CN114646944A - 激光雷达校准装置和校准方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光雷达校准装置和校准方法，其中，校准装置包括反射面、控制器、旋转台和高精度测距仪；高精度测距仪和被测激光雷达固定在旋转台上；控制器连接旋转台、被测激光雷达和高精度测距仪；反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系。控制器用于控制旋转台的旋转速度，还用于获取高精度测距仪和被测激光雷达与反射面的距离测量数据，并根据距离测量数据，以及距离测量数据和转动角度的函数关系，确定被测激光雷达的综合校准参数。上述激光雷达校准装置，在距离校准的过程中，同时也考虑了角度因素的影响，完成了被测激光雷达的综合校准，有利于提高校准结果的可靠性。

Description

激光雷达校准装置和校准方法

技术领域

本申请涉及仪器校准技术领域，特别是涉及一种激光雷达校准装置和校准方法。

背景技术

激光雷达是一种以激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段进行探测的主动遥感设备。由于高精度、高分辨率等诸多优势，激光雷达被广泛应用于各个行业，为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了显著的经济效益。为确保激光雷达的测量精度，需要在出厂前对每台激光雷达进行校准。

传统的激光雷达校准装置和校准方法，将被测激光雷达固定于测量平台上，通过控制器控制标准反射面在既定的轨道上移动，检测激光雷达在不同距离时的测量精度，进行距离校准。由于激光雷达在使用的过程中，影响其测量精度的因素并不只是距离，在进行校准时只考虑距离的影响，并不能准确评估激光雷达的测量精度。因此，传统的激光雷达校准装置和校准方法，存在校准结果不可靠的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种校准结果可靠性高的激光雷达校准装置和校准方法。

本申请第一方面，提供了一种激光雷达校准装置，包括反射面、控制器、旋转台和高精度测距仪；

所述高精度测距仪和被测激光雷达固定在所述旋转台上；所述控制器连接所述旋转台、所述被测激光雷达和所述高精度测距仪；所述反射面和所述被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与所述被测激光雷达的转动角度成函数关系；所述控制器用于控制所述旋转台的旋转速度，还用于获取所述高精度测距仪和所述被测激光雷达与所述反射面的距离测量数据，并根据所述距离测量数据，以及所述距离测量数据和所述转动角度的函数关系，确定所述被测激光雷达的综合校准参数。

在其中一个实施例中，所述反射面为曲面。

在其中一个实施例中，所述反射面和所述被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与所述被测激光雷达的转动角度成单调函数关系。

在其中一个实施例中，还包括升降台；所述旋转台设置于所述升降台上；所述控制器连接所述升降台，还用于控制所述升降台的升降速度；所述反射面上沿升降方向设置有多个颜色不同的区域。

在其中一个实施例中，所述反射面上的多个颜色不同的区域，按照预设的尺寸依次设置。

在其中一个实施例中，所述反射面上的多个颜色不同的区域，对所述被测激光雷达出射激光的反射率沿升降方向单调变化。

在其中一个实施例中，所述激光雷达校准装置放置于无尘环境。

本申请第二方面，提供了一种激光雷达校准方法，基于上述的激光雷达校准装置实现，所述方法包括：

控制旋转台按预设的旋转速度旋转；所述被测激光雷达和所述高精度测距仪固定在所述旋转台上；

获取被测激光雷达和高精度测距仪与反射面的距离测量数据；所述反射面和所述被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与所述被测激光雷达的转动角度成函数关系；

根据所述距离测量数据，以及所述距离测量数据和所述转动角度的函数关系，确定所述被测激光雷达的综合校准参数。

在其中一个实施例中，所述反射面上沿高度方向设置有多个颜色不同的区域，所述获取被测激光雷达和高精度测距仪与反射面的距离测量数据之前，还包括：

控制升降台按预设的升降速度升降；所述旋转台设置于所述升降台上。

在其中一个实施例中，所述控制旋转台按预设的旋转速度旋转，和所述控制升降台按预设的升降速度升降，包括：

在控制旋转台按预设的旋转速度旋转的过程中，同时控制升降台按预设的升降速度升降。

上述激光雷达校准装置，包括反射面、控制器、旋转台和高精度测距仪。高精度测距仪和被测激光雷达固定在旋转台上，由旋转台带动高精度测距仪和被测激光雷达运动。控制器连接旋转台和高精度测距仪，用于通过旋转台来控制高精度测距仪和被测激光雷达的旋转速度。控制器还用于获取高精度测距仪和被测激光雷达与反射面的距离测量数据，并根据距离测量数据以及距离和角度的函数关系确定被测激光雷达的综合校准参数。由于反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系，因此校准过程中获取的距离测量数据，也可以根据函数关系用转动角度来表示，即进行距离校准的同时也完成了角度校准。也即，在距离校准的过程中，同时也考虑了角度因素的影响，完成了被测激光雷达的综合校准，有利于提高校准结果的可靠性。

附图说明

图1为一个实施例中激光雷达校准装置组成部分的结构框图；

图2为一个实施例中激光雷达校准装置中反射面位置示意图；

图3为另一个实施例中激光雷达校准装置组成部分的结构框图；

图4为图2反射面中A处沿升降方向不同颜色的示意图；

图5为一个实施例中激光雷达校准方法的流程图；

图6为另一个实施例中激光雷达校准方法的流程图。

附图标记说明：111-第一边界，112-第二边界。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的空间关系术语例如“在...上”、“在...下”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件上面”或“在其之上”或“在其上”元件或特征将取向为在其它元件或特征“下”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性

本申请第一方面，请参考图1，提供了一种激光雷达校准装置，包括反射面110、控制器120、旋转台130和高精度测距仪140。高精度测距仪140和被测激光雷达固定在旋转台130上；控制器120连接旋转台130、被测激光雷达和高精度测距仪140；反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系。控制器120用于控制旋转台130的旋转速度，还用于获取高精度测距仪140和被测激光雷达与反射面110的距离测量数据，并根据该距离测量数据，以及距离测量数据和转动角度的函数关系，确定被测激光雷达的综合校准参数。

可以理解，在出厂前，可以使用激光雷达校准装置对激光雷达进行校准，以确保激光雷达的测量精度。在激光雷达的使用过程中，也可以根据需要，使用激光雷达校准装置对激光雷达进行定期校准，以使激光雷达维持较高的测量精度。

其中，高精度测距仪140是指基于一定的测距原理和算法，可以实现高精度距离测量，满足激光雷达校准要求的仪器。该高精度测距仪140，可以是激光测距仪，也可以是红外测距仪。该算法，可以是FFt(fast Fourier transform，快速傅立叶变换)算法，也可以是TOF(Turn Over Frequency，转化频率)算法。总之，本申请实施例对高精度测距仪140的测距原理和具体算法不作限定。

旋转台130是指以通过施加外部动力可以实现转动的仪器。该旋转台130，可以是电动旋转台，也可以是气动旋转台。总之，本申请实施例对旋转台130的动力类型不作限定。进一步的，为提高旋转速度的稳定性和调控精度，该旋转台130为精密电动旋转台。高精度测距仪140和被测激光雷达固定在旋转台130上，那么，在旋转台130转动的同时，也带动高精度测距仪140和被测激光雷达转动，且三者的旋转速度保持一致。为便于理解，本申请中，以旋转台130的旋转平面为水平面的情况为例进行说明。进一步的，反射面110可以与旋转台130的旋转平面垂直，即反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达转动角度的函数关系，与被测激光雷达的安装高度无关，可以避免高度方向安装误差对校准精度的影响。

反射面110，可以是独立设置的反射板，也可以是激光雷达校准装置中某一特定组件所包含的面，用于接收被测激光雷达和高精度测距仪140的发射信号，并发生反射，使被测激光雷达和高精度测距仪140接收到对应的反射信号。在一个实施例中，反射面110对被测激光雷达和高精度测距仪140的发射信号的反射率均高于预设的反射率阈值。进一步的，反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系，是指，在被测激光雷达的转动过程中，伴随着转动角度的变化，反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离也随之变化，且二者的变化关系可以用函数表示。另外，该反射面110，可以是平面，也可以是曲面，还可以是曲面和平面的组合，总之，本申请实施例对反射面的具体形状并不作限定。

具体的，激光雷达校准装置中各组件安装完毕后，根据反射面110的形状和被测激光雷达的位置，就可以确定反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达转动角度的函数关系。再由控制器120控制旋转台130按照预设的旋转速度转动。安装于旋转台130上的高精度测距仪140和被测激光雷达以相同的旋转速度转动，并在转动过程中进行距离测量。再由控制器120获取高精度测距仪140和被测激光雷达与反射面110的距离测量数据，并根据该距离测量数据，以及距离测量数据和转动角度的函数关系，确定被测激光雷达的综合校准参数。

在一个实施例中，该激光雷达校准装置放置于无尘环境。由于灰尘会使激光发生漫反射，而影响到被测激光雷达的信号强度和测量数据，不利于校准工作的顺利进行。因此，将激光雷达校准装置放置于无尘环境，可以减少灰尘带来的扰动，进一步提高校准精度。

上述激光雷达校准装置，包括反射面110、控制器120、旋转台130和高精度测距仪140。高精度测距仪140和被测激光雷达固定在旋转台130上，由旋转台130带动高精度测距仪140和被测激光雷达运动。控制器120连接旋转台130和高精度测距仪140，用于通过旋转台130来控制高精度测距仪140和被测激光雷达的旋转速度。控制器120还用于获取高精度测距仪140和被测激光雷达与反射面110的距离测量数据，并根据距离测量数据以及距离和角度的函数关系确定被测激光雷达的综合校准参数。由于反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系，因此校准过程中获取的距离测量数据，也可以根据函数关系用转动角度来表示，即进行距离校准的同时也完成了角度校准。也即，在距离校准的过程中，同时也考虑了角度因素的影响，完成了被测激光雷达的综合校准，有利于提高校准结果的可靠性。

在一个实施例中，反射面110为曲面。

具体的，可以将反射面110设计为曲面，在保证测量角度范围的同时，还可以使反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，随着被测激光雷达的转动角度连续变化。该曲面，可以是螺旋形曲面，也可以是椭圆形曲面，总之，本申请实施例对曲面的具体种类不作限定。进一步的，当反射面110与旋转台130的旋转平面垂直时，反射面110为曲面，是指反射面110在旋转台130的旋转平面上的投影为一条曲线。例如，当反射板110为螺旋形曲面和椭圆形曲面时，反射面110在旋转台130的旋转平面上的投影分别为一螺旋线和椭圆。

上述实施例中，将反射面110设计为曲面，在保证测量角度范围的同时，可以使反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，随着被测激光雷达的转动角度连续变化，有利于在校准过程中获取更多的测量数据，提高校准的准确性。

在一个实施例中，反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成单调函数关系。

具体的，请参考图2，将反射面110的第一边界111所对应的被测激光雷达的激光出射位置的朝向设为旋转起点，将反射面110的第二边界112所对应的被测激光雷达的激光出射位置的朝向设为旋转终点。通过对反射面110的形状进行设计，在被测激光雷达的旋转过程中，使反射面110和该被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，随被测激光雷达的转动角度单调增加。如图2所示，可以将反射面110设计为螺旋形曲面和平面的组合，且该平面与被测激光雷达出射激光传输路径的夹角，随被测激光雷达的转动角度单调变化。可以理解，上述旋转起点和旋转终点也可以互换，以使反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，随被测激光雷达的转动角度单调递减。进一步的，在一个实施例中，反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与该被测激光雷达的转动角度成正比例函数关系。

上述实施例中，通过对反射面110的特定设计，使反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成单调函数关系，可以简化综合校准的数据处理过程，提高效率。

在一个实施例中，请参考图3，该激光雷达校准装置，还包括升降台150。旋转台130设置于升降台150上；控制器120连接升降台150，还用于控制升降台150的升降速度。反射面110上沿升降方向设置有多个颜色不同的区域。

其中，升降台150是指以通过施加外部动力可以实现升降的仪器。该升降台150，可以是电动升降台，也可以是气动升降台。总之，本申请实施例对升降台150的动力类型不作限定。进一步的，为提高升降速度的稳定性和调控精度，该升降台150为电动升降台。可以理解，升降台150上设置有固定支架，以便于将仪器固定在升降台150上。旋转台130设置于升降台150上，在升降台150升降的同时，也带动旋转台130以及固定在旋转台130上的高精度测距仪140和被测激光雷达升降，且这些仪器的升降速度保持一致。进一步的，在一个实施例中，控制器120、旋转台130、被测激光雷达、高精度测距仪140依次安装于升降台150及支架的正上方，可随升降台150上下运动。

由于针对某一特定波长激光的反射率，与反射面110的颜色有关。在反射面110上沿升降方向设置有多个颜色不同的区域，相当于在反射面110上，设置了多个反射率不同的区域。可以理解，反射面110沿升降方向上的颜色，可以是连续变化，也可以是阶跃变化的。当每一个颜色区域在升降方向上的尺寸都足够小时，可以认为反射面110沿升降方向上的颜色是连续变化的。在升降过程中，被测激光雷达的出射激光将扫过不同反射率的区域，以完成针对不同反射率的目标物的距离校准。

进一步的，控制器120可以在控制旋转台130按预设的旋转速度旋转的过程中，同时控制升降台150按预设的升降速度升降，使被测激光雷达出射的激光扫过反射面110沿转动方向的所有角度范围的同时，扫过反射面110沿升降方向的所有颜色。这样，在校准过程中，随着被测激光雷达的运动，距离、转动角度以及反射率都在变化。根据旋转速度和升降速度的关系，就可以确定被测激光雷达的转动角度与对应反射面110上反射率的关系。再结合反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达转动角度的函数关系，就可以确定反射面110和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与对应反射面110上反射率的关系。再由控制器120获取高精度测距仪140和被测激光雷达与反射面110的距离测量数据，并根据该距离测量数据，以及上述函数关系，就可以确定被测激光雷达的综合校准参数。也即，通过一次数据采集，就可以综合考虑距离、角度、色差的影响，完成综合校准，不仅有利于提高校准的准确性，还可以节省校准时间，提高效率。

上述实施例中，通过旋转台130带动高精度测距仪140和被测激光雷达运动，不仅可以完成角度校准和距离校准，还可以完成色差校准，有利于提高校准的准确性。由于校准过程中使用同一套激光雷达校准装置，无需频繁装拆被测激光雷达，还可以节省校准时间，提高效率。

在一个实施例中，反射面110上的多个颜色不同的区域，按照预设的尺寸依次设置。请参考图4，为图2反射面中A处沿升降方向不同颜色的示意图，图中不同的填充图案代表着不同的颜色。由图可知，沿升降方向，设置了6个颜色不同的区域。可以理解，根据实际需要，还可以设置其他数量的不同颜色区域，本申请实施例对不同颜色区域的数量不作限定。

其中，预设的尺寸是指反射面110上的多个颜色不同的区域沿升降方向的尺寸。具体的，根据升降台150的行程范围以及升降台上被测激光雷达的位置，可以确定反射面110上沿升降方向的有效区域。根据该有效区域的尺寸，以及预设的尺寸，就可以确定该有效区域内可以设置的颜色数量。再根据实际情况，就可以选择合适的颜色，并将这些颜色按照预设的尺寸依次设置，就完成了反射面110中不同颜色区域的设计。进一步的，可以根据高精度测距仪140和被测激光雷达的数据测量周期，以及升降台150的升降速度，确定反射面110上不同颜色区域沿升降方向的尺寸最小值，以确保每一个颜色区域都能采集到距离测量数据。

上述实施例中，反射面110中的不同颜色区域沿升降方向的尺寸相同，可以确保色差校准过程中，针对不同反射率，都能采集足够的距离测量数据，有利于提高校准的准确性。

在一个实施例中，反射面110上的多个颜色不同的区域，对被测激光雷达出射激光的反射率沿升降方向单调变化。其中，单调变化，可以是单调增加，也可以是单调减小；可以是连续变化，也可以是阶跃变化。如图4所示，将反射面110上的多个颜色不同的区域，按照预设的尺寸依次设置时，反射面110沿升降方向上的反射率是阶跃变化的。具体的，根据被测激光雷达的激光波长，可以确定不同颜色的对应反射率，再根据这些颜色的反射率确定不同颜色区域的位置，就可以使反射面110上的多个颜色不同的区域，对被测激光雷达出射激光的反射率沿升降方向单调变化。

上述实施例中，通过对反射面110的特定设计，使反射面110上的多个颜色不同的区域，对被测激光雷达出射激光的反射率沿升降方向单调变化，可以简化综合校准的数据处理过程，提高效率。

本申请第二方面，提供了一种激光雷达校准方法，基于上述任意一项实施例中的激光雷达校准装置实现。请参考图5，该方法包括步骤S200至步骤S600。

步骤S200：控制旋转台按预设的旋转速度旋转。

具体的，控制器可以通过控制旋转台的动力源，来控制旋转台的旋转速度。被测激光雷达和高精度测距仪固定在旋转台上，由旋转台带动高精度测距仪和被测激光雷达转动，且三者的旋转速度保持一致。因此，在控制旋转台按预设的旋转速度转动的同时，相当于控制了高精度测距仪和被测激光雷达按预设的旋转速度转动。

步骤S400：获取被测激光雷达和高精度测距仪与反射面的距离测量数据。

在转动的同时，被测激光雷达和高精度测距仪测量各自测距信号出射位置与反射面之间的距离。具体的，可以由被测激光雷达和高精度测距仪分别将各自的距离测量数据发送给控制器，也可以由控制器主动获取被测激光雷达和高精度测距仪的距离测量数据。

另外，本实施例中，反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系。也就是说，在被测激光雷达的转动过程中，伴随着转动角度的变化，反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离也随之变化，且二者的变化关系可以用函数表示。具体的，激光雷达校准装置中各组件安装完毕后，根据反射面的形状和被测激光雷达的位置，就可以确定反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达转动角度的函数关系。

步骤S600：根据距离测量数据，以及距离测量数据和转动角度的函数关系，确定被测激光雷达的综合校准参数。

具体的，在距离测量过程中，被测激光雷达与旋转台形成第一激光雷达系统，所测量的距离数据为待校准数据，将这些待校准数据的集合记作R；高精度测距仪与旋转台形成第二激光雷达系统，所测量的距离数据为目标数据，将这些目标数据的集合记作T。将校准过程看成是由R到T的矩阵变换：

RX+C＝T (1)

其中X为校准矩阵，C为常量。通过多组数据的测量，就可以求出X和C，完成距离校准。

如上文所述，反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系，将距离R用角度θ的函数表示，上述校准过程也可以看成是由R(θ)到T的矩阵变换：

R(θ)X+C＝T (2)

其中，0°≤θ≤360°。

也即，上述距离校准的过程中，同时也完成了角度校准。

进一步的，可以将反射面设计为曲面，在保证测量角度范围的同时，还可以使反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，随着被测激光雷达的转动角度连续变化。更进一步的，可以通过对反射面的形状进行设计，在被测激光雷达的旋转过程中，使反射面和该被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，随被测激光雷达的转动角度单调变化，以简化综合校准的数据处理过程，提高效率。

上述激光雷达校准方法，将高精度测距仪和被测激光雷固定在旋转台上，由旋转台带动高精度测距仪和被测激光雷达运动。控制器通过控制旋转台的旋转速度来控制高精度测距仪和被测激光雷达的旋转速度，再获取高精度测距仪和被测激光雷达与反射面的距离测量数据，并根据距离测量数据以及距离和角度的函数关系确定被测激光雷达的综合校准参数。由于反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达的转动角度成函数关系，因此校准过程中获取的距离测量数据，也可以根据函数关系用转动角度来表示，即进行距离校准的同时也完成了角度校准。也即，在距离校准的过程中，同时也考虑了角度因素的影响，完成了被测激光雷达的综合校准，有利于提高校准结果的可靠性。

在一个实施例中，反射面上沿高度方向设置有多个颜色不同的区域，请参考图6，步骤S400之前还包括步骤S300：控制升降台按预设的升降速度升降。

其中，旋转台设置于升降台上，在升降台升降的同时，也带动旋转台以及固定在旋转台上的高精度测距仪和被测激光雷达升降，且这些仪器的升降速度保持一致。由于针对某一特定波长激光的反射率，与反射面的颜色有关。在反射面上沿升降方向设置有多个颜色不同的区域，相当于在反射面上，设置了多个反射率不同的区域。在升降过程中，被测激光雷达的出射激光将扫过不同反射率的区域，以完成针对不同反射率的目标物的距离校准。

此时，步骤S400中获取的距离测量数据，包含了反射率的变化情况，被测激光雷达的距离测量数据R，可以用升降方向上不同颜色对应的反射率h的函数来表示，即R＝k(h)。步骤S600中的校准过程，可以看成是由k(h)到T的矩阵变换：

k(h)X+C＝T (3)

也即，此时的步骤S600，为：根据距离测量数据，以及距离测量数据和升降方向上不同颜色对应的反射率的函数关系，确定被测激光雷达的综合校准参数。

具体的，控制器可以在控制旋转台旋转的同时，控制升降台静止，先进行距离校准和角度校准。再控制旋转台旋转，升降台升降，进行色差校准。也可以在控制旋转台旋转的同时，控制升降台升降，同时完成距离校准、角度校准和色差校准。

在一个实施例中，步骤S200和步骤S300同时进行，即在控制旋转台按预设的速度旋转的过程中，同时控制升降台按预设的升降速度升降。使被测激光雷达出射的激光扫过反射面沿转动方向的所有角度范围的同时，扫过反射面沿升降方向的所有颜色。这样，在校准过程中，随着被测激光雷达的运动，距离、转动角度以及反射率都在变化。根据旋转速度和升降速度的关系，就可以确定被测激光雷达的转动角度与对应反射面上反射率的关系。再结合反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与被测激光雷达转动角度的函数关系，就可以确定反射面和被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与对应反射面上反射率的关系。

此时，步骤S400中获取的距离测量数据，包含了转动角度和反射率的变化情况，被测激光雷达的距离测量数据R，可以用转动角度θ和升降方向上不同颜色对应的反射率h的函数来表示，即R＝S(θ,h)。步骤S600中的校准过程，可以看成以下矩阵变换：

R(θ,h)X+C＝T (4)

其中，0°≤θ≤360°。

此时的步骤S600，为：根据距离测量数据，以及距离测量数据和被测激光雷达的转动角度、升降方向上不同颜色对应的反射率的函数关系，确定被测激光雷达的综合校准参数。也即，通过一次数据采集，就可以综合考虑距离、角度、色差的影响，完成被测激光雷达的综合校准，不仅有利于提高校准的准确性，还可以节省校准时间，提高效率。

应该理解的是，虽然上述实施例中涉及的各流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述实施例中涉及的各流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上该实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光雷达校准装置，其特征在于，包括反射面、控制器、旋转台和高精度测距仪；

所述高精度测距仪和被测激光雷达固定在所述旋转台上；所述控制器连接所述旋转台、所述被测激光雷达和所述高精度测距仪；所述反射面和所述被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与所述被测激光雷达的转动角度成函数关系；所述控制器用于控制所述旋转台的旋转速度，还用于获取所述高精度测距仪和所述被测激光雷达与所述反射面的距离测量数据，并根据所述距离测量数据，以及所述距离测量数据和所述转动角度的函数关系，确定所述被测激光雷达的综合校准参数。

2.根据权利要求1所述的激光雷达校准装置，其特征在于，所述反射面为曲面。

3.根据权利要求2所述的激光雷达校准装置，其特征在于，所述反射面和所述被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与所述被测激光雷达的转动角度成单调函数关系。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的激光雷达校准装置，其特征在于，还包括升降台；所述旋转台设置于所述升降台上；所述控制器连接所述升降台，还用于控制所述升降台的升降速度；所述反射面上沿升降方向设置有多个颜色不同的区域。

5.根据权利要求4所述的激光雷达校准装置，其特征在于，所述反射面上的多个颜色不同的区域，按照预设的尺寸依次设置。

6.根据权利要求4所述的激光雷达校准装置，其特征在于，所述反射面上的多个颜色不同的区域，对所述被测激光雷达出射激光的反射率沿升降方向单调变化。

7.根据权利要求1所述的激光雷达校准装置，其特征在于，所述激光雷达校准装置放置于无尘环境。

8.一种激光雷达校准方法，其特征在于，基于权利要求1至6任意一项所述的激光雷达校准装置实现，所述方法包括：

控制旋转台按预设的旋转速度旋转；所述被测激光雷达和所述高精度测距仪固定在所述旋转台上；

获取被测激光雷达和高精度测距仪与反射面的距离测量数据；所述反射面和所述被测激光雷达的激光出射位置之间的距离，与所述被测激光雷达的转动角度成函数关系；

根据所述距离测量数据，以及所述距离测量数据和所述转动角度的函数关系，确定所述被测激光雷达的综合校准参数。

9.根据权利要求8所述的激光雷达校准方法，其特征在于，所述反射面上沿高度方向设置有多个颜色不同的区域，所述获取被测激光雷达和高精度测距仪与反射面的距离测量数据之前，还包括：

控制升降台按预设的升降速度升降；所述旋转台设置于所述升降台上。

10.根据权利要求9所述的激光雷达校准方法，其特征在于，所述控制旋转台按预设的旋转速度旋转，和所述控制升降台按预设的升降速度升降，包括：

在控制旋转台按预设的旋转速度旋转的过程中，同时控制升降台按预设的升降速度升降。

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