CN115932803A - 一种激光雷达的测距标定方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用于激光雷达测距技术领域，提供了一种激光雷达的测距标定方法、系统、装置及存储介质，其中，方法包括：将固定治具置于标定位置且待标定激光雷达置于所述固定治具，记录第一距离数据并开始进行数据采集；并在有效范围内采集足够的数据后，完成数据采集，获得待标定数据；根据第一距离数据和待标定数据获得第一组误差数据；对第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与所述待标定数据中对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据；最后根据第二组误差数据和第二组特征值数据对所述待标定激光雷达进行标定。本发明操作简单，数据采集效率高，可以实现对待标定激光雷达的快速高效标定。

Description

一种激光雷达的测距标定方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明属于激光雷达测距技术领域，尤其涉及一种激光雷达的测距标定方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

激光雷达因具有分辨率高、抗干扰能力强、体积小、质量轻的优点被广泛应用在测量目标距离中，为了提高测量精度，在使用激光雷达测距时要先进行标定。目前比较常见的激光雷达标定方法中，多是将激光雷达与标准测距仪固定，将反射板安装在一个可移动的装置上当作标定物，在激光雷达测量距离范围内移动反射板，从而获取激光雷达测量距离范围内的多种不同的回波信号强度和测量误差。为了能够获取到激光雷达测量距离范围内的多种回波信号数据，每次标定都需要频繁更换不同特征的反射板以及不断改变反射板与激光雷达之间的距离，为了实现激光雷达与标准测距仪的同步数据采集，标定板的移动速度不能过快，而且激光雷达的标定精度受到标准测距仪的精度影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种激光雷达的测距标定方法、系统、装置及存储介质，以解决现有技术中激光雷达的测距标定方法中标定效率低下且标定精度受到标准测距仪精度影响的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种激光雷达的测距标定方法，包括：

当固定治具置于标定位置且待标定激光雷达置于所述固定治具时，记录所述标定位置与标定物之间的第一距离数据并开始进行数据采集；

当所述待标定激光雷达获取的回波信号的特征值为零时，获得数据采集的有效范围，并在所述有效范围内采集足够的数据后，完成数据采集，获得待标定数据，所述待标定数据包括所述待标定激光雷达测量的第二距离数据、所述待标定激光雷达任一方向的出射光束与垂直所述标定物的出射光束之间的角度数据以及相对应的回波信号的第一组特征值数据；

根据所述第一距离数据、所述第二距离数据以及所述角度数据获得第一组误差数据；

对所述第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与相对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据；

根据所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据对所述待标定激光雷达进行标定。

本发明实施例的第二方面提供了一种测距标定系统,包括标定物、固定治具、待标定激光雷达以及数据处理装置；

所述标定物包括表面平整垂直的白墙以及贴有某种反射率材质的墙面；

所述固定治具用于固定所述待标定激光雷达并调整所述出射光束平面与标定物的夹角；

所述待标定激光雷达包括直接TOF激光雷达和间接TOF激光雷达；

所述数据处理装置用于执行实现如本发明实施例的第一方面所述的测距标定方法。

本发明实施例的第三方面提供了一种测距标定装置,包括：

数据采集单元、采集第一距离数据、第二距离数据、待标定激光雷达任一方向出射光束与垂直所述标定物出射光束的角度数据、第一组特征值数据；

数据传输单元、将所述数据采集单元采集到的所有数据传输至数据处理单元；

数据处理单元、对所述数据传输单元传输的所有数据进行处理，包括获得第一组误差数据，根据预设误差范围，对所述第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与相对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据，生成包含所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据的关系曲线，通过最小二乘法对所述关系曲线进行拟合，获得多项式曲线表达式，通过所述多项式曲线表达式获得标定表，对第二组误差数据和对应的第二组特征值数据进行多项式曲线拟合；

数据存储单元、对所述数据处理单元的数据处理结果进行存储，在待标定激光雷达进行距离测量时对测量结果进行标定。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例的第一方面所述的激光雷达的测距标定方法。

本发明实施例的第一方面提供的激光雷达的测距标定方法，通过将固定治具置于标定位置且待标定激光雷达置于所述固定治具，记录所述标定位置与标定物之间的第一距离数据并开始进行数据采集；当所述待标定激光雷达获取的回波信号的特征值为零时，获得数据采集的有效范围，并在所述有效范围内采集足够的数据后，完成数据采集，获得待标定数据，所述待标定数据包括所述待标定激光雷达测量的第二距离数据、所述待标定激光雷达任一方向的出射光束与垂直所述标定物的出射光束之间的角度数据以及相对应的回波信号的第一组特征值数据；根据所述第一距离数据、所述第二距离数据以及所述角度数据获得第一组误差数据；对所述第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与相对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据；根据所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据对所述待标定激光雷达进行标定。该测距标定方法操作简单、便捷，只需将待标定激光雷达放置在某一空间的固定位置，保持与待标定激光雷达的通讯，即可完成对待标定数据的采集与处理，进而实现对待标定激光雷达的测距标定。该测距标定方法既可以用于实现对待标定激光雷达快速高效的标定，也可用于测试激光雷达在测量不同反射率物体时的测距精度。

可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的激光雷达的测距标定方法的第一种流程示意图；

图2是本发明实施例提供的激光雷达的测距标定方法的第二种流程示意图；

图3是本发明实施例提供的测距标定系统的示意图；

图4是本发明实施例提供的待标定激光雷达的出射光束示意图；

图5是本发明实施例提供的回波信号在时间上的面积示意图；

图6是本发明实施例提供的测距标定装置的示意图。

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。

应当理解，当在本发明说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

另外，在本发明说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本发明实施例提供的激光雷达的测距标定方法，可以在一个相对较小的空间里完成对第一距离数据和待标定数据的采集，第一距离数据只需采集一次，且采集方式不局限于标准测距仪，因此待标定激光雷达的标定精度也不依赖于标准测距仪的精度。本方法使用的标定物是表面平整且垂直的白墙，在数据采集的过程中，无需更换标定物即可采集到待标定激光雷达距离测量范围内的所有待标定距离数据，采样率高，从而实现待标定激光雷达快速高效的标定。

在应用中，激光雷达通过向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(回波信号)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如，目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数信息，从而对目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达具有分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、体积小、质量轻等优点。

激光雷达可以应用于多种领域，例如，在工业生产过程中，激光雷达可以辅助做到输送设备上的物料监视，有效保障顺畅的工艺流程；在交通建设领域，应用于新式的车辆检测系统可用于车辆计数的和安全检测使用，实时检测来往车辆轮廓，对超高超宽超长的车辆进行劝返，制止其上高速，同时也可兼顾车道分离使用；在安防领域，将激光雷达作为末端探测装置安装于轨道交通行车区域站台门顶部，可以有效防止夹伤等意外事故的发生；在智慧仓储方面，将激光雷达与堆垛起重机相结合，不仅可以辅助堆垛起重机实现货品的自动出入库，还可以确保堆垛起重机在移动时的精准避障；在服务机器人领域中，搭载激光雷达，可以有效提高服务机器人在送餐、信息宣传、清洁、消毒等服务中工作效率；在智能停车领域，激光雷达是自动停车系统强有力的辅助，基于车辆调度系统，可以检测车辆在移动过程中的状态，有效保证系统及周边操作人员及设备的安全；在多媒体交互领域，通过搭载激光雷达，可以实现屏幕互动，即在实际的交互体验中呈现一道不可见的多点触摸墙，使得用户的交互体验更加自然舒适。

如图1所示，本发明实施例提供的激光雷达的测距标定方法，包括如下步骤S101至S105：

步骤S101、当固定治具置于标定位置且待标定激光雷达置于所述固定治具时，记录所述标定位置与标定物之间的第一距离数据并开始进行数据采集，进入步骤S102。

在应用中，第一标定距离数据可以由标准测距仪测量得到，也可以通过直尺、三角尺、软尺等尺子测量得到的，或者是通过其他的可以用来测量距离的测量仪器或装置测量得到的，并不依赖于某种特定的测距仪器或装置。

在应用中,当固定治具处于标定位置且待标定激光雷达处于所述固定治具时，固定治具上的平面垂直于标定物，此时待标定激光雷达出射光束垂直入射在标定物表面，标定物表面反射信号强度最大的回波信号。

步骤S102、当所述待标定激光雷达获取的回波信号的特征值为零时，获得数据采集的有效范围，并在所述有效范围内采集足够的数据后，完成数据采集，获得待标定数据，进入步骤S103。

所述待标定数据包括所述待标定激光雷达测量的第二距离数据、所述待标定激光雷达任一方向的出射光束与垂直所述标定物的出射光束之间的角度数据以及相对应的回波信号的第一组特征值数据。

在应用中，标定物上所有可以反射特征值不为零的回波信号的区域都是数据采集的有效范围。

在应用中，所述第一组特征值数据至少包括从所述回波信号中获取的回波信号强度、所述回波信号在时间上的面积、所述回波信号上升沿的上升时间、所述回波信号下降沿的下降时间以及所述回波信号的时间宽度值中的一个。

在一个实施例中，回波信号在时间上的面积如图5所示；其中曲线部分表示某一回波信号，灰色部分则表示回波信号在时间上的面积。

在一个实施例中，待标定激光雷达的出射光束示意图如图4所示；其中，以待标定激光雷达4为坐标原点建立平面直角坐标系，待标定激光雷达4出射激光光束2首先垂直入射标定物1的表面，待标定激光雷达4与标定物1之间的距离D1即为第一距离数据，此时待标定激光雷达4可以获取信号强度最大的回波信号；待标定激光雷达4通过不断调整出射光束与墙面的夹角，获得待标定激光雷达4任一方向的出射光束与垂直所述标定物的出射光束之间的角度数据α，获得的数据还包括与α相对应的回波信号的第一组特征值数据；d表示根据第一距离数据D1和所述角度数据α获得的距离值。

在应用中，对于标定物表面上逐渐远离待标定激光雷达的位置，由于距离逐渐变大，待标定激光雷达的出射光束与标定物表面的夹角不断变小，待标定激光雷达的出射光束与垂直所述标定物的出射光束之间的角度数据α不断增大，标定物反射的回波信号的特征值会不断变小，直到获取的回波信号的特征值为零时结束数据采集。

在应用中，对于长度较小的标定物，可以调整待标定激光雷达与标定物之间的第一距离数据，通过减小待标定激光雷达同角度出射光束与标定物之间的夹角，来减小待标定激光雷达的第二距离数据。

步骤S103、根据所述第一距离数据、所述第二距离数据以及所述角度数据获得第一组误差数据，进入步骤S104。

在应用中，所述第一组误差数据的计算公式为：

y＝d-D₂＝D₁/cosα-D₂

其中，y表示误差值，d表示根据所述第一距离数据和所述角度数据获得的距离值，D₂表示所述第二距离数据，D₁表示所述第一距离数据，α表示所述角度数据。

步骤S104、对所述第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与相对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据，进入步骤S105。

在应用中，预设误差范围会根据回波信号和系统特性获得，一般在±1米范围内，如果误差数据超过预设误差范围，会被视为异常数据而剔除。在剔除了预设误差范围以外的误差数据和相对应的特征值数据后，由正常的误差数据重新组成第二组误差数据和第二组特征值数据，然后对第二组误差数据和第二组特征值数据进行处理，根据第二组误差数据和第二组特征值数据的处理结果对待标定激光雷达进行标定。

步骤S105、根据所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据对所述待标定激光雷达进行标定。

在应用中，所有入射在所述标定物表面的所述待标定激光雷达的出射光束均为有效光束；

所述回波信号强度值与预设距离负相关，所述预设距离为所述待标定激光雷达的出射光束在所述标定物表面上的入射位置与所述待标定激光雷达之间的直线距离。

在应用中，预设距离为待标定激光雷达的出射光束在所述标定物表面上的入射位置与所述待标定激光雷达之间的直线距离，预设距离越大，获取的回波信号强度越小，相反的预设距离越小，获取的回波信号强度越大。在数据采集的过程中，当获取的回波信号强度为零时结束数据采集，然后对采集到的所有数据进行处理，根据数据处理的结果对待标定激光雷达进行标定。

在应用中，当待标定激光雷达标定结束后，只需更换待标定激光雷达，重复执行以上步骤S101～S105，即可完成对其他待标定激光雷达的标定，再次此过程中，无需对第一距离进行重复测量。

在应用中，步骤S101之前还包括将所述待标定激光雷达置于所述标定物的正前方零距离处，使所述待标定激光雷达的出射光束垂直入射所述标定物，并向远离所述标定物方向处缓慢垂直移动，直至到达所述待标定激光雷达获取的回波信号强度最大的所述标定位置时为止；

在所述标定位置处放置一平面垂直于标定物的所述固定治具，将所述待标定激光雷达置于所述固定治具，调整所述待标定激光雷达使其出射光束在垂直入射所述标定物时获得信号强度最大的回波信号。

如图2所示，在一个实施例中，步骤S105还包括如下步骤S1051至S1054：

步骤S1051、生成包含所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据的关系曲线，进入步骤S1052。

在应用中，关系曲线可以通过数据处理装置中的某一数据处理软件自动生成。

步骤S1052、通过最小二乘法对所述关系曲线进行拟合，获得多项式曲线表达式，进入步骤S1053。

在应用中，多项式曲线表达式为：

E_n＝a₀+a₁*i+a₂*i²+a₃*i³+...+a_k*i^k

其中，表示标定表中的标定值，a₁～a_k表示由关系曲线拟合获得的多项式系数，i表示回波信号特征值，k表示多项式阶数，a₀表示常数项。

在应用中，将第二组特征值数据和第二组误差数据中的每个数据代入多项式曲线表达式，即可获得多个标定值，将所有的标定值组合在一起即可获得标定表。

步骤S1053、通过所述多项式曲线表达式获得标定表，进入步骤S1054。

在应用中，通过数据处理装置获得标定表后，要将标定表传输至待标定激光雷达内部的数据存储区域进行保存。

步骤S1054、根据所述标定表对所述待标定激光雷达进行标定。

在应用中，将标定表存储在待标定激光雷达内部的数据存储区域，待标定激光雷达在每次测量距离后根据标定表中的标定值对测量结果进行标定。

在应用中，步骤S1052之后还包括在所述待标定激光雷达在测量距离后，根据所述多项式曲线表达式直接获得标定值对所述待标定激光雷达的测量距离进行标定。

在应用中，也可以直接将多项式曲线表达式传输至待标定激光雷达内部的数据存储区域进行保存，待标定激光雷达在每次测量距离后将测量结果输入多项式曲线表达式中，然后根据获得的标定值对测量结果进行标定。

在应用中，上述方法不仅可以用于待标定激光雷达的测距标定，还可以用于测试激光雷达在测量不同反射率物体时的测距性能。

本申请实施例还提供了一种测距标定系统，包括标定物、固定治具、待标定激光雷达以及数据处理装置；

所述标定物包括表面平整垂直的白墙以及贴有某种反射率材质的墙面；

所述固定治具用于固定所述待标定激光雷达并调整所述出射光束平面与标定物的夹角；

所述待标定激光雷达包括直接TOF激光雷达和间接TOF激光雷达；

所述数据处理装置用于执行上述各个方法实施例中测距标定方法的步骤。

在应用中，标定物可以是表面平整垂直且反射率为90％的白墙，若需要对更高反射率的物体进行标定时，可以在白墙的表面贴上更高反射率的材质；若要标定低反射率的物体，在墙面固定长度的情况下，可以通过调整墙面与待标定激光雷达的第一标定距离，调整待标定雷达出射光束与墙面的夹角，也可以通过在白墙的表面贴上更低反射率的材质实现对低反射率物体的标定。在采集数据的过程中，标定物所在的位置始终保持不变。

在应用中，固定治具可以是任何一种可以固定待标定激光雷达并且可以调整出射光束平面与标定物夹角的装置；

在应用中，待标定激光雷达可以是直接TOF激光雷达，也可以是通过获取误差与回波信号强度或者脉宽进行拟合标定的其他种类的间接TOF激光雷达。待标定激光雷达不仅用于出射激光光束、接收回波信号，在一些处理性能比较强的激光雷达中，也可以在激光雷达内部设置一个标定模式，在此标定模式下，使激光雷达进行数据的采集与处理，然后根据数据处理结果进行自标定。

在应用中，待标定激光雷达具有获取测量距离的传感器，能够获取到反射率不同的物体反射的回波信号的特征值以及待标定激光雷达的出射光束与垂直所述标定物的出射光束之间的角度数据α。

在应用中，数据处理装置可以是外部单独的可以进行数据处理的装置，通过有线或者无线连接的方式将数据处理的结果发送至待标定激光雷达，使待标定激光雷达根据数据处理装置发送的数据处理结果进行标定，也可以是待标定激光雷达内部的具有数据处理功能的数据处理模块或系统，待标定激光雷达可以通过内部的数据处理模块或系统进行数据处理，然后根据数据处理结果进行自标定。

在一个实施例中，测距标定系统如图3所示：待标定激光雷达4置于固定治具3上，数据处理装置6通过数据传输线缆5与待标定激光雷达4连接，待标定激光雷达4的出射光束2入射在标定物1表面，标定物1对出射光束2进行反射，通过不断调整待标定激光雷达4的出射光束平面与标定物1表面的夹角，记录第二距离数据、待标定激光雷达4的出射光束与垂直标定物1的出射光束之间的角度数据α以及反射的回波信号特征值数据，直到获取的回波信号的特征值为零时结束数据采集，数据处理装置6通过数据传输线缆5与待标定激光雷达4通讯，获取并处理待标定激光雷达采集到的数据，并把处理后的数据存储到待标定激光雷达上，待标定激光雷达根据数据处理结果进行标定。

如图6所示，本申请实施例还提供一种测距标定装置100，包括：

数据采集单元101、采集第一距离数据、第二距离数据、待标定激光雷达任一方向出射光束与垂直所述标定物出射光束的角度数据、第一组特征值数据；

数据传输单元102、将所述数据采集单元采集到的所有数据传输至数据处理单元；

数据处理单元103、对所述数据传输单元传输的所有数据进行处理，包括获得第一组误差数据，根据预设误差范围，对所述第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与相对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据，生成包含所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据的关系曲线，通过最小二乘法对所述关系曲线进行拟合，获得多项式曲线表达式，通过所述多项式曲线表达式获得标定表，对第二组误差数据和对应的第二组特征值数据进行多项式曲线拟合；

数据存储单元104、对所述数据处理单元的数据处理结果进行存储，在待标定激光雷达进行距离测量时对测量结果进行标定。

在应用中，数据传输单元可以包括无线传输单元或有线传输单元。无线传输单元可以包括无线保真(WiFi)单元、蓝牙(Bluetooth)单元、紫锋(Zigbee)单元、移动通信网络单元、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)单元、调频(Frequency Modulation，FM)单元、近距离无线通信技术(Near Field Communication，NFC)单元等中的至少一种，有线传输单元可以包括以太网(Ethernet)单元、非对称数字用户线路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)单元、网络光纤到户(Fiber To TheHome，FTTH)单元等中的至少一种。

在应用中，数据处理单元可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该数据处理单元还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者也可以是任何常规的处理器等。

在应用中，数据存储单元在一些实施例中可以是测距标定装置的内部存储单元，例如测距标定装置的硬盘或内存。存储器在另一些实施例中也可以是测距标定装置的外部存储设备，例如，测距标定装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，数据存储单元还可以既包括测距标定装置的内部存储单元也包括外部存储设备。数据存储单元用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。数据存储单元还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

需要说明的是，上述模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见发明实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在测距标定装置上运行时，使得测距标定装置执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达的测距标定方法，其特征在于，包括：

当固定治具置于标定位置且待标定激光雷达置于所述固定治具时，记录所述标定位置与标定物之间的第一距离数据并开始进行数据采集；

当所述待标定激光雷达获取的回波信号的特征值为零时，获得数据采集的有效范围，并在所述有效范围内采集足够的数据后，完成数据采集，获得待标定数据，所述待标定数据包括所述待标定激光雷达测量的第二距离数据、所述待标定激光雷达任一方向的出射光束与垂直所述标定物的出射光束之间的角度数据以及相对应的回波信号的第一组特征值数据；

根据所述第一距离数据、所述第二距离数据以及所述角度数据获得第一组误差数据；

对所述第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与相对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据；

根据所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据对所述待标定激光雷达进行标定。

2.如权利要求1所述的测距标定方法，其特征在于，根据所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据对所述待标定激光雷达进行标定，包括：

生成包含所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据的关系曲线；

通过最小二乘法对所述关系曲线进行拟合，获得多项式曲线表达式；

通过所述多项式曲线表达式获得标定表；

根据所述标定表对所述待标定激光雷达进行标定。

3.如权利要求2所述的测距标定方法，其特征在于，通过最小二乘法对所述关系曲线进行拟合，获得多项式曲线表达式之后，包括：

所述待标定激光雷达在测量距离后，根据所述多项式曲线表达式直接获得标定值对所述待标定激光雷达的测量距离进行标定。

4.如权利要求1所述的测距标定方法，其特征在于，所述第一组误差数据的计算公式为：

y＝d-D₂＝D₁/cosα-D₂

其中，y表示误差值，d表示根据所述第一距离数据和所述角度数据获得的距离值，D₂表示所述第二距离数据，D₁表示所述第一距离数据，α表示所述角度数据。

5.如权利要求1所述的测距标定方法，其特征在于，所述第一组特征值数据至少包括从所述回波信号中获取的回波信号强度、所述回波信号在时间上的面积、所述回波信号上升沿的上升时间、所述回波信号下降沿的下降时间以及所述回波信号的时间宽度值中的一个。

6.如权利要求1所述的测距标定方法，其特征在于，所有入射在所述标定物表面的所述待标定激光雷达的出射光束均为有效光束；

所述回波信号强度值与预设距离负相关，所述预设距离为所述待标定激光雷达的出射光束在所述标定物表面上的入射位置与所述待标定激光雷达之间的直线距离。

7.如权利要求1所述的测距标定方法，其特征在于，当固定治具置于标定位置且待标定激光雷达置于所述固定治具时，记录所述标定位置与标定物之间的第一距离数据并开始进行数据采集之前，包括：

将所述待标定激光雷达置于所述标定物的正前方零距离处，使所述待标定激光雷达的出射光束垂直入射所述标定物，并向远离所述标定物方向处缓慢垂直移动，直至到达所述待标定激光雷达获取的回波信号强度最大的所述标定位置时为止；

在所述标定位置处放置一平面垂直于标定物的所述固定治具，将所述待标定激光雷达置于所述固定治具，调整所述待标定激光雷达使其出射光束在垂直入射所述标定物时获得信号强度最大的回波信号。

8.一种测距标定系统，其特征在于，包括标定物、固定治具、待标定激光雷达以及数据处理装置；

所述标定物包括表面平整垂直的白墙以及贴有某种反射率材质的墙面；

所述固定治具用于固定所述待标定激光雷达并调整所述出射光束平面与标定物的夹角；

所述待标定激光雷达包括直接TOF激光雷达和间接TOF激光雷达；

所述数据处理装置用于执行如权利要求1至7任一项所述的测距标定方法。

9.一种测距标定装置，其特征在于，包括：

数据采集单元、采集第一距离数据、第二距离数据、待标定激光雷达任一方向出射光束与垂直所述标定物出射光束的角度数据、第一组特征值数据；

数据传输单元、将所述数据采集单元采集到的所有数据传输至数据处理单元；

数据处理单元、对所述数据传输单元传输的所有数据进行处理，包括获得第一组误差数据，根据预设误差范围，对所述第一组误差数据中超过预设误差范围的数据与相对应的第一组特征值数据予以剔除，获得第二组误差数据和第二组特征值数据，生成包含所述第二组误差数据和所述第二组特征值数据的关系曲线，通过最小二乘法对所述关系曲线进行拟合，获得多项式曲线表达式，通过所述多项式曲线表达式获得标定表，对第二组误差数据和对应的第二组特征值数据进行多项式曲线拟合；

数据存储单元、对所述数据处理单元的数据处理结果进行存储，在待标定激光雷达进行距离测量时对测量结果进行标定。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的测距标定方法。

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