CN114858097A - 激光雷达转镜夹角测量方法及测量装置 - Google Patents

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CN114858097A CN202210592658.0A CN202210592658A CN114858097A CN 114858097 A CN114858097 A CN 114858097A CN 202210592658 A CN202210592658 A CN 202210592658A CN 114858097 A CN114858097 A CN 114858097A
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Abstract

本发明提供一种激光雷达转镜夹角测量方法及测量装置。该测量方法包括：获取光源组件的光路上未放置待测激光雷达转镜时，第一光束照射到两个平面上形成的两个第一光斑的坐标，及第二光束照射到两个平面上形成的两个第二光斑的坐标；获取光源组件的光路上放置待测激光雷达转镜时，第一光束经第一反射镜反射后在两个平面上形成的两个第三光斑的坐标，及第二光束经第二反射镜反射后在两个平面上形成的两个第四光斑的坐标；根据以上获取得到的8个光斑的坐标及两个平面之间的距离，确定待测激光雷达转镜的转镜夹角。本发明根据光反射特点，仅根据8个坐标即可计算得到转镜夹角，测量方法简单，可快速确定雷达转镜夹角。

Description

激光雷达转镜夹角测量方法及测量装置
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达转镜夹角测量方法及测量装置。
背景技术
随着自动驾驶技术的发展，激光雷达作为自动驾驶技术中的一个重要部件，对其性能指标的要求越来越高。光束旋转扫描部件是激光雷达的核心部件，使激光雷达能实现扫描探测功能。目前，激光雷达的光束旋转扫描部件大多数采用围绕固定轴旋转的激光雷达转镜，与往复式振镜相比，激光雷达转镜具有成本低、性能高、耐久性高、可量产等优点，在过车规、成熟度和体量方面也具有显著优势。
激光雷达转镜由电机和转镜结构组成，转镜结构通常是采用转镜支架与两个平面反射镜固定成一体化的结构。激光雷达转镜结构的精度，特别是转镜间的夹角精度对激光雷达测量精度和测距能力有着至关重要的影响。
现有技术中，多采用平行光管或干涉测量仪对转镜夹角进行精密测量，但测量设备成本高、调校步骤复杂、对测量人员经验有较高要求，无法实现双面激光雷达转镜角度的简单、快速测量。
发明内容
本发明实施例提供了一种激光雷达转镜夹角测量方法及测量装置，以解决现有技术缺乏一种激光雷达转镜角度的简单、快速测量方法的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种激光雷达转镜夹角测量方法，待测激光雷达转镜包括：第一反射镜和第二反射镜；上述测量方法包括：
控制光源组件输出方向固定的第一光束和第二光束；
获取光源组件的光路上未放置待测激光雷达转镜时，第一光束照射到两个平面上形成的两个第一光斑的坐标，及第二光束照射到两个平面上形成的两个第二光斑的坐标；
获取光源组件的光路上放置待测激光雷达转镜时，第一光束经第一反射镜反射后在两个平面上形成的两个第三光斑的坐标，及第二光束经第二反射镜反射后在两个平面上形成的两个第四光斑的坐标；其中，两个平面相互平行；
根据两个第一光斑的坐标、两个第二光斑的坐标、两个第三光斑的坐标、两个第四光斑的坐标及两个平面之间的距离，确定待测激光雷达转镜的转镜夹角。
第二方面，本发明实施例提供了一种激光雷达转镜夹角测量装置，待测激光雷达转镜包括：第一反射镜和第二反射镜；上述测量装置包括：光源组件及处理设备；
光源组件用于输出方向固定的第一光束和第二光束；
当光源组件的光路上未放置待测激光雷达转镜时，第一光束照射到两个平面上形成两个第一光斑，第二光束照射到两个平面上形成两个第二光斑；
当光源组件的光路上放置有待测激光雷达转镜时，第一光束经第一反射镜反射后，在两个平面上形成两个第三光斑；第二光束经第二反射镜反射后，在两个平面上形成两个第四光斑；其中，两个平面相互平行，且两个平面之间的距离为第一距离；
处理设备用于获取测量得到的两个第一光斑的坐标、两个第二光斑的坐标、两个第三光斑的坐标及两个第四光斑的坐标，并根据两个第一光斑的坐标、两个第二光斑的坐标、两个第三光斑的坐标、两个第四光斑的坐标及第一距离，确定待测激光雷达转镜的转镜夹角。
本发明实施例提供一种激光雷达转镜夹角测量方法及测量装置，待测激光雷达转镜包括：第一反射镜和第二反射镜；上述测量方法包括：控制光源组件输出方向固定的第一光束和第二光束；获取光源组件的光路上未放置待测激光雷达转镜时，第一光束照射到两个平面上形成的两个第一光斑的坐标，及第二光束照射到两个平面上形成的两个第二光斑的坐标；获取光源组件的光路上放置待测激光雷达转镜时，第一光束经第一反射镜反射后在两个平面上形成的两个第三光斑的坐标，及第二光束经第二反射镜反射后在两个平面上形成的两个第四光斑的坐标；其中，两个平面相互平行；根据两个第一光斑的坐标、两个第二光斑的坐标、两个第三光斑的坐标、两个第四光斑的坐标及两个平面之间的距离，确定待测激光雷达转镜的转镜夹角。本发明实施例中，根据光反射的特点，仅根据两个光束落在两个平面上的8个光斑的坐标及两个平面之间的距离即可计算得到待测激光雷达转镜的转镜夹角，测量方法简单，装置部件少，可实现激光雷达转镜夹角的快速测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是激光雷达转镜的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的待测激光雷达转镜的转镜夹角示意图；
图3是本发明实施例提供的一种激光雷达转镜夹角测量方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的激光雷达转镜夹角测量方法中的光路示意图；
图5是本发明实施例提供的第一俯仰角和第一水平角的示意图；
图6是本发明实施例提供的转镜夹角的测量误差与两平面之间的距离的映射关系图；
图7是本发明实施例提供的一种激光雷达转镜夹角测量装置的示意图；
图8是本发明实施例提供的基于单光源的激光雷达转镜夹角测量装置的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
转镜可应用于单线激光雷达和多线激光雷达，转镜通常由转镜支架和平面反射镜组成，转镜支架用于固定平面反射镜和连接电机。平面反射镜用于反射激光光束，使得转镜被电机驱动旋转时，发射激光光束进行空间扫描探测。平面反射镜可以是由多个反射镜组成的多面反射镜，比如双面、3面、4面等，反射镜面越多光束变化的周期越快，扫描的角度也越小。目前，双面激光雷达转镜由于体积小，扫描角度大，被广泛应用在激光雷达中，特别是车载激光雷达。例如，图1示出了双面激光雷达转镜的结构，双面激光雷达转镜包括第一反射镜和第二反射镜，通过转镜支架固定，第一反射镜和第二反射镜分别位于支架的两侧。
由于双面激光雷达转镜的两个反射镜通常是通过粘胶方式固定在转镜支架上，转镜的夹角除了受到转镜结构加工精度影响以外，还会受粘结工艺、装配精度影响，确定转镜夹角是否满足要求尤为关键。参考图2，根据转镜平面的空间几何关系，激光雷达转镜的转镜夹角δ为第一反射镜所在平面和第二反射镜所在平面之间的夹角。
参考图3，其示出了本发明实施例提供的激光雷达转镜夹角测量方法的实现流程图；图4示出了本发明实施例提供的激光雷达转镜夹角测量过程中的光束示意图，具体详述如下：
待测激光雷达转镜包括：第一反射镜和第二反射镜；上述测量方法包括：
S101：控制光源组件输出方向固定的第一光束和第二光束；
S102：获取光源组件的光路上未放置待测激光雷达转镜时，第一光束照射到两个平面上形成的两个第一光斑(P1和P1＇)的坐标，及第二光束照射到两个平面上形成的两个第二光斑(P2和P2＇)的坐标；
S103：获取光源组件的光路上放置待测激光雷达转镜时，第一光束经第一反射镜反射后在两个平面上形成的两个第三光斑(Q1和Q1＇)的坐标，及第二光束经第二反射镜反射后在两个平面上形成的两个第四光斑(Q2和Q2＇)的坐标；其中，两个平面相互平行；
S104：根据两个第一光斑(P1和P1＇)的坐标、两个第二光斑(P2和P2＇)的坐标、两个第三光斑(Q1和Q1＇)的坐标、两个第四光斑(Q2和Q2＇)的坐标及两个平面之间的距离，确定待测激光雷达转镜的转镜夹角。
激光雷达转镜中，反射镜的表面通常镀有高反射膜，为了避免夹角测量中高反射膜层受损，转镜夹角的测量无法使用接触式测量的方法。本发明实施例中利用光源组件发出第一光束和第二光束，激光雷达转镜的两个反射镜分别反射第一光束和第二光束(例如，参考图4，光源组件包括：第一光源E1和第二光源E2，第一光源E1产生第一光束，第二光源E2产生第二光束)，再根据几何光学反射定律，仅根据8个光斑(P1、P1＇、P2、P2＇、Q1、Q1＇、Q2、Q2＇)的坐标即可计算得到转镜夹角，测量方法简单，成本低。同时，转镜夹角的测量与光束方向、激光雷达转镜的摆放位置等无关，无需精密调校光源和测试台的位置与角度，只要将光束照射到两个反射镜并在两个平面上形成光斑即可实现测量，调试难度低、测量效率高，可实现转镜夹角的快速测量，有利于激光雷达的批量生产应用。且上述方法测量精度高，可实现转镜夹角的准确测量。
其中，本发明实施例中对第一光束和第二光束的方向不做限定，可被相应的反射镜反射且可测量得到8个光斑的坐标即可。例如，待测激光雷达转镜中心为坐标原点，与光屏表面垂直的方向为z轴，光屏高度方向为y轴，水平方向为x轴。将第一光源E1位置设置为E1＝(-26.5mm，0mm，-68mm)，第一光源E1发射的第一光束的入射光矢量为
Figure BDA0003666102270000061
第二光源E2位置设置为E2＝(-27mm，0mm，-80mm)，第二光源E2发射的第二光束的入射光矢量为
Figure BDA0003666102270000062
可测量得到上述8个光斑的坐标。
在一种可能的实现方式中，S104可以包括：
S1041：根据两个第一光斑的坐标及两个平面之间的距离，确定第一光束的入射光矢量；根据两个第三光斑的坐标及两个平面之间的距离，确定第一光束的反射光矢量；
S1042：根据两个第二光斑的坐标及两个平面之间的距离，确定第二光束的入射光矢量；根据两个第四光斑的坐标及两个平面之间的距离，确定第二光束的反射光矢量；
S1043：根据第一光束的入射光矢量及第一光束的反射光矢量，确定第一反射镜的第一平面法向量；
S1044：根据第二光束的入射光矢量及第二光束的反射光矢量，确定第二反射镜的第二平面法向量；
S1045：根据第一平面法向量及第二平面法向量，确定待测激光雷达转镜的转镜夹角。
第一平面法向量为第一反射镜所在平面的法向量，也即与第一反射镜所在平面垂直的非零向量。第二平面法向量为第二反射镜所在平面的法向量。第一光束的入射光矢量为表示第一光束未经第一反射镜反射时的光的传播方向的矢量，第一光束的反射光矢量为表示第一光束经过第一反射镜反射后的光的传播方向的矢量。同理，第二光束的入射光矢量为表示第二光束未经第二反射镜反射时的光的传播方向的矢量，第二光束的反射光矢量为表示第二光束经过第二反射镜反射后的光的传播方向的矢量。
本发明实施例中，基于几何光学反射定律，根据两个第一光斑的坐标确定第一光束的入射光矢量，根据两个第三光斑的坐标确定第一光束的反射光矢量，进而得到第一平面法向量。同理，得到第二平面法向量。再根据两个平面的法向量，结合空间几何结构，得到待测激光雷达转镜的转镜夹角，计算方法简单。
在一种可能的实现方式中，S1045可以包括：
根据第一平面法向量及第二平面法向量，结合第一公式得到待测激光雷达转镜的转镜夹角；第一公式可以为：
Figure BDA0003666102270000071
其中，
Figure BDA0003666102270000072
为第一平面法向量，
Figure BDA0003666102270000073
为第二平面法向量，δ为待测激光雷达转镜的转镜夹角。
在一种可能的实现方式中，S1043可以包括：
根据第一光束的入射光矢量及第一光束的反射光矢量，结合第二公式得到第一平面法向量；第二公式可以为：
Figure BDA0003666102270000074
其中，
Figure BDA0003666102270000075
为第一平面法向量，
Figure BDA0003666102270000076
为第一光束的反射光矢量，
Figure BDA0003666102270000077
为第一光束的入射光矢量。
同理，S1044可以包括：
根据第二光束的入射光矢量及第二光束的反射光矢量，结合第六公式得到第二平面法向量；第六公式可以为：
Figure BDA0003666102270000078
其中，
Figure BDA0003666102270000079
为第二平面法向量，
Figure BDA00036661022700000710
为第二光束的反射光矢量，
Figure BDA00036661022700000711
为第二光束的入射光矢量。
在一种可能的实现方式中，S1041可以包括：
根据两个第一光斑的坐标，结合第三公式得到第一光束的入射光矢量；第三公式可以为：
Figure BDA0003666102270000081
其中，Δxs1为两个第一光斑的横坐标的差值；Δys1为两个第一光斑的纵坐标的差值，L为两个平面之间的距离；其中，坐标系的x轴及y轴均与两个平面平行，坐标系的z轴与两个平面垂直。
同理，可结合空间几何坐标关系，根据两个第三光斑的坐标的差值确定第一光束的反射光矢量；也可根据两个第二光斑的坐标的差值确定第二光束的入射光矢量，及根据两个第四光斑的坐标的差值确定第二光束的发射光矢量。
具体的，参考图4，坐标系的x轴及y轴均与两个平面平行，坐标系的z轴与两个平面垂直。两个平面之间的距离已知，由此可采用二维坐标确定平面法向量及入射矢量等参数。具体的，可在两个平面处分别设置光屏，光屏上带有水平和竖直的均匀分布的刻度，可根据刻度确定两个第一光斑的二维坐标P1(xs1，ys1)和P1＇(xs1'，ys1')，由于z轴与两个平面垂直，两个第一光斑的z轴的坐标差值为L，由此得到第一光束的入射光矢量
Figure BDA0003666102270000082
同理，可根据刻度确定两个第二光斑的二维坐标P2(xs2，ys2)和P2＇(xs2'，ys2')，由此得到第二光束的入射光矢量
Figure BDA0003666102270000083
其中，Δxs2为两个第二光斑的横坐标的差值；Δys2为两个第二光斑的纵坐标的差值。
保持第一光束和第二光束的位置不变，将待测激光雷达转镜放置在测试台上，使得待测激光雷达转镜的两个反射面反射的光束可以照射到两个光屏上。根据刻度确定两个第三光斑的坐标Q1(xr1，yr1)和Q1＇(xr1'，yr1')及两个第四光斑的坐标Q2(xr2，yr2)和Q2＇(xr2'，yr2')，同理得到第一光束的反射光矢量
Figure BDA0003666102270000091
及第二光束的反射光矢量
Figure BDA0003666102270000092
其中，Δxr1为两个第三光斑的横坐标的差值，Δyr1为两个第三光斑的纵坐标的差值，Δxr2为两个第四光斑的横坐标的差值，Δyr2为两个第四光斑的纵坐标的差值。
基于以上，可以得到第一平面法向量
Figure BDA0003666102270000093
及第二平面法向量
Figure BDA0003666102270000094
进而得到待测激光雷达转镜的转镜夹角
Figure BDA0003666102270000095
本发明实施例中，经测试发现，转镜夹角测量精度与两个平面之间的距离有关。假定光斑横坐标差值的测量误差为Δx，光斑纵坐标差值的测量误差为Δy，两个平面之间的距离的测量误差为ΔL。
也即xs1'-xs1与真实值相差Δx，ys1'-ys1与真实值相差Δy，两平面之间的距离与真实值相差ΔL。由此可以得到第一光束的入射光矢量的真实值为
Figure BDA0003666102270000096
为了更好地分析测量误差的影响，当测量误差相对于测量值较小时，真实值约等于测量值展开至一阶。将第一光束的入射光矢量的测量值展开至一阶项得到：
Figure BDA0003666102270000101
测量误差为：
Figure BDA0003666102270000102
由以上可知，测量误差一阶展开的系数随着L的增大而减小，也即转镜夹角的测量精度随L的增大而提高。
基于以上，本发明实施例中，可设置多个L进行多次测量，以减小随机测量的误差。例如，设置多个两个平面之间的距离值(L1,L2…,Li,…LN)，测量得到多个转镜夹角(δ1,δ2…,δi,…δN)，对应的测量误差分别为(ε1,ε2…,εi,…εN)，N次测量后转镜夹角的标准偏差为
Figure BDA0003666102270000111
大大降低了测量误差。
基于以上，一些可能的实现方式中，上述激光雷达转镜夹角测量方法还可以包括：
S105：调整两个平面之间的距离，获取两个平面之间的距离为不同值时计算得到的待测激光雷达转镜的转镜夹角；
S106：对多个待测激光雷达转镜的转镜夹角求平均，得到校正后的待测激光雷达转镜的转镜夹角。
一些可能的实现方式中，上述方法还可以包括：
S108：根据第一平面法向量和第二平面法向量，结合第四公式得到待测激光雷达转镜的法向量俯仰角之差；第四公式可以为：
Figure BDA0003666102270000112
其中，δv为待测激光雷达转镜的法向量俯仰角之差；
Figure BDA0003666102270000113
为第一平面法向量，
Figure BDA0003666102270000114
为第二平面法向量；α1为第一俯仰角，α2为第二俯仰角；θ1为第一水平角，θ2为第二水平角。
S109：根据第一平面法向量和第二平面法向量，结合第五公式得到待测激光雷达转镜的法向量水平角之差；第五公式可以为：
Figure BDA0003666102270000115
其中，δh为待测激光雷达转镜的法向量水平角之差。
参考图5，以待测激光雷达转镜所在位置为空间坐标零点，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，且x轴和y轴均与两个平面平行，z轴沿水平方向与两个平面垂直。第一俯仰角α1为第一平面法向量
Figure BDA0003666102270000121
与y轴正向之间的夹角，也即与水平面的夹角(俯仰角)。第一水平角θ1为第一平面法向量
Figure BDA0003666102270000122
在水平面上的投影与x轴之间的夹角(水平角)。同理，第二俯仰角α2为第二平面法向量
Figure BDA0003666102270000123
与y轴正向之间的夹角，第二水平角θ2为第二平面法向量
Figure BDA0003666102270000124
在水平面上的投影与x轴之间的夹角。由此可以得到δv和δh，用于坐标转换。
具体的，参考图4，采用两个口径为4mm、发散角为2mrad的圆形光束模拟第一光源E1(发出第一光束)和第二光源E2(发出第二光束)，待测激光雷达转镜为用于多线激光雷达的双面反射镜，其转镜夹角为1°。与光屏表面垂直的方向为z轴，光屏高度方向为y轴，水平方向为x轴，参考图4。待测激光雷达转镜放置在测试台上，原点设置在测试台中心。由于该方法无需精密调校光源和被测转镜的位置和角度，只要将光束照射到反射镜并被光屏在两个位置处接收即可实现检测，将第一光源E1的位置设置为E1＝(-26.5mm，0mm，-68mm)，第一光源E1发射的第一光束的入射光矢量
Figure BDA0003666102270000125
第二光源E2位置设置为E2＝(-27mm，0mm，-80mm)，第二光源E2发射的第二光束的入射光矢量为
Figure BDA0003666102270000126
具体的，可根据实际应用需求对两个光源的角度及位置随意设定，只要可以获取得到上述8个坐标即可。待测激光雷达转镜放置在测试台上，并使其摆放角度产生偏差，绕y轴偏差旋转2°及绕z轴偏差旋转5°。按照上述测量方法，假定测量误差Δx＝5mm、Δy＝5mm、ΔL＝-50mm，第一平面处于z1＝0.5m处，第二平面分别取z2＝2.5m、5.5m、10.5m、15.5m、20.5m，对应的两个平面之间的距离L分别为2m、5m、10m、15m、20m。各个距离下的测量结果参考表1。
表1各个距离下的转镜夹角测量结果
Figure BDA0003666102270000131
Figure BDA0003666102270000141
根据上述仿真结果，可得出激光雷达转镜夹角测量误差随移动距离L变化关系图，参考图6。在相同的测量误差Δx、Δy、ΔL下，可通过提高移动距离L降低夹角测量误差|ε|。实际应用中，可根据夹角测量的精度要求结合测量误差Δx、Δy、ΔL选择合适的移动距离，有效提高了测量装置及测量方法的适用性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
参考图7，本发明实施例还提供了一种激光雷达转镜夹角测量装置，待测激光雷达转镜包括：第一反射镜和第二反射镜；上述激光雷达转镜夹角测量装置包括：光源组件及处理设备；
光源组件用于输出方向固定的第一光束和第二光束；
当光源组件的光路上未放置待测激光雷达转镜时，第一光束照射到两个平面上形成两个第一光斑(P1和P1＇)，第二光束照射到两个平面上形成两个第二光斑(P2和P2＇)；
当光源组件的光路上放置有待测激光雷达转镜时，第一光束经第一反射镜反射后，在两个平面上形成两个第三光斑(Q1和Q1＇)；第二光束经第二反射镜反射后，在两个平面上形成两个第四光斑(Q2和Q2＇)；其中，两个平面相互平行，且两个平面之间的距离为第一距离；
处理设备用于获取测量得到的两个第一光斑的坐标、两个第二光斑的坐标、两个第三光斑的坐标及两个第四光斑的坐标，并根据两个第一光斑的坐标、两个第二光斑的坐标、两个第三光斑的坐标、两个第四光斑的坐标及第一距离，确定待测激光雷达转镜的转镜夹角。
本发明实施例利用光源组件发出第一光束和第二光束，激光雷达转镜的两个反射镜分别反射第一光束和第二光束，再根据几何光学反射定律，结合空间几何关系，仅根据8个光斑的坐标即可计算得到转镜夹角，装置部件少，测量方法简单，可实现激光雷达转镜夹角的快速测量。
在一种可能的实施方式中，参考图7，激光雷达转镜夹角测量装置还可以包括：第一光屏及第二光屏；
两个平面包括：第一平面和第二平面；第一光屏所在平面为第一平面，第二光屏所在平面为第二平面；
其中，第一光屏和第二光屏均为半透半反玻璃。
第一光屏及第二光屏可以均为半透半反玻璃。第一光屏和第二光屏同时设置，获取8个光斑的过程中无需移动光屏。例如，第一光束一部分反射形成一个第一光斑(P1)，一部分穿过第一光屏在第二光屏上反射形成第二个第一光斑(P1＇)，可同时获取得到两个第一光斑的坐标，无需移动光屏，测量简单。
在一种可能的实施方式中，参考图7，上述装置还可以包括：图像设备，用于捕获各个光斑的坐标。
当第一光屏和第二光屏均为半透半反玻璃时，可直接通过图像设备获取得到光束分别在两个平面上的光斑的坐标，方便快捷。
在一种可能的实施方式中，上述图像设备可以包括：摄像头、红外光源及窄带滤光片。
本发明实施例采用窄带滤光片滤光，降低了背景光对测量结果的影响。
进一步的，可采用Canny算子、八领域方法及矩方法等边缘检测方法确定各个光斑的坐标。
进一步的，第一光屏和第二光屏也可以为全反射玻璃。例如，沿光线传播方向，第一光屏在前，第二光屏在后。可先放置第一光屏，获取一个第一光斑，再撤掉第一光屏，放置第二光屏获取得到第二个第一光斑。或先放置第二光屏得到第二个第一光斑，再放置第一个光屏得到第一个光斑，具体操作方法不做限定。其他光斑的获取同上。
在一种可能的实施方式中，激光雷达转镜夹角测量装置还可以包括：第三光屏及滑轨；
其中，两个平面包括：第一平面和第二平面；
第三光屏通过滑轨置于第一位置和第二位置；
当第三光屏位于第一位置时，第三光屏所在平面为第一平面；
当第三光屏位于第二位置时，第三光屏所在平面为第二平面。
本发明实施例中，第三光屏可固定在滑轨上，滑轨带动第三光屏沿直线移动。例如，光屏移动到第一平面所在位置时，获取得到第一个光斑的坐标；移动到第二平面所在位置时，获取得到第二个第一光斑的坐标。仅需设置一个光屏即可完成各个光斑坐标的测量，操作简单便捷。
同时，上述装置还可以包括电机，电机用于驱动光屏沿滑轨滑动。具体的，处理设备可向电机发送控制指令，用于驱动光屏沿滑轨滑动，处于预设位置，完成光斑坐标的测量。
在一种可能的实施方式中，参考图4或图7，光源组件可以包括：第一光源E1和第二光源E2；
第一光源E1用于输出第一光束；
第二光源E2用于输出第二光束。
其中，第一光源E1和第二光源E2均可以为点状激光器。
在一种可能的实施方式中，参考图8，光源组件可以包括：第三光源、半透半反镜及光源反射镜；
第三光源发出的光部分穿过半透半反镜形成第一光束；
第三光源发出的光部分经半透半反镜反射后再经光源反射镜反射形成第二光束。
上述实施例中，第一光束和第二光束可采用单光源结合半透半反镜及光源反射镜实现，由一束光分离为两束光，仅需一个光源即可，节约成本。
其中，第三光源E3也可以为点状激光器。
一些可能的实施方式中，上述点状激光器可以为配有万向支架的商用红光或绿光半导体激光模组。其中，半导体激光模组的出光孔径可以为3.8mm、4.0mm或6.0mm。
在一种可能的实施方式中，上述装置还可以包括：测试台，用于放置待测激光雷达转镜，以使得第一光束和第二光束经过待测激光雷达转镜反射后可以被光屏接收到。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达转镜夹角测量方法，其特征在于，待测激光雷达转镜包括：第一反射镜和第二反射镜；所述测量方法包括：
控制光源组件输出方向固定的第一光束和第二光束；
获取所述光源组件的光路上未放置所述待测激光雷达转镜时，所述第一光束照射到两个平面上形成的两个第一光斑的坐标，及所述第二光束照射到所述两个平面上形成的两个第二光斑的坐标；
获取所述光源组件的光路上放置所述待测激光雷达转镜时，所述第一光束经所述第一反射镜反射后在所述两个平面上形成的两个第三光斑的坐标，及所述第二光束经所述第二反射镜反射后在所述两个平面上形成的两个第四光斑的坐标；其中，所述两个平面相互平行；
根据所述两个第一光斑的坐标、所述两个第二光斑的坐标、所述两个第三光斑的坐标、所述两个第四光斑的坐标及所述两个平面之间的距离，确定所述待测激光雷达转镜的转镜夹角。
2.如权利要求1所述的激光雷达转镜夹角测量方法，其特征在于，所述根据所述两个第一光斑的坐标、所述两个第二光斑的坐标、所述两个第三光斑的坐标、所述两个第四光斑的坐标及所述两个平面之间的距离，确定所述待测激光雷达转镜的转镜夹角，包括：
根据所述两个第一光斑的坐标及所述两个平面之间的距离，确定所述第一光束的入射光矢量；根据所述两个第三光斑的坐标及所述两个平面之间的距离，确定所述第一光束的反射光矢量；
根据所述两个第二光斑的坐标及所述两个平面之间的距离，确定所述第二光束的入射光矢量；根据所述两个第四光斑的坐标及所述两个平面之间的距离，确定所述第二光束的反射光矢量；
根据所述第一光束的入射光矢量及所述第一光束的反射光矢量，确定所述第一反射镜的第一平面法向量；
根据所述第二光束的入射光矢量及所述第二光束的反射光矢量，确定所述第二反射镜的第二平面法向量；
根据所述第一平面法向量及所述第二平面法向量，确定所述待测激光雷达转镜的转镜夹角。
3.如权利要求2所述的激光雷达转镜夹角测量方法，其特征在于，所述根据所述第一平面法向量及所述第二平面法向量，确定所述待测激光雷达转镜的转镜夹角，包括：
根据所述第一平面法向量及所述第二平面法向量，结合第一公式得到所述待测激光雷达转镜的转镜夹角；所述第一公式为：
Figure FDA0003666102260000021
其中，
Figure FDA0003666102260000022
为所述第一平面法向量，
Figure FDA0003666102260000023
为所述第二平面法向量，δ为所述待测激光雷达转镜的转镜夹角。
4.如权利要求2所述的激光雷达转镜夹角测量方法，其特征在于，所述根据所述第一光束的入射光矢量及所述第一光束的反射光矢量，确定所述第一反射镜的第一平面法向量，包括：
根据所述第一光束的入射光矢量及所述第一光束的反射光矢量，结合第二公式得到所述第一平面法向量；所述第二公式为：
Figure FDA0003666102260000024
其中，
Figure FDA0003666102260000025
为所述第一平面法向量，
Figure FDA0003666102260000026
为所述第一光束的反射光矢量，
Figure FDA0003666102260000027
为所述第一光束的入射光矢量。
5.如权利要求2所述的激光雷达转镜夹角测量方法，其特征在于，所述根据所述两个第一光斑的坐标及所述两个平面之间的距离，确定所述第一光束的入射光矢量，包括：
根据所述两个第一光斑的坐标，结合第三公式得到所述第一光束的入射光矢量；
所述第三公式为：
Figure FDA0003666102260000031
其中，
Figure FDA0003666102260000032
为所述第一光束的入射光矢量，Δxs1为所述两个第一光斑的横坐标的差值；Δys1为所述两个第一光斑的纵坐标的差值，L为所述两个平面之间的距离；其中，坐标系的x轴及y轴均与所述两个平面平行，坐标系的z轴与所述两个平面垂直。
6.如权利要求1至5任一项所述的激光雷达转镜夹角测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：
调整所述两个平面之间的距离，获取所述两个平面之间的距离为不同值时计算得到的待测激光雷达转镜的转镜夹角；
对多个待测激光雷达转镜的转镜夹角求平均，得到校正后的待测激光雷达转镜的转镜夹角。
7.一种激光雷达转镜夹角测量装置，其特征在于，待测激光雷达转镜包括：第一反射镜和第二反射镜；所述测量装置包括：光源组件及处理设备；
所述光源组件用于输出方向固定的第一光束和第二光束；
当所述光源组件的光路上未放置所述待测激光雷达转镜时，所述第一光束照射到两个平面上形成两个第一光斑，所述第二光束照射到所述两个平面上形成两个第二光斑；
当所述光源组件的光路上放置有所述待测激光雷达转镜时，所述第一光束经所述第一反射镜反射后，在所述两个平面上形成两个第三光斑；所述第二光束经所述第二反射镜反射后，在所述两个平面上形成两个第四光斑；其中，所述两个平面相互平行，且所述两个平面之间的距离为第一距离；
所述处理设备用于获取测量得到的两个第一光斑的坐标、两个第二光斑的坐标、两个第三光斑的坐标及两个第四光斑的坐标，并根据所述两个第一光斑的坐标、所述两个第二光斑的坐标、所述两个第三光斑的坐标、所述两个第四光斑的坐标及所述第一距离，确定所述待测激光雷达转镜的转镜夹角。
8.如权利要求7所述的激光雷达转镜夹角测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：第一光屏及第二光屏；
所述两个平面包括：第一平面和第二平面；所述第一光屏所在平面为所述第一平面，所述第二光屏所在平面为所述第二平面；
其中，所述第一光屏和所述第二光屏均为半透半反玻璃。
9.如权利要求7至所述的激光雷达转镜夹角测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：第三光屏及滑轨；
其中，所述两个平面包括：第一平面和第二平面；
所述第三光屏通过滑轨置于第一位置和第二位置；
当所述第三光屏位于所述第一位置时，所述第三光屏所在平面为所述第一平面；
当所述第三光屏位于所述第二位置时，所述第三光屏所在平面为所述第二平面。
10.如权利要求7至9任一项所述的激光雷达转镜夹角测量装置，其特征在于，所述光源组件包括：第三光源、半透半反镜及光源反射镜；
所述第三光源发出的光部分穿过所述半透半反镜形成所述第一光束；
所述第三光源发出的光部分经所述半透半反镜反射后再经所述光源反射镜反射形成所述第二光束。
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