发射器外壳的底部设有一与所述圆柱形外壳形状匹配的凹槽。
所述发射器外壳的侧面设有两条竖直方向的第一限位件，所述两个纵向结构件之间激光雷达的外壳上设有与所述第一限位件匹配的第二限位件。
该方案包括固定装置，激光发射器，激光发射器外壳，投射靶面和零位控制的处理端。
其中固定装置位于测试场地一固定的位置，用于固定待测激光雷达。
激光发射器借助激光准直作用作为出发装置。
激光发射器外壳用于把激光发射器和激光雷达在一起。
投射靶面包括靶面范围及靶面距离固定台距离，靶面位置固定，靶面可以是普通实体面，激光投射到靶面可清晰可见，也可以是激光接收装置，接受到激光后出发报警或反馈数据，未接受到激光则无反应。
处理端即通过发送命令可以让激光雷达旋转到零位静止。
本申请借助激光的直线传播和勾股定律，通过靶面与固定装置距离及靶面范围大小来提高零位精度。
通过设定好的零位值在靶面的激光投影点为基准，要求的零位精度范围为靶面范围。
直观的可见投射为基于基准点的投射范围，可以是记号等形式，处理端发射零位命令，确认是否激光已落入靶面对应范围，若未落入方位可以通过手动调整零位，发送零位命令，如此反复直至激光落入靶面。
本实施例的零位检测系统能够提高激光雷达精度，易于实现且效率高，为整机零位调整提供条件。
利用上述零位检测系统，本实施例还提供一种零位检测方法，包括：
设置所述激光雷达处于零位；
所述激光发射器在激光雷达处于零位时向所述投射靶面投射激光；
获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置；
通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度。
为了计算出所述精度，所述零位检测方法还包括：
获取投射位置与基准点的测量距离；
根据所述测量距离以及设定距离获取激光发射机的激光光线与基准线的夹角作为所述激光雷达零位的精度，所述基准线为设于所述固定装置上的激光发射器与所述基准点的连线。
所述投射靶面为一激光接收装置，所述获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置，包括：
通过所述激光接收装置接收激光发射器投射的激光；
获取接收激光的接收点作为所述投射位置。
为了更准确的获取基准点，所述零位检测方法还包括：
所述激光接收装置将所述投射位置以及基准点位置的信息传输至所述处理端；
所述处理端获取预设数量激光雷达的投射位置后在一坐标系中获取每一投射位置及基准点位置的平面坐标；
所述处理端根据平面坐标以及预设规则校准下一次检测时的基准点位置。其中，
所述预设规则为：根据全部投射位置的平面坐标的平均值获取一校准坐标，将所述基准点位置向所述校准坐标靠近，靠近的程度与所述预设数量成正比。
本实施例的零位检测方法、系统及激光雷达能够提高激光雷达精度，易于实现且效率高，为整机零位调整提供条件。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种零位检测系统，其特征在于，所述零位检测系统包括一固定装置、一投射靶面、一处理端以及一激光发射器，激光雷达的底座设于所述固定装置的顶端，所述激光发射器固定于激光雷达的目标位置上，所述激光雷达在所述底座上旋转扫描时带动所述激光发射器转动，所述固定装置设于一预设点上，所述投射靶面与所述固定装置的相对位置固定，所述激光雷达包括一外壳，所述激光雷达还包括一扫描组件以及一结构件，所述结构件包括一横向结构件以及两个纵向结构件，所述纵向结构件并排设于所述横向结构件的上方，所述扫描组件设于所述两个纵向结构件之间，所述扫描组件包括一圆柱形外壳，所述激光发射器包括一发射器外壳，所述发射器外壳的底部设有一与所述圆柱形外壳形状匹配的凹槽；所述发射器外壳的侧面设有两条竖直方向的第一限位件，所述两个纵向结构件之间激光雷达的外壳上设有与所述第一限位件匹配的第二限位件；
所述激光雷达用于被设置处于零位；
所述激光发射器用于在激光雷达处于零位时向所述投射靶面投射激光；
所述处理端用于获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置，并通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度；
其中，所述预设数据包括投射靶面上的基准点及投射靶面距离所述固定装置的设定距离，
所述处理端用于获取投射位置与基准点的测量距离；
所述处理端用于根据所述测量距离以及设定距离获取激光发射机的激光光线与基准线的夹角作为所述激光雷达零位的精度，所述基准线为设于所述固定装置上的激光发射器与所述基准点的连线；
其中，所述投射靶面为一激光接收装置，
所述激光接收装置用于接收激光发射器投射的激光；
所述处理端用于获取接收激光的接收点作为所述投射位置；
所述激光接收装置用于将所述投射位置以及基准点位置的信息传输至所述处理端；
所述处理端用于获取预设数量激光雷达的投射位置后在一坐标系中获取每一投射位置及基准点位置的平面坐标；
所述处理端用于根据平面坐标以及预设规则校准下一次检测时的基准点位置，所述预设规则为：根据全部投射位置的平面坐标的平均值获取一校准坐标，将所述基准点位置向所述校准坐标靠近，靠近的程度与所述预设数量成正比。
2.一种用于激光雷达的零位检测方法，其特征在于，所述零位检测方法通过如权利要求1所述的零位检测系统实现，所述零位检测方法包括：
设置所述激光雷达处于零位；
所述激光发射器在激光雷达处于零位时向所述投射靶面投射激光；
获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置；
通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度；
其中，所述预设数据包括投射靶面上的基准点及投射靶面距离所述固定装置的设定距离，所述通过所述投射位置以及预设数据的对比获取激光雷达零位的精度，包括：
获取投射位置与基准点的测量距离；
根据所述测量距离以及设定距离获取激光发射机的激光光线与基准线的夹角作为所述激光雷达零位的精度，所述基准线为设于所述固定装置上的激光发射器与所述基准点的连线；
其中，所述投射靶面为一激光接收装置，所述获取投射的激光在所述投射靶面上的投射位置，包括：
通过所述激光接收装置接收激光发射器投射的激光；
获取接收激光的接收点作为所述投射位置；
其中，所述零位检测系统包括一处理端，所述零位检测方法包括：
所述激光接收装置将所述投射位置以及基准点位置的信息传输至所述处理端；
所述处理端获取预设数量激光雷达的投射位置后在一坐标系中获取每一投射位置及基准点位置的平面坐标；
所述处理端根据平面坐标以及预设规则校准下一次检测时的基准点位置，所述预设规则为：根据全部投射位置的平面坐标的平均值获取一校准坐标，将所述基准点位置向所述校准坐标靠近，靠近的程度与所述预设数量成正比。
3.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达用于如权利要求1所述零位检测系统。
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