CN115685159A - 雷达模组的数据标定方法及装置、系统、设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了雷达模组的数据标定方法及装置、系统、设备、存储介质，方法包括：控制雷达模组按照多个预设测量角度分别发射激光光束，以使激光光束照射在反射模块上；其中，反射模块包括具有不同反射率的多个反射组件，反射组件与预设测量角度一一对应；获取雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，光照强度为激光光束的反射光的光照强度；根据测量距离、实际距离以及光照强度，计算补偿参数；利用补偿参数对雷达模组的数据进行标定。本发明解决了导轨采样带来的重复定位的累计误差，以及由于标靶需要更换导致操作繁琐、耗时的问题，能够降低人工与设备维护成本,以及提高数据采集的效率与精度。

Description

雷达模组的数据标定方法及装置、系统、设备、存储介质

技术领域

本发明涉及雷达标定领域，具体涉及一种雷达模组的数据标定方法及装置、系统、设备、存储介质。

背景技术

基于单光子雪崩二极管(SPAD，Single Photon Avalanche Diode)器件结合直接飞行时间法(dToF，direct Time-of-Flight)并应用到了光学侦测和测量(LiDAR，LightDetection and Ranging)的技术日趋成熟。越来越多厂家尝试将dToF雷达模组运用到家用扫地机上、商用机器人以及自动导引运输车(AGV，Automated Guided Vehicle)等，但是基于目前的dToF雷达模组采用的时间相关单光子计数法(TCSPC，Time-Correlated SinglePhoton Counting)在进行以统计的方式推算时间质心(时间轴上精确值)时，在不同的反射率下会造成时间质心偏差，即光子堆积效应(Pipe-up)造成距离偏差，将会影响机器人建图与定位以及回充基站识别等。

基于此，一些标定方案孕育而生，目前绝大多数标定方案是以导轨进行数据采集的，该方案存在重复定位累计误差、需要人工定期维护、标定时间过长等问题；另外为了标定多种反射率标靶的数据需要多次替换标靶，由于标靶的更换操作十分繁琐、耗时，严重影响了数据采集的效率与精准度，目前市面尚无较好的方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种雷达模组的数据标定方法及装置、系统、设备、存储介质，用以克服现有技术中以导轨进行数据采集存在重复定位累计误差、标定时间过长、且需要多次替换标靶，继而导致数据采集的效率和精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例的第一方面，提供一种雷达模组的数据标定方法，包括：

控制雷达模组按照多个预设测量角度分别发射激光光束，以使所述激光光束照射在反射模块上；其中，所述反射模块包括具有不同反射率的多个反射组件，所述反射组件与所述预设测量角度一一对应；

获取所述雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，所述光照强度为所述激光光束的反射光的光照强度；

根据所述测量距离、所述实际距离以及所述光照强度，计算补偿参数；

利用所述补偿参数对雷达模组的数据进行标定。

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过获取雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，并计算补偿参数以及利用补偿参数进行数据标定，很好地解决了导轨采样带来的重复定位的累计误差，以及由于标靶需要更换导致操作繁琐、耗时的问题，能够降低人工与设备维护成本,以及提高数据采集的效率与精度。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述获取所述雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，包括：

根据预设旋转方向和反射组件的位置信息调整雷达模组的预设测量角度之后，控制所述雷达模组对所述反射光进行检测，得到所述雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光的光照强度，并确定所述雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；

其中，所述预设旋转方向为顺时针和/或逆时针。

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过根据预设旋转方向和反射组件的位置信息调整雷达模组的预设测量角度，避免了由于标靶需要更换导致操作繁琐、耗时的问题，能够提高明显雷达模组对对应反射组件的反射光的检测效率。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述雷达模组包括激光发射端和激光接收端，所述激光发射端和所述激光接收端位于同一水平线上；

所述确定所述雷达模组与对应反射组件之间的实际距离，包括：

获取第一距离参数、第二距离参数、第三距离参数以及光程量；所述第一距离参数为所述激光发射端到对应反射组件的距离，所述第二距离参数为所述激光接收端到对应反射组件的距离，第三距离参数为所述激光发射端到所述激光接收端的距离，所述光程量是根据第一距离参数和第二距离参数确定的；

根据所述光程量、所述第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到所述雷达模组的极坐标中心的实际距离；所述雷达模组的极坐标中心位于所述激光发射端与所述激光接收端之间的中点。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据光程量、所述第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到所述雷达模组的极坐标中心的实际距离，包括：

d²+b²＝L²

其中，s表示实际距离，ToF表示光程量，d表示第一距离参数，L表示第二距离参数，b表示第三距离参数。

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过光程量以及多个距离参数，能够准确计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离，继而提高了数据采集以及后续雷达标定的效率。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据所述测量距离、所述实际距离和所述光照强度，计算补偿参数，包括：

获取雷达模组在第一预设测量角度与具有第一反射率的反射组件之间的第一实际距离、第一测量距离以及第一光照强度；

获取雷达模组在第二预设测量角度与具有第二反射率的反射组件之间的第二实际距离、第二测量距离以及第二光照强度；

根据所述第一实际距离和所述第一测量距离的差值距离、所述第二实际距离和所述第二测量距离的差值距离、所述第一光照强度以及所述第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据所述第一实际距离和所述第一测量距离的差值距离、所述第二实际距离和所述第二测量距离的差值距离、所述第一光照强度以及所述第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数，包括：

其中，k表示第一补偿参数，b表示第二补偿参数，i₁表示第一光照强度，i₂表示第二光照强度，s₁表示第一实际距离和第一测量距离的差值距离，s₂表示第二实际距离和第二测量距离的差值距离，INV表示逆矩阵。

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过测量距离、实际距离和对应的光照强度，计算补偿参数，能够实现对测量距离的距离补偿，继而提高数据采集的精准度。

本发明实施例的第二方面，提供一种雷达模组的数据标定装置，包括：

雷达模组控制模块，用于控制雷达模组按照多个预设测量角度分别发射激光光束，以使所述激光光束照射在反射模块上；其中，所述反射模块包括具有不同反射率的多个反射组件，所述反射组件与所述预设测量角度一一对应；

数据获取模块，用于获取所述雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，所述光照强度为所述激光光束的反射光的光照强度；

补偿参数计算模块，根据所述测量距离、所述实际距离以及所述光照强度，计算补偿参数；

数据标定模块，用于利用所述补偿参数对雷达模组的数据进行标定。

本发明实施例的第三方面，提供一种雷达模组的数据标定系统，包括：

反射模块，用于接收雷达模组发射的激光光束，以及将所述激光光束反射至所述雷达模组；

雷达模组，用于向所述反射模块发射激光光束，以及接收所述反射模块的反射光光束，并对所述反射光光束进行检测得到所述雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光光束的光照强度，并确定所述雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；

与所述雷达模组形成电连接的上位机，用于根据所述测量距离、所述实际距离以及所述光照强度，计算补偿参数，并利用所述补偿参数对雷达模组的数据进行标定；

其中，以雷达模组为中心，在具有预设半径、预设占用角度的位置设置反射模块；所述预设占用角度是根据所述反射模块的摆放位置和个数确定的

可选地，在第三方面的一种可能实现方式中,

所述系统还包括：转速与角度控制模块，用于控制所述雷达模组在预设时间内旋转预设角度，以使所述雷达模组旋转至预设测量角度，对所述目标反射组件的反射激光光束进行测量；

所述反射模块包括不同曲率的弧形反射组件，所述弧形反射组件包括若干个板卡，其中每个板卡对应一种反射率；所述反射模块采用树脂板材料。

本发明实施例的第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。

本发明实施例的第四方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现本发明第一方面及第一方面各种可能设计的所述方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中雷达模组的数据标定方法的流程图。

图2为本发明一个或多个实施例中雷达模组的数据标定方法的工作原理示意图。

图3为雷达模组与反射组件的空间摆放俯视示意图。

图4为雷达模组与反射组件的空间摆放立体示意图。

图5为激光发射端、激光接收端和反射组件的距离示意图。

图6为本发明实施例2中雷达模组的数据标定装置结构的示意图。

图7为本发明实施例4中计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种雷达模组的数据标定方法，应用于上位机，如图1，方法包括如下步骤：

S1：控制雷达模组按照多个预设测量角度分别发射激光光束，以使激光光束照射在反射模块上；其中，反射模块包括具有不同反射率的多个反射组件，反射组件与预设测量角度一一对应。

具体地，雷达模组可以为dToF雷达测距模组，反射模块可以为具有多种反射率板卡的弧形反射组件，如图2所示，一个弧形的反射组件上平均分布三种反射率的板卡，分别为TargetN_1、TargetN_2、TargetN_3；其中每个板卡设置有多块标靶，可以设置为10块，即N为第1到10块标靶。反射组件采用低成本的树脂板。PC上位机可以通过串口控制dToF雷达模组旋转至预设测量角度，以对与预设测量角度对应的待标定的反射组件的卡板TargetN_1，TargetN_2，TargetN_3分别进行数据采集，采集未标定前的测量距离、实际距离和光照强度等信息，以此类推到共采集10*3组数据。

更具体地，雷达模组和反射组件的相对位置关系可以为：以雷达模组为中心，在具有预设半径、预设占用角度的位置设置反射组件，其中预设占用角度是根据反射模块的摆放位置和个数确定的，如图3、4所示，图3为雷达模组与反射组件的空间摆放俯视图，图4为雷达模组与反射组件的空间摆放立体图。在距离雷达模组不同半径位置处放置占用不同角度和不同曲率的弧形反射组件，如图3所示：在距离雷达模组10个不同半径位置(例如50mm、100mm、200mm、300mm、500mm、1000mm、2000mm、4000mm、6000mm、8000mm)放置占用不同角度(61.9°、18.57°、18.05°、18.05°、13.55°、13.54°、18.05°、18°、18.2°、46.9°)和不同曲率的弧形反射组件，其余角度为反射组件之间的间隙。

更具体地，上述弧形反射组件的设置数量为10个，是根据光照强度的变化趋势与变化量确定10个分段点的，通过多段线性逼近真实曲线，结合每个分段点采集三种反射率数据，则需要30个点，则每个点反射组件最大可占用角度delta大小为：

根据生产空间位置与加工工艺，适当的在12°以内调整10块标靶大小，同时每块标靶需要三等分。

其中，根据雷达模组仿真出真实距离与光通量的关系，在近距离(300mm以内)存在盲区，完全靠光的漫反射回到接收端；300mm以上随着距离的变远，光回波变少，即光通量变小。根据光照强度转折点，通过采集实际数据，与仿真数据进行趋势对比，其盲区与拐点相接近，同时也出现不同的光照强度的拐点。

优选地，方法还包括：雷达模组通过带有编码器与直流电机的转速与角度控制模块进行旋转与角度控制，即控制雷达模组在预设时间内旋转预设角度，以使雷达模组旋转至预设测量角度，对目标反射组件的反射光光束进行测量。

具体地，上位机可以发送角度与速度指令到dToF雷达模组，使其dToF雷达模组旋转至各个反射组件的位置采集数据并回传数据流。以图3为例，对多个反射组件分别进行数据采集的过程进行说明：当控制位于圆心的雷达模组采集完反射组件1的三种反射率的板卡的10*3组数据后，可以控制雷达模组沿顺时针旋转10.61°采集反射组件2的三种反射率的板卡的10*3组数据，或者控制雷达模组沿逆时针旋转53.92°采集反射组件10的三种反射率的板卡的10*3组数据，依次对10个反射组件依次进行数据采集。或者根据用户需求，控制雷达模组旋转预设角度，对目标雷达模组进行数据采集。

S2：获取雷达模组在各个预设测量角度与对应反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度。

优选地，获取雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，包括：

根据预设旋转方向和反射组件的位置信息调整雷达模组的预设测量角度之后，控制雷达模组对反射光进行检测，得到雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光的光照强度，并确定雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；其中，预设旋转方向为顺时针和/或逆时针。

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过根据预设旋转方向和反射组件的位置信息调整雷达模组的预设测量角度，避免了由于标靶需要更换导致操作繁琐、耗时的问题，能够提高明显雷达模组对对应反射组件的反射光的检测效率。

优选地，雷达模组包括激光发射端和激光接收端，激光发射端和激光接收端位于同一水平线上；所述确定雷达模组与对应反射组件之间的实际距离，包括：

S2.1：获取第一距离参数、第二距离参数、第三距离参数以及光程量；第一距离参数为激光发射端到对应反射组件的距离，第二距离参数为激光接收端到对应反射组件的距离，第三距离参数为激光发射端到激光接收端的距离，光程量是根据第一距离参数和第二距离参数确定的。

具体地，如图5所示：第一距离参数d表示激光发射端TX到对应反射组件target的出射光的距离，第二距离参数L表示经反射组件(标靶target)反射到激光接收端RX的反射光的距离，第三距离参数b表示激光发射端TX与激光接收端RX的间距，即基线(base line)。

S2.2：根据光程量、第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离；光程量是根据第一距离参数和第二距离参数确定的。

优选地，根据光程量、第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离，包括：

d²+b²＝L²

其中，s表示实际距离，ToF表示光程量，d表示第一距离参数，L表示第二距离参数，b表示第三距离参数。

具体地，雷达模组的极坐标中心位于激光发射端与激光接收端之间的中点位置，即b/2位置处，如图5所示。

具体地，根据光程量ToF、第一距离参数d、第二距离参数L和第三距离参数b计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离的具体实施步骤如下：

S2.2.1：获取第一关系式，第一关系式表示光程量、第一距离参数和第二距离参数的关系；

其中，ToF为光程量，d为第一距离参数，L为第二距离参数；

S2.2.2：获取第二关系式，第二关系式表示第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数的关系；

d²+b²＝L²

其中，d为第一距离参数，L为第二距离参数，b为第三距离参数；

S2.2.3：获取第三关系式，第三关系式表示实际距离、第一距离参数和第四距离参数的关系；第四距离参数表示激光发射端到雷达模组的极坐标中心的距离；

其中，d为第一距离参数，

为第四距离参数，s为实际距离；

S2.2.3：根据第一关系式、第二关系式和第三关系式计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离；

具体地，将第一关系式转换为第一推导式，如下：

L＝2*ToF-d

将第二关系式转换为第二推导式，如下：

根据第一推导式和第二推导式，得到第三推导式，如下：

将第三推导式代入第三关系式中，得到对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离s,如下；

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过光程量以及多个距离参数，能够准确计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离，继而提高了数据采集以及后续雷达标定的效率。

S3：根据测量距离、实际距离和光照强度，计算补偿参数。

优选地，根据测量距离、实际距离和光照强度，计算补偿参数，包括：

S3.1：获取雷达模组在第一预设测量角度与具有第一反射率的反射组件之间的第一实际距离、第一测量距离以及第一光照强度；获取雷达模组在第二预设测量角度与具有第二反射率的反射组件之间的第二实际距离、第二测量距离以及第二光照强度；其中，第一实际距离和第二实际距离可以相等，第一预设测量角度和第二测量角度可以相等；

S3.2：根据第一实际距离和第一测量距离的差值距离、第二实际距离和第二测量距离的差值距离、第一光照强度以及第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数。

优选地，根据第一实际距离和第一测量距离的差值距离、第二实际距离和第二测量距离的差值距离、第一光照强度以及第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数，包括：

其中，k表示第一补偿参数，b表示第二补偿参数，i₁表示第一光照强度，i₂表示第二光照强度，s₁表示第一实际距离和第一测量距离的差值距离，s₂表示第二实际距离和第二测量距离的差值距离，INV表示逆矩阵。

具体地，在根据测量距离、实际距离和光照强度，计算补偿参数的过程中，考虑到不同场景被测物的反射率不一样，导致反射光的光照强度也不一致，距离也不一致，但三者能保持如下趋势，即反射率低的反射组件的反射光的光照强度小，测量距离大。以雷达模组对同一反射组件的两个反射率不同的板卡的反射光进行检测为例进行说明：

对上述步骤S3.1进行说明：

分别获取雷达模组对同一反射组件的两个反射率不同的板卡的反射光进行检测的检测数据，即：

检测数据1：实际距离distance1为500mm，反射率90％的反射板卡，其测量距离distance(90％)为480mm,其光照强度indensity(90％)为200。

检测数据2：实际距离distance2为500mm，反射率10％的反射板卡，其测量距离distance(10％)为520mm,其光照强度indensity(10％)为150。

对上述步骤S3.2进行说明：

计算第一实际距离(distance1)和第一测量距离distance(90％)的差值距离S₁，即500-480＝200；

计算第一实际距离(distance2)和第一测量距离distance(10％)的差值距离S₂，即500-520＝-20；

将上述差值距离1、差值距离2、第一光照强度indensity(90％)以及第二光照强度indensity(10％)代入以下公式：

其中，i₁表示第一光照强度indensity(90％)，i₂表示第二光照强度indensity(10％)；

代入后得到：

即：第一补偿参数k＝0.8；第二补偿参数b＝-140。

根据上述第一补偿参数k＝0.8；第二补偿参数b＝-140代入下式，进行验证：

indensity*k+b＝实际距离-测量距离，其中，k为第一补偿参数，b为第二补偿参数；

实际距离(distance1)＝indensity(90％)*k+b+测量距离distance(90％)＝200*0.8+(-140)+480＝500

实际距离(distance2)＝indensity(10％)*k+b+测量距离distance(10％)＝150*0.8+(-140)+520＝500

因此，可以使用上述方法实现距离补偿。

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过测量距离、实际距离和对应的光照强度，计算补偿参数，能够实现对测量距离的距离补偿，继而提高数据采集的精准度。

S4：利用补偿参数对雷达模组的数据进行标定。

具体地，举例对步骤S4进行说明：当控制雷达模组对反射率90％的反射板卡的反射光进行检测，得到其光照强度indensity(90％)为200，测量距离distance(90％)为480mm时；根据补偿参数(第一补偿参数k＝0.8；第二补偿参数b＝-140)对测量距离进行距离补偿处理，即：

indensity*k+b＝实际距离-测量距离；

将测量数据代入上述公式，得到：200*0.8-140＝实际距离-480

即确定雷达模组与对应反射组件之间的实际距离为500mm。

具体地，雷达模组将采集到的数据流进行分类回传给上位机，上位机利用补偿参数对采集数据进行标定之后再下发给雷达模组。

优选地，方法还包括：根据测量结果对反射组件的设置位置以及占用角度进行调整。

具体地，判断数据收集结果中的测试直板是否存在凹凸区域，如果存在则定位凹凸区域的拐点；将与该拐点直线距离最近的反射模块移动至该拐点位置，并根据数据收集结果再次调节该反射模块的占用角度，直至测试直板不存在凹凸区域。

本发明可以根据测量结果来调整反射组件的位置以及占用角度的大小，能够提高数据采集的精度。

优选地，反射组件的不同反射率板卡顺序可任意放置，通过上位机进行分类标识。

具体地，在布置10块标靶的前提下，增大每一块标靶的占用角度用于采集更多的数据，此时耗费更多时间；减小每一块标靶的占用角度采集较少数据，此时节省更多时间。

本发明提供的雷达模组的数据标定方法，通过获取雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，并根据实际距离、测量距离以及光照强度计算补偿参数以及利用补偿参数进行数据标定，能够很好地解决了导轨采样带来的重复定位的累计误差，以及标靶的更换操作十分繁琐、耗时的问题，以及减小人工与设备维护成本,继而提高数据采集的效率与精度。

技术效果：

1.相比制造成本高、维护成本高、重复定位精度差的导轨标定方案，本发明采用低成本的树脂板，多个固定空间位置摆放标靶，每个标靶放置不同反射率的板卡，能够达到减少人工成本、无需多次替换标靶节省时间，提高数据采集效率和精准度的技术效果。

2.传统采样是dToF雷达模组出光垂直于一块直标靶(切线其他位置大于垂直到dToF雷达模组中心的半径)，本发明采用弧形标靶(标靶每个位置到dToF雷达模组中心都是一样长的半径)，能够消除dToF雷达模组由于角度控制误差而采样到具有夹角(相比垂直方向)的斜边的偏差。

3.本发明的技术方案，能够使dToF雷达模组采集不同位置和不同反射率标靶的数据进行标定，并根据补偿算法，实现不同反射率标靶与真实距离10mm以内的偏差，也即减小不同反射率之间距离的偏差，减小分层现象；解决了导轨采样带来的重复定位的累计误差，以及减小人工与设备维护成本,提高标定效率与精度。

实施例2

本施例提供一种雷达模组的数据标定装置，如图6所示，包括：

雷达模组控制模块，用于控制雷达模组按照多个预设测量角度分别发射激光光束，以使激光光束照射在反射模块上；其中，反射模块包括具有不同反射率的多个反射组件，反射组件与预设测量角度一一对应；

数据获取模块，用于获取雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，光照强度为激光光束的反射光的光照强度；

补偿参数计算模块，根据测量距离、实际距离以及光照强度，计算补偿参数；

数据标定模块，用于利用补偿参数对雷达模组的数据进行标定。

优选地，数据获取模块，包括：

数据获取单元，用于根据预设旋转方向和反射组件的位置信息调整雷达模组的预设测量角度之后，控制雷达模组对反射光进行检测，得到雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光的光照强度，并确定雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；

其中，预设旋转方向为顺时针和/或逆时针。

优选地，雷达模组包括激光发射端和激光接收端，激光发射端和激光接收端位于同一水平线上；

数据获取单元，包括：实际距离确定子单元，用于获取第一距离参数、第二距离参数、第三距离参数以及光程量；第一距离参数为激光发射端到对应反射组件的距离，第二距离参数为所述激光接收端到对应反射组件的距离，第三距离参数为激光发射端到激光接收端的距离，光程量是根据第一距离参数和第二距离参数确定的；根据光程量、第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离；雷达模组的极坐标中心位于激光发射端与激光接收端之间的中点。

优选地，实际距离确定子单元，还用于执行如下步骤：

d²+b²＝L²

其中，s表示实际距离，ToF表示光程量，d表示第一距离参数，L表示第二距离参数，b表示第三距离参数。

优选地，补偿参数计算模块，包括：

第一获取单元，用于获取雷达模组在第一预设测量角度与具有第一反射率的反射组件之间的第一实际距离、第一测量距离以及第一光照强度；

第二获取单元，用于获取雷达模组在第二预设测量角度与具有第二反射率的反射组件之间的第二实际距离、第二测量距离以及第二光照强度；

计算单元，用于根据第一实际距离和第一测量距离的差值距离、第二实际距离和第二测量距离的差值距离、第一光照强度以及第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数。

优选地，计算单元，还用于执行如下步骤：

其中，k表示第一补偿参数，b表示第二补偿参数，i₁表示第一光照强度，i₂表示第二光照强度，s₁表示第一实际距离和第一测量距离的差值距离，s₂表示第二实际距离和第二测量距离的差值距离，INV表示逆矩阵。

实施例3

本施例提供一种雷达模组的数据标定装置，如图2所示，包括：

反射模块，用于接收雷达模组发射的激光光束，以及将激光光束反射至雷达模组；

雷达模组，用于向反射模块发射激光光束，以及接收反射模块的反射光光束，并对反射光光束进行检测得到雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光光束的光照强度，并确定雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；

与雷达模组形成电连接的上位机，用于根据测量距离、实际距离以及光照强度，计算补偿参数，并利用补偿参数对雷达模组的数据进行标定；

其中，以雷达模组为中心，在具有预设半径、预设占用角度的位置设置反射模块；预设占用角度是根据反射模块的摆放位置和个数确定的。

具体地，雷达模组可以为dToF雷达测距模组，反射模块可以为具有多种反射率板卡的弧形反射组件，如图2所示，一个弧形的反射组件上平均分布三种反射率的板卡，分别为TargetN_1、TargetN_2、TargetN_3；其中每个板卡设置有多块标靶，可以设置为10块，即N为第1到10块标靶。反射组件采用低成本的树脂板。PC上位机可以通过串口控制dToF雷达模组旋转至预设测量角度，以对与预设测量角度对应的待标定的反射组件的卡板TargetN_1，TargetN_2，TargetN_3分别进行数据采集，采集未标定前的测量距离、实际距离和光照强度等信息，以此类推到共采集10*3组数据。

更具体地，雷达模组和反射组件的相对位置关系可以为：以雷达模组为中心，在具有预设半径、预设占用角度的位置设置反射组件，其中预设占用角度是根据反射模块的摆放位置和个数确定的，如图3、4所示，图3为雷达模组与反射组件的空间摆放俯视图，图4为雷达模组与反射组件的空间摆放立体图。在距离雷达模组不同半径位置处放置占用不同角度和不同曲率的弧形反射组件，如图3所示：在距离雷达模组10个不同半径位置(例如50mm、100mm、200mm、300mm、500mm、1000mm、2000mm、4000mm、6000mm、8000mm)放置占用不同角度(61.9°、18.57°、18.05°、18.05°、13.55°、13.54°、18.05°、18°、18.2°、46.9°)和不同曲率的弧形反射组件，其余角度为反射组件之间的间隙。

更具体地，上述弧形反射组件的设置数量为10个，是根据光照强度的变化趋势与变化量确定10个分段点的，通过多段线性逼近真实曲线，结合每个分段点采集三种反射率数据，则需要30个点，则每个点反射组件最大可占用角度delta大小为：

根据生产空间位置与加工工艺，适当的在12°以内调整10块标靶大小，同时每块标靶需要三等分。

其中，根据雷达模组仿真出真实距离与光通量的关系，在近距离(300mm以内)存在盲区，完全靠光的漫反射回到接收端；300mm以上随着距离的变远，光回波变少，即光通量变小。根据光照强度转折点，通过采集实际数据，与仿真数据进行趋势对比，其盲区与拐点相接近，同时也出现不同的光照强度的拐点。

优选地，还包括：雷达模组通过带有编码器与直流电机的转速与角度控制模块进行旋转与角度控制，即控制雷达模组在预设时间内旋转预设角度，以使雷达模组旋转至预设测量角度，对目标反射组件的反射光光束进行测量。

具体地，上位机可以发送角度与速度指令到dToF雷达模组，使其dToF雷达模组旋转至各个反射组件的位置采集数据并回传数据流。以图3为例，对多个反射组件分别进行数据采集的过程进行说明：当控制位于圆心的雷达模组采集完反射组件1的三种反射率的板卡的10*3组数据后，可以控制雷达模组沿顺时针旋转10.61°采集反射组件2的三种反射率的板卡的10*3组数据，或者控制雷达模组沿逆时针旋转53.92°采集反射组件10的三种反射率的板卡的10*3组数据，依次对10个反射组件依次进行数据采集。或者根据用户需求，控制雷达模组旋转预设角度，对目标雷达模组进行数据采集。

优选地，dToF雷达模组将采集到的数据流进行分类回传给上位机，上位机利用补偿参数对采集数据进行标定之后再下发给雷达模组。

优选地，反射模块包括不同曲率的弧形反射组件；

优选地，弧形反射组件包括若干个板卡，其中每个板卡对应一种反射率；

优选地，反射模块采用树脂板材料。

优选地，获取雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，包括：

根据预设旋转方向和反射组件的位置信息调整雷达模组的预设测量角度之后，控制雷达模组对反射光进行检测，得到雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光的光照强度，并确定雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；

其中，预设旋转方向为顺时针和/或逆时针。

优选地，雷达模组包括激光发射端和激光接收端，激光发射端和激光接收端位于同一水平线上；

确定雷达模组与对应反射组件之间的实际距离，包括：

获取第一距离参数、第二距离参数、第三距离参数以及光程量；第一距离参数为激光发射端到对应反射组件的距离，第二距离参数为激光接收端到对应反射组件的距离，第三距离参数为激光发射端到激光接收端的距离，光程量是根据第一距离参数和第二距离参数确定的；

根据光程量、第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离；雷达模组的极坐标中心位于激光发射端与激光接收端之间的中点。

优选地，根据光程量、第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到雷达模组的极坐标中心的实际距离，包括：

d²+b²＝L²

其中，s表示实际距离，ToF表示光程量，d表示第一距离参数，L表示第二距离参数，b表示第三距离参数。

优选地，根据所述测量距离、实际距离和光照强度，计算补偿参数，包括：

获取雷达模组在第一预设测量角度与具有第一反射率的反射组件之间的第一实际距离、第一测量距离以及第一光照强度；

获取雷达模组在第二预设测量角度与具有第二反射率的反射组件之间的第二实际距离、第二测量距离以及第二光照强度；

根据第一实际距离和第一测量距离的差值距离、第二实际距离和第二测量距离的差值距离、第一光照强度以及第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数。

优选地，根据所述第一实际距离和第一测量距离的差值距离、第二实际距离和第二测量距离的差值距离、第一光照强度以及第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数，包括：

其中，k表示第一补偿参数，b表示第二补偿参数，i₁表示第一光照强度，i₂表示第二光照强度，s₁表示第一实际距离和第一测量距离的差值距离，s₂表示第二实际距离和第二测量距离的差值距离，INV表示逆矩阵。

实施例4

本发明还提供一种计算机设备，如图7所示，包括存储器和处理器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的各种实施方式提供的方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的各种实施方式提供的方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种雷达模组的数据标定方法，其特征在于，包括：

控制雷达模组按照多个预设测量角度分别发射激光光束，以使所述激光光束照射在反射模块上；其中，所述反射模块包括具有不同反射率的多个反射组件，所述反射组件与所述预设测量角度一一对应；

获取所述雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，所述光照强度为所述激光光束的反射光的光照强度；

根据所述测量距离、所述实际距离以及所述光照强度，计算补偿参数；

利用所述补偿参数对雷达模组的数据进行标定。

2.根据权利要求1所述的雷达模组的数据标定方法，其特征在于，所述获取所述雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，包括：

根据预设旋转方向和反射组件的位置信息调整雷达模组的预设测量角度之后，控制所述雷达模组对所述反射光进行检测，得到所述雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光的光照强度，并确定所述雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；

其中，所述预设旋转方向为顺时针和/或逆时针。

3.根据权利要求2所述的雷达模组的数据标定方法，其特征在于，所述雷达模组包括激光发射端和激光接收端，所述激光发射端和所述激光接收端位于同一水平线上；

所述确定所述雷达模组与对应反射组件之间的实际距离，包括：

获取第一距离参数、第二距离参数、第三距离参数以及光程量；所述第一距离参数为所述激光发射端到对应反射组件的距离，所述第二距离参数为所述激光接收端到对应反射组件的距离，第三距离参数为所述激光发射端到所述激光接收端的距离，所述光程量是根据第一距离参数和第二距离参数确定的；

根据所述光程量、所述第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到所述雷达模组的极坐标中心的实际距离；所述雷达模组的极坐标中心位于所述激光发射端与所述激光接收端之间的中点。

4.根据权利要求3所述的雷达模组的数据标定方法，其特征在于，所述根据光程量、所述第一距离参数、第二距离参数和第三距离参数计算出对应反射组件到所述雷达模组的极坐标中心的实际距离，包括：

d²+b²＝L²

其中，s表示实际距离，ToF表示光程量，d表示第一距离参数，L表示第二距离参数，b表示第三距离参数。

5.根据权利要求1所述的雷达模组的数据标定方法，其特征在于，所述根据所述测量距离、所述实际距离和所述光照强度，计算补偿参数，包括：

获取雷达模组在第一预设测量角度与具有第一反射率的反射组件之间的第一实际距离、第一测量距离以及第一光照强度；

获取雷达模组在第二预设测量角度与具有第二反射率的反射组件之间的第二实际距离、第二测量距离以及第二光照强度；

根据所述第一实际距离和所述第一测量距离的差值距离、所述第二实际距离和所述第二测量距离的差值距离、所述第一光照强度以及所述第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数。

6.根据权利要求1所述的雷达模组的数据标定方法，其特征在于，所述根据所述第一实际距离和所述第一测量距离的差值距离、所述第二实际距离和所述第二测量距离的差值距离、所述第一光照强度以及所述第二光照强度，计算第一补偿参数和第二补偿参数，包括：

其中，k表示第一补偿参数，b表示第二补偿参数，i₁表示第一光照强度，i₂表示第二光照强度，s₁表示第一实际距离和第一测量距离的差值距离，s₂表示第二实际距离和第二测量距离的差值距离,INV表示逆矩阵。

7.一种雷达模组的数据标定装置，其特征在于，包括：

雷达模组控制模块，用于控制雷达模组按照多个预设测量角度分别发射激光光束，以使所述激光光束照射在反射模块上；其中，所述反射模块包括具有不同反射率的多个反射组件，所述反射组件与所述预设测量角度一一对应；

数据获取模块，用于获取所述雷达模组在各个预设测量角度与对应的反射组件之间的实际距离、测量距离以及光照强度，所述光照强度为所述激光光束的反射光的光照强度；

补偿参数计算模块，根据所述测量距离、所述实际距离以及所述光照强度，计算补偿参数；

数据标定模块，用于利用所述补偿参数对雷达模组的数据进行标定。

8.一种雷达模组的数据标定系统，其特征在于，包括：

反射模块，用于接收雷达模组发射的激光光束，以及将所述激光光束反射至所述雷达模组；

雷达模组，用于向所述反射模块发射激光光束，以及接收所述反射模块的反射光光束，并对所述反射光光束进行检测得到所述雷达模组与对应反射组件之间的测量距离和对应反射光光束的光照强度，并确定所述雷达模组与对应反射组件之间的实际距离；

与所述雷达模组形成电连接的上位机，用于根据所述测量距离、所述实际距离以及所述光照强度，计算补偿参数，并利用所述补偿参数对雷达模组的数据进行标定；

其中，以雷达模组为中心，在具有预设半径、预设占用角度的位置设置反射模块；所述预设占用角度是根据所述反射模块的摆放位置和个数确定的。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述的雷达模组的数据标定方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的雷达模组的数据标定方法。

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