CN117008139A - 激光雷达的检测方法及其检测系统、激光雷达 - Google Patents

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Abstract

一种激光雷达的检测方法及其检测系统、激光雷达，检测方法包括：进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板反射的多个回波信号，以获得所述激光雷达给出的所述待测通道对所述目标板的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达的探测通道；根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。所述检测方法能够获得激光雷达各个通道反射率测量的一致性以及激光雷达整机的反射率测量准度，适用于任何类型的激光雷达，以提高对激光雷达反射率性能评估的准确性。

Description

激光雷达的检测方法及其检测系统、激光雷达
技术领域
本发明涉及激光探测技术领域，特别涉及一种激光雷达的检测方法及其检测系统、激光雷达。
背景技术
激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。近年来，自动驾驶技术发展迅速，激光雷达作为其距离感知的核心传感器，已不可或缺。
激光雷达通过激光器发射光信号，通过探测器接收目标物反射的回波信号并转化为电信号，基于光信号发射时间与回波信号接收时间计算信号的飞行时间(Time ofFlight，ToF)，结合光速获知目标物的距离。
自然界中任何物体经受光的照射之后，都会对入射光具有吸收和反射的现象。在入射光相同的情况下，不同物体表面所形成反射光的强度也不相同。反射光强度与物体表面的反射率相关，即物体表面所形成反射光的辐射能与入射至物体表面的总辐射能的比率。如果入射至物体表面的能量被完全吸收，没有任何返回，则该物体表面的反射率为0％；如果入射至物体表面的能量被完全反射，没有任何吸收，则该物体表面的反射率为100％；反射率越大，表示物体表面的反射能力越强。
激光雷达除了能够进行距离测量，还能够获得目标物表面的反射率。激光雷达能够基于回波信号所转化的电信号的信号特征表征回波信号的强度，根据回波信号的强度和按距离衰减后的等效发射光强度得到反射率。
激光雷达所能探测的最远距离受到目标物表面反射率的影响。不同厂商的激光雷达产品通常会标明在某反射率下的测距能力，如200m@10％。这个参数是指在0～200m内，反射率大于10％的物体反射回来的能量足以产生一次回波，而对于反射率小于等于10％的物体，当距离大于200m时，由于反射的能量在大气传输中衰减等原因，造成回波能量较低，激光雷达探测到回波的概率非常小，所以激光雷达对应的最远探测距离为200m。
为保证激光雷达应用到无人驾驶等领域的安全性，需要对激光雷达的探测能力进行评估，以判断激光雷达能否有效地发挥功能。反射率性能参数是反映激光雷达探测能力的重要指标，但目前不存在统一的反射率性能参数测量方法，以对激光雷达的探测能力进行评估。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种激光雷达的检测方法及其检测系统、激光雷达，以提高对激光雷达反射率性能参数评估的准确性。
本发明提供一种激光雷达的检测方法，包括：
进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板反射的多个回波信号，以获得所述激光雷达给出的所述待测通道对所述目标板的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达的探测通道；根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。
可选的，所述反射接收操作包括：使所述待测通道至少1次扫过所述目标板；所述待测通道每次扫过所述目标板获得至少1个反射点的反射率测量值。
可选的，所述目标板具有预设的反射率标准值；获得所述待测通道的反射率参数的步骤包括：根据所述反射率标准值和所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率准度；根据所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率精度。
可选的，所述反射接收操作还包括：确定所述待测通道。
可选的，进行所述反射接收操作的步骤中，每次针对1个所述待测通道进行所述反射接收操作。
可选的，确定所述待测通道的步骤包括：调节所述激光雷达与所述目标板的相对位姿，以使所述待测通道发出的激光束按照预设角度入射至所述目标板。
可选的，所述反射接收操作还包括：调整所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离；进行反射接收操作的步骤中，在所述测量距离下，进行反射接收操作以获得所述测量距离下的多个反射率测量值；获得所述待测通道的反射率参数的步骤中，获得所述测量距离下，所述待测通道的反射率参数。
可选的，确定所述待测通道之前，调整所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离。
可选的，所述反射接收操作还包括：调整所述目标板的反射率标准值；进行反射接收操作的步骤中，获得所述测量距离下，针对所述反射率标准值的目标板的多个反射率测量值；获得所述待测通道的反射率参数的步骤中，获得所述测量距离下，针对所述反射率标准值的目标板，所述待测通道的反射率参数。
可选的，确定所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离之前，调整所述目标板的反射率标准值。
可选的，调整所述目标板的反射率标准值的步骤包括：更换目标板，不同的目标板具有不同的反射率标准值。
可选的，还包括：获得所述待测通道的反射率参数的步骤之后，获得所述激光雷达的反射率参数，所述激光雷达的反射率参数包括：至少一个测量距离下，针对至少一个反射率标准值的目标板，所述激光雷达每个探测通道的反射率参数。
相应的，本发明还提供一种激光雷达的检测系统，包括：
检测装置，所述检测装置适宜于实施本发明的检测方法以获得所述激光雷达中待测通道的反射率参数。
此外，本发明还提供一种激光雷达的检测系统，包括：
反射接收操作模块，所述反射接收操作模块适宜于进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板反射的多个回波信号，以获得所述待测通道对所述目标板的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达的探测通道；评估模块，所述评估模块适宜于根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。
可选的，所述反射接收操作模块包括：机械单元，所述机械单元适宜于固定和调整所述激光雷达及所述目标板；控制单元，所述控制单元适宜于控制所述激光雷达进行所述反射接收操作；读取单元，所述读取单元适宜于读取点云数据；所述控制单元使所述待测通道至少1次扫过所述目标板；所述待测通道每次扫过所述目标板，所述读取单元获得至少1个反射点的反射率测量值。
可选的，所述控制单元还适宜于确定所述待测通道。
可选的，每次所述反射接收操作，所述控制单元确定1个所述待测通道。
可选的，进行反射接收操作之前，所述控制单元通过所述机械单元调整所述激光雷达与所述目标板的相对位姿，以使所述待测通道发出的激光束按照预设角度入射至所述目标板。
可选的，所述激光雷达和所述目标板中至少一个可移动地固定于所述机械单元上；所述机械单元还包括：测量元件，所述测量元件适宜于获得所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离。
可选的，所述目标板的数量为多个，不同的目标板具有不同的反射率标准值。
可选的，所述评估模块包括：整合单元，所述整合单元适宜于获得所述激光雷达的反射率参数，所述激光雷达的反射率参数包括：至少一个测量距离下，针对至少一个反射率标准值的目标板，所述激光雷达至少一个探测通道的反射率参数。
另外，本发明还提供一种激光雷达，所述激光雷达的反射率准度范围为-40％～40％，其中，所述激光雷达的反射率准度通过本发明的检测方法获得。
本发明还提供一种激光雷达，所述激光雷达的反射率精度范围为0～40％，其中，所述激光雷达的反射率精度通过本发明的检测方法获得。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案中，在预设环境条件下，使用预设反射率的目标板，在激光雷达与目标板相距预设距离的条件下，能够利用激光雷达获得多个反射率测量值，在此基础上，统计激光雷达对其视场范围内物体探测的反射率准度和精度，从而获得激光雷达各个通道反射率测量的一致性以及激光雷达整机的反射率测量准度，适用于任何类型的激光雷达，如机械式激光雷达、固态激光雷达等，以提高对激光雷达反射率性能评估的准确性。
附图说明
图1是本发明激光雷达的检测方法一实施例的流程示意图；
图2是图1所示激光雷达的检测方法实施例中反射接收操作步骤所使用检测系统的结构示意图；
图3是朗伯体反射原理的示意图；
图4是是图1所示激光雷达的检测方法实施例中反射接收操作步骤过程中的光路示意图；
图5是本发明一实施例中激光雷达探测通道发出的激光束在垂直视场的局部分布示意图；
图6是本发明一实施例中激光雷达待测通道发出的激光束在目标板上形成的反射点分布示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，目前还没有统一的反射率性能参数测量方法，用以对激光雷达的探测能力进行评估。
为解决所述技术问题，本发明提供一种激光雷达的检测方法，包括：
进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板反射的多个回波信号，以获得所述激光雷达给出的所述待测通道对所述目标板的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达的探测通道；根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。
本发明技术方案，所述检测方法能够获得激光雷达各个通道反射率测量的一致性以及激光雷达整机的反射率测量准度，适用范围广泛，适用于任何类型的激光雷达，如机械式激光雷达、固态激光雷达等，从而可以对市售激光雷达的反射率性能进行直观比较和有效测评，以提高对激光雷达反射率性能评估的准确性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。
参考图1，示出了本发明激光雷达的检测方法一实施例的流程示意图。
所述检测方法包括：执行步骤S110，进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板102(如图2所示)反射的多个回波信号，以获得所述激光雷达给出的所述待测通道对所述目标板102的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达101(如图2所示)的探测通道；执行步骤S120，根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。
需要说明的是，执行步骤S110，进行反射接收操作之前，所述检测方法还包括：执行步骤S101，搭建检测系统。所述检测系统用以进行反射接收操作。
结合参考图2，示出了图1所示激光雷达101的检测方法实施例中反射接收操作步骤所使用检测系统的结构示意图。
本发明一些实施例中，所述检测系统包括：机械单元(图中未标示)，所述机械单元适宜于固定和调整所述激光雷达101及所述目标板102；所述激光雷达101和所述目标板102中至少一个可移动地固定于所述机械单元上。
如图2所示，所述机械单元包括转台111，所述激光雷达101固定于所述转台111的台面上。所述转台111为二维转台，即所述转台111具有两个转轴，其中一个转轴垂直于所述转台111的台面，另一个转轴平行于所述转台111的台面。对于机械旋转式激光雷达和转镜式激光雷达，所述转台111用于承载所述激光雷达和调节所述激光雷达的姿态；对于固态激光雷达，所述转台111还能带动所述激光雷达旋转。
本发明一些实施例中，所述转台111的高度可以根据所述目标板102的尺寸进行调整，以使所述激光雷达101的测距中心与所述目标板102的中心位于同一高度。
本发明一些实施例中，所述激光雷达101具有垂直视场(垂直FOV)和水平视场(水平FOV)。将所述激光雷达101固定于所述转台111的台面上，基于所述激光雷达的垂直视场和水平视场，调整所述转台的高度、所述目标板的尺寸以及所述激光雷达和所述目标板之间的距离，能够实现对所述激光雷达101的每个方位角的反射率都进行检测。
其中，所述目标板102为朗伯体，即如图3所示，当入射能量在所有方向均匀反射，即入射能量以入射点为中心，在整个半球空间内向四周各向同性的反射能量的现象，称为漫反射，也称各向同性反射，一个完全的漫射体称为朗伯体。一个理想的漫射面，应是遵循朗伯定律的，即不管入射光来自何方，各方向漫射光的发光强度总与cosθ(θ为漫射光的反射方向与反射面法线的夹角)成正比。
具体的，如图2所示实施例中，所述目标板102的高度为0.5m～3m、宽度为0.5m～3m，所述目标板102为反射率标准值经过标定的朗伯体。
具体的，所述目标板102具有预设的反射率标准值，如10％、50％、90％。本发明一些实施例中，所述目标板102的尺寸满足在预设距离下，使目标板102能够覆盖所述激光雷达101的视场范围，该预设距离可以设置的很小，例如0.3m，0.5m，1m等。
如图2所示，所述目标板102固定于所述激光雷达101的视场范围内，所述目标板102竖直放置，所述激光雷达的测距中心和所述目标板的几何中心的连线垂直于所述目标板的表面。
需要说明的是，本发明一些实施例中，所述目标板102的数量为多个，不同的目标板102具有不同的反射率标准值。通过更换所述目标板102，能够实现所述激光雷达对不同反射率目标的反射率性能参数检测。
此外，本发明一些实施例中，所述机械单元还包括：测量元件(图中未示出)，所述测量元件适宜于获得所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d。通过所述测量距离d的获得，从而得到不同测量距离d下所述激光雷达的反射率性能参数。一些实施例中，所述激光雷达101和所述目标板102之间的测量距离d可以为0.5m，1m，3m，5m。
另外，本发明一些实施例中，所述检测系统还包括：外置光源103，所述外置光源103符合CIE标准，可以采用两个外置光源，对称设置在所述目标板102的顶部和底部，所述外置光源103适宜于照亮所述目标板102，从而设置所述目标板102单位面积上受到的光通量，进而控制所述目标板102的光照度，从而模拟激光雷达101在使用过程中的环境光。所述外置光源103的设置，能够实现预设光照强度环境的模拟(例如光照度可以是10～150lux)。
如图2所示，本发明一些实施例中，所述检测系统还包括：读取单元120，所述读取单元120适宜于读取、展示所述激光雷达101获得的点云数据，所述读取单元与所述激光雷达通信连接，读取单元包括存储介质以及处理器，存储介质存储有至少一个指令集，当所述激光雷达工作时，用于读取所述激光雷达的点云数据，处理器与读取单元通信，用于获取并展示所述激光雷达101的点云数据。可以根据实际检测到的点云数据，选取并记录各个有效反射点的反射率测量值。具体的，所述读取单元120可以是点云可视化设备。
需要说明的是，所述激光雷达的点云数据包括：每个反射点的位置坐标以及每个反射点的反射率测量值。通过所述读取单元120可以提取所述点云数据中所有反射点的反射率测量值，进而获得各个有效反射点的反射率测量值。
继续参考图1，执行步骤S101，搭建检测系统之后，执行步骤S110，进行反射接收操作，所述反射接收操作用以获得激光雷达给出的待测通道的反射率测量值。
本发明一些实施例中，所述反射接收操作包括：使所述待测通道至少1次扫过所述目标板102；所述待测通道每次扫过所述目标板102获得至少1个反射点的反射率测量值。
需要说明的是，所述激光雷达101包括多个激光器和多个探测器，至少一个激光器与至少一个探测器构成一个探测通道，多个激光器和多个探测器构成多个探测通道。
需要说明的是，本发明一些实施例中，进行所述反射接收操作的步骤中，每次针对1个所述待测通道进行所述反射接收操作。本发明一些实施例中，所述激光雷达101为多线激光雷达101，即所述激光雷达101具有多个探测通道，因此所述反射接收操作还包括：确定所述待测通道，即从多个探测通道内选择至少一个通道作为待测通道。
需要说明的是，本发明一些实施例中，每次进行所述反射接收操作的过程中，所述待测通道的数量为1个。本发明其他实施例中，每次进行所述反射接收操作的过程中，所述待测通道的数量也可以为多个。
具体的，一些实施例中，确定所述待测通道的步骤包括：调节所述激光雷达101与所述目标板102的相对位姿，以使所述待测通道发出的激光束沿水平方向入射至竖直放置的所述目标板102。
具体的，本发明一些实施例中，可以基于所述激光雷达101的内部参数，调整所述激光雷达101的俯仰角，使所述待测通道发出的激光束按照预设角度入射至所述目标板102。所述激光雷达101的内部参数包括：所述激光雷达101中各个激光器的垂直方向角。
如图4所示，可以通过所述转台111，调节所述激光雷达101与所述目标板102的相对位姿，从而使所述待测通道发出的激光束沿水平方向入射至竖直放置的所述目标板102。
需要说明的是，在一些实施例中，在由一个激光器和一个探测器组成的探测通道中，每个探测通道负责一个垂直角度方向的探测。参考图5，示出了40个通道/线束，垂直视场(FOV，field of view)为-16°～7°，由所有激光器的垂直探测角度共同构成。其中，最上面的激光器的垂直方向角为7°，也即负责7°方位的距离探测，最下面的激光器的垂直方向角为-16°，也即负责-16°方位的距离探测。也即处于同一探测通道的发射单元发出的光信号在遇到障碍物被反射且回到激光雷达后，可被该探测通道的探测单元收到。所有的探测通道的子视场共同构成整个激光雷达的垂直视场的扫描区间。通过获取激光雷达的内部参数，可以得到各个激光器的垂直方向角。如确定待测通道为最上面的激光器对应的探测通道，可以将所述激光雷达沿垂直方向下调整7°，以使所述激光雷达最上面的激光器光束可以沿水平方向入射至所述目标板。对于多线激光雷达，可以通过不断调节所述激光雷达与所述目标板的相对位姿，使所述激光雷达各通道发出的激光束依次按预设角度入射至所述目标板。
具体的，通过所述转台111，调整所述激光雷达101的俯仰角以及所述激光雷达101的方向，使所述待测通道发出的激光束沿水平方向入射至竖直放置的所述目标板102。确定所述待测通道、调整所述激光雷达101的相对位姿之后，启动激光雷达101进行扫描。
参考图6，示出了本发明一实施例中激光雷达启动扫描后，待测通道发出的激光束在目标板上形成的反射点分布示意图。
本发明一些实施例中，所述反射接收操作包括：使所述待测通道至少1次扫过所述目标板102；所述待测通道每次扫过所述目标板102获得至少1个反射点的反射率测量值。
在本发明一些实施例中，所述反射接收操作中，所述有效反射点的数量大于等于200。所述激光雷达101的单帧有效点数量可以为几个、几十个或上百个；所以，所述反射接收操作中，可以使所述待测通道至少多次扫过所述目标板102，从而获得大于等于200个的有效反射点的反射率测量值。具体的，通过所述读取单元120，即所述点云可视化设备读取并记录所述多个有效反射点的反射率测量值。
进行所述反射接收操作之后，执行步骤S120，根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数。
本发明一些实施例中，所述目标板102具有预设的反射率标准值，所以获得所述待测通道的反射率参数的步骤包括：根据所述反射率标准值和所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率准度；根据所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率精度。
反射率准度可以反映激光雷达101得到的反射率测量值和反射率标准值之间的差距，反射率准度越高表示所述激光雷达101反射率的测量结果与真实数据符合程度越高。
具体的，获得所述待测通道的反射率准度的步骤包括：根据所述多个反射率测量值的平均值，获得平均测量值；根据所述平均测量值和所述反射率标准值之间的差值，获得所述待测通道的反射率准度：
其中，μ表示所述激光雷达101的反射率准度；表示所述平均测量值；R表示所述目标板102的反射率标准值。
具体的，获得所述待测通道的反射率准度的步骤还可以包括：根据所述多个反射率测量值的平均值，获得平均测量值；根据所述平均测量值和所述反射率标准值的比值，获得所述待测通道的反射率准度。
反射率精度可以反映对同一距离下的目标板102进行所述反射接收操作所获得的多个反射率测量值之间的一致程度。反射率精度越高表示所述激光雷达101反射率测量的随机误差越小。
具体的，获得所述待测通道的反射率精度的步骤包括：根据所述多个反射率测量值的标准差，获得所述待测通道的反射率精度：
其中，表示所述平均测量值；Ri表示第i个反射率测量值，N表示反射率测量值的数量。
需要说明的是，本发明一些实施例中，所述激光雷达101为多线激光雷达，即所述激光雷达101包括：多个探测通道。因此获得一个所述待测通道的反射率参数之后，需要再次确定待测通道，从所述多个探测通道中选择另一个通道作为所述待测通道，重复执行步骤S110，进行所述反射接收操作和执行步骤S120，获得再次确定的所述待测通道的反射率参数，直至获得所有探测通道各自的反射率参数。
具体的，调整激光雷达101的相对位姿，依次使每次所确定的待测通道沿水平方向入射至所述目标板102，每次获得多个有效反射点的反射率测量值，进而计算每个探测通道的反射率参数。基于每个探测通道的反射率参数，可以计算各个探测通道反射率参数的标准差，获得所述激光雷达的反射率精度，用以评估激光雷达各个探测通道的反射率测量一致性；基于每个探测通道的反射率准度，可以计算各个探测通道反射率准度的平均值，获得所述激光雷达的反射率准度，用以评估激光雷达整机的反射率测量准度。
继续参考图1和图2，本发明一些实施例中，所述反射接收操作还包括：执行步骤S130，调整所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d；进行反射接收操作的步骤中，在所述测量距离d下，进行反射接收操作以获得所述测量距离d下的多个反射率测量值；获得所述待测通道的反射率参数的步骤中，获得所述测量距离d下，所述待测通道的反射率参数。
具体的，本发明一些实施例中，确定所述待测通道之前，调整所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d。
所以，在预设探测距离下，对所有探测通道进行反射接收操作以获得预设探测距离下所有待测通道的反射率参数之后，利用所述测量元件，调整所述测量距离d，再次获得调整后的测量距离d下，每个探测通道的反射率参数。每次调整所述测量距离d，均获得调整后的测量距离d下的每个探测通道的反射率参数。
需要说明的是，所述有效反射点的选择与所述测量距离d相关。所述激光雷达101与所述目标板102之间的测量距离d越近，所述目标板102相对于所述激光雷达101测距中心的圆周角越大，因此所述目标板102边缘位置的反射强度较小。为了保证检测的一致性，当所述目标板102和所述激光雷达101之间的检测距离小于预设值时，所选择的有效反射点位于所述目标板102的中心区域。
所以，本发明一些实施例，所述反射接收操作还包括：调整所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d之前，判断所述目标板102是位于近场测量范围还是位于远场测量范围；所述目标板102位于近场测量范围时，任一所述有效反射点与所述目标板102边缘之间的距离大于10cm。
具体的，判断所述目标板102是位于近场测量范围还是位于远场测量范围的步骤中，根据所述测量距离d或所述目标板102相对所述激光雷达101测距中心的圆心角，判断所述目标板102是位于近场测量范围还是位于远场测量范围。
继续参考图1，本发明一些实施例中，所述反射接收操作还包括：执行步骤S140，调整所述目标板102的反射率标准值；进行反射接收操作的步骤中，获得所述测量距离d下，针对所述反射率标准值的目标板102的多个反射率测量值；获得所述待测通道的反射率参数的步骤中，获得所述测量距离d下，针对所述反射率标准值的目标板102，所述待测通道的反射率参数。
具体的，本发明一些实施例中，确定所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d之前，调整所述目标板102的反射率标准值。
所述目标板102具有预设的反射率标准值，因此本发明一些实施例中，调整所述目标板102的反射率标准值的步骤包括：更换目标板102，不同的目标板102具有不同的反射率标准值。具体的，更换目标板102后，在不同测量距离d下，对所述激光雷达101对每个探测通道重复执行步骤S110和步骤S120。
继续参考图2，本发明一些实施例中，获得所述待测通道的反射率参数的步骤之后，执行步骤S150，获得所述激光雷达101的反射率参数，所述激光雷达101的反射率参数包括：至少一个测量距离d下，针对至少一个反射率标准值的目标板102，所述激光雷达101每个探测通道的反射率参数。
具体的，将各个测量距离d下，针对所有反射率标准值的目标板102，所述激光雷达101所有待测通道的反射率参数汇总。
具体的，针对一个测量距离d和一个反射率标准值的目标板102，基于每个探测通道的反射率参数，可以计算各个探测通道反射率参数的标准差，获得所述激光雷达的反射率精度，用以评估激光雷达各个探测通道的反射率测量一致性；基于每个探测通道的反射率准度，可以计算各个探测通道反射率准度的平均值，获得所述激光雷达的反射率准度，用以评估激光雷达整机的反射率测量准度。
相应的，本发明还提供一种激光雷达的检测系统。
所述检测系统包括检测装置，所述检测装置适宜于实施本发明的检测方法以获得所述激光雷达中待测通道的反射率参数。
所述检测装置实施的是本发明的检测方法，因此所述检测装置的具体技术方案参考前述检测方法的实施例，本发明在此不再赘述。
此外，本发明还提供一种激光雷达101的检测系统。
参考图2，示出了本发明激光雷达101的检测系统一实施例的结构示意图。
所述激光雷达101的检测系统包括：反射接收操作模块，所述反射接收操作模块适宜于进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板102反射的多个回波信号，以获得所述激光雷达给出的所述待测通道对所述目标板102的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达101的探测通道；评估模块130，所述评估模块130适宜于根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。
所述反射接收操作模块适宜于进行反射接收操作以获得反射率测量值。
如图2所示，所述反射接收操作模块包括：机械单元(图中未标示)，所述机械单元适宜于固定和调整所述激光雷达101及所述目标板102；控制单元110，所述控制单元110适宜于控制所述激光雷达101进行所述反射接收操作；读取单元120，所述读取单元120适宜于读取点云数据。
其中，所述机械单元包括转台111，所述激光雷达101固定于所述转台111的台面上。转台高度可以根据所述目标板的尺寸进行调整。所述转台111为二维转台，即所述转台111具有两个转轴，其中一个转轴垂直于所述转台111的台面，另一个转轴平行于所述转台111的台面。对于机械旋转式激光雷达和转镜式激光雷达，所述转台111用于承载所述激光雷达和调节所述激光雷达的姿态；对于固态激光雷达，所述转台111还能带动所述激光雷达旋转。
本发明一些实施例中，所述转台111的高度可以根据所述目标板102的尺寸进行调整，以使所述激光雷达101的测距中心与所述目标板102的中心位于同一高度。
本发明一些实施例中，所述激光雷达101具有垂直视场(垂直FOV)和水平视场(水平FOV)。将所述激光雷达101固定于所述转台111的台面上，基于所述激光雷达的垂直视场和水平视场，调整所述转台的高度、所述目标板的尺寸以及所述激光雷达和所述目标板之间的距离，能够实现对所述激光雷达101的每个方位角的反射率都进行检测。
本发明一实施例中，所述目标板102的高度为0.5～3m、宽度为0.5～3m，所述目标板102为反射率标准值经过标定的朗伯体。
所述目标板102具有预设的反射率标准值，如10％、50％、90％。本发明一些实施例中，所述目标板102的尺寸满足在预设距离下，使目标板尽可能够覆盖所述激光雷达101的视场范围，该预设距离可以设置的很小，例如0.3m，0.5m，1m等。如图2所示，所述目标板102固定于所述激光雷达101的视场范围内，所述目标板102竖直放置，所述激光雷达的测距中心和所述目标板的几何中心的连线垂直于所述目标板的表面。
需要说明的是，本发明一些实施例中，所述目标板102的数量为多个，不同的目标板102具有不同的反射率标准值。通过更换所述目标板102，能够实现所述激光雷达对不同反射率目标的反射率性能参数检测。
此外，本发明一些实施例中，所述激光雷达101和所述目标板102中至少一个可移动的固定于所述机械单元上；所述机械单元还包括：测量元件，所述测量元件适宜于获得所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d。通过所述测量距离d的获得，从而得到不同测量距离d下所述激光雷达的反射率性能参数。一些实施例中，所述激光雷达101和所述目标板102之间的测量距离d为0.5m，1m，3m，5m。
另外，本发明一些实施例中，所述检测系统还包括：外置光源103，所述外置光源103符合CIE标准，可以采用两个外置光源，对称设置在所述目标板102的顶部和底部，所述外置光源103适宜于照亮所述目标板102，从而设置所述目标板102单位面积上受到的光通量，进而控制所述目标板102的光照度，从而模拟激光雷达101在使用过程中的环境光。所述外置光源103的设置，能够实现预设光照强度环境的模拟(例如光照度可以是100lux)。
本发明一些实施例中，所述检测系统还包括：读取单元120，所述读取单元120适宜于读取、展示所述激光雷达101获得的点云数据，所述读取单元与所述激光雷达通信连接，读取单元包括存储介质以及处理器，存储介质存储有至少一个指令集，当所述激光雷达工作时，用于读取所述激光雷达的点云数据，处理器与读取单元通信，用于获取并展示所述激光雷达101的点云数据。可以根据实际检测到的点云数据，选取并记录各个有效反射点的反射率测量值。具体的，所述读取单元120可以是点云可视化设备。
需要说明的是，所述激光雷达的点云数据包括：每个反射点的位置坐标以及每个反射点的反射率测量值。所述读取单元120可以提取所述点云数据中所有反射点的反射率测量值，进而获得各个有效反射点的反射率测量值。
如图2所示，所述控制单元110使所述待测通道至少1次扫过所述目标板102；所述待测通道每次扫过所述目标板102，所述读取单元120获得至少1个反射点的反射率测量值。
本发明一些实施例中，所述激光雷达101为多线激光雷达101，即所述激光雷达101具有多个探测通道，因此，所述控制单元110还适宜于确定所述待测通道，即从多个探测通道内选择至少一个通道作为待测通道。具体的，每次所述反射接收操作，所述控制单元110确定1个所述待测通道。
本发明一些实施例中，每次进行所述反射接收操作的过程中，所述待测通道的数量为1个。本发明其他实施例中，每次进行所述反射接收操作的过程中，所述待测通道的数量也可以为多个。
进行反射接收操作之前，所述控制单元110基于所述激光雷达101的内部参数，通过所述机械单元调整所述激光雷达101的相对位姿，以使所述待测通道发出的激光束沿水平方向入射至所述目标板102。
结合参考图4，所述控制单元110从所述激光雷达101获得所述激光雷达101的内部参数，所述激光雷达101的内部参数包括：所述激光雷达101中各个激光器的垂直方向角；根据所述激光雷达101的内部参数，所述控制单元110通过所述转台111，调整所述激光雷达101的相对位姿，从而使所述待测通道发出的激光束沿水平方向入射至所述目标板102。
具体的，所述控制单元110通过所述转台111，调整所述激光雷达101的俯仰角以及所述激光雷达101的方向，使所述待测通道沿水平方向入射至所述目标板102。确定所述待测通道、调整所述激光雷达101的相对位姿之后，所述控制单元110启动激光雷达101进行扫描。
所述控制单元110启动所述激光雷达101之后，所述待测通道至少1次扫过所述目标板102；所述待测通道每次扫过所述目标板102获得至少1个反射点的反射率测量值。
所述反射接收操作中，所述有效反射点的数量大于等于200。所述激光雷达101的单帧有效点数量可以为几个、几十个或上百个；所以，所述待测通道至少多次扫过所述目标板102，从而获得大于等于200个的有效反射点的反射率测量值。具体的，所述读取单元120，即所述点云可视化设备读取并记录所述多个有效反射点的反射率测量值。
继续参考图2，所述评估模块130适宜于获得所述待测通道的反射率参数。所述评估模块130包括：通信单元，所述通信单元适宜于获得所述激光雷达给出的反射率测量值；处理单元，所述处理单元适宜于根据通信单元获得所述待测通道的反射率参数。
本发明一些实施例中，所述目标板102具有预设的反射率标准值，所以所述评估模块130根据所述反射率标准值和所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率准度；所述评估模块130还根据所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率精度。
反射率准度反映激光雷达101得到的反射率测量值和反射率标准值之间的差距，反射率准度越高表示所述激光雷达101反射率的测量结果与真实数据符合程度越高。
具体的，所述评估模块130根据所述多个反射率测量值的平均值，获得平均测量值；根据所述平均测量值和所述反射率标准值之间的差值，获得所述待测通道的反射率准度：
其中，μ表示所述激光雷达101的反射率准度；表示所述平均测量值；R表示所述目标板102的反射率标准值。
具体的，获得所述待测通道的反射率准度的步骤还可以包括：根据所述多个反射率测量值的平均值，获得平均测量值；根据所述平均测量值和所述反射率标准值的比值，获得所述待测通道的反射率准度。
反射率精度反映对同一距离下的目标板102进行所述反射接收操作所获得的多个反射率测量值之间的一致程度。反射率精度越高表示所述激光雷达101反射率测量的随机误差越小。
具体的，所述评估模块130根据所述多个反射率测量值的标准差，获得所述待测通道的反射率精度：
其中，表示所述平均测量值；Ri表示第i个反射率测量值。
需要说明的是，本发明一些实施例中，所述激光雷达101为多线激光雷达101，即所述激光雷达101包括：多个探测通道；所述评估模块130获得的反射率参数为所述待测通道的反射率参数。因此获得所述待测通道的反射率参数之后，所述反射接收操作模块再次确定待测通道，从所述多个探测通道中选择另一个通道作为所述待测通道，之后再次进行所述反射接收操作，所述评估模块130获得再次确定的所述待测通道的反射率参数，直至获得所有探测通道各自的反射率参数。
本发明一些实施例中，所述评估模块还适于：基于每个探测通道的反射率参数，可以计算各个探测通道反射率参数的标准差，获得所述激光雷达的反射率精度，用以评估激光雷达各个探测通道的反射率测量一致性；基于每个探测通道的反射率准度，可以计算各个探测通道反射率准度的平均值，获得所述激光雷达的反射率准度，用以评估激光雷达整机的反射率测量准度。
具体的，所述控制单元110多次调整激光雷达101的相对位姿，依次使每次所确定的待测通道沿水平方向入射至所述目标板102，每次获取多个有效反射点的反射率测量值，进而所述评估模块130计算每个探测通道的反射率参数，即所述控制单元110再次调整所述激光雷达101的俯仰角，每次调整所述激光雷达101的俯仰角以使作为待测通道的一个探测通道沿水平方向入射至所述目标板102，读取单元120每次记录多个有效反射点的反射率测量值。
继续参考图1，本发明一些实施例中，所述控制单元110还依据测量元件，调整所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d；在所述测量距离d下，反射接收操作模块进行反射接收操作以获得所述测量距离d下的多个反射率测量值；评估模块130获得所述测量距离d下，所述待测通道的反射率参数。
具体的，本发明一些实施例中，确定所述待测通道之前，所述控制单元110调整所述目标板102和所述激光雷达101之间的测量距离d。
所以，在预设探测距离下，所述反射接收操作模块对所有探测通道进行反射接收操作，所述评估模块130获得预设探测距离下所有待测通道的反射率参数之后，利用所述测量元件，所述反射接收操作模块调整所述测量距离d，所述评估模块130再次获得调整后的测量距离d下，每个探测通道的反射率参数。所述反射接收操作模块每次调整所述测量距离d，所述评估模块130均获得调整后的测量距离d下的每个探测通道的反射率参数。
需要说明的是，所述有效反射点的选择与所述测量距离d相关。所述激光雷达101与所述目标板102之间的测量距离d越近，所述目标板102相对于所述激光雷达101测距中心的圆周角越大，因此所述目标板102边缘位置的反射强度较小。为了保证检测的一致性，当所述目标板102和所述激光雷达101之间的检测距离小于预设值时，所选择的有效反射点位于所述目标板102的中心区域。
本发明一些实施例，所述反射接收操作模块还包括：区域判断单元(图中未示出)，所述区域判断单元适宜于判断所述目标板102是位于近场测量范围还是位于远场测量范围；所述区域判断单元判断所述目标板102位于近场测量范围时，任一所述有效反射点与所述目标板102边缘之间的距离大于10cm。
具体的，所述区域判断单元根据所述测量距离d或所述目标板102相对所述激光雷达101测距中心的圆心角，判断所述目标板102是位于近场测量范围还是位于远场测量范围。
本发明一些实施例中，所述目标板102可拆卸的固定于所述机械单元，而且所述目标板102的数量为多个，不同目标板102的反射率标准值并不相同。因此更换不同的目标板102，所述检测系统能够获得针对不同反射率标准值，所述激光雷达101的反射率参数。
需要说明的是，本发明一些实施例中，所述评估模块130还包括：整合单元(图中未示出)，所述整合单元适宜于获得所述激光雷达101的反射率参数，所述激光雷达101的反射率参数包括：至少一个测量距离d下，针对至少一个反射率标准值的目标板102，所述激光雷达101至少一个探测通道的反射率参数。
具体的，所述整合单元还适宜于：针对一个测量距离d和一个反射率标准值的目标板102，基于每个探测通道的反射率参数，获得所述激光雷达的反射率精度；基于每个探测通道的反射率准度，获得所述激光雷达的反射率准度。
此外，本发明还提供一种激光雷达。
所述激光雷达的反射率准度范围为-40％～40％，其中，所述激光雷达的反射率准度通过本发明的检测方法获得。
所述激光雷达的反射率准度通过本发明的检测方法获得，因此所述激光雷达的具体技术方案参考前述检测方法的实施例，本发明在此不再赘述。
另外，本发明还提供一种激光雷达。
所述激光雷达的反射率精度范围为0～40％，其中，所述激光雷达的反射率精度通过本发明的检测方法获得。
所述激光雷达的反射率精度通过本发明的检测方法获得，因此所述激光雷达的具体技术方案参考前述检测方法的实施例，本发明在此不再赘述。
综上，在预设环境条件下，使用预设反射率的目标板，在激光雷达与目标板相距预设距离的条件下，统计激光雷达垂直或水平方位角内物体探测的反射率准度和精度，从而获得激光雷达各个通道测量反射率的一致性以及与目标实际反射率的偏差，适用于任何类型的激光雷达，如机械式激光雷达、固态激光雷达等，从而可以对市售激光雷达的反射率性能进行直观比较和有效测评，以提高对激光雷达反射率性能评估的准确性。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (23)

1.一种激光雷达的检测方法，其特征在于，包括：
进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板反射的多个回波信号，以获得所述待测通道对所述目标板的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达的探测通道；
根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述反射接收操作包括：使所述待测通道至少1次扫过所述目标板；
所述待测通道每次扫过所述目标板获得至少1个反射点的反射率测量值。
3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述目标板具有预设的反射率标准值；
获得所述待测通道的反射率参数的步骤包括：
根据所述反射率标准值和所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率准度；
根据所述多个反射率测量值，获得所述待测通道的反射率精度。
4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述反射接收操作还包括：确定所述待测通道。
5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，进行所述反射接收操作的步骤中，每次针对1个所述待测通道进行所述反射接收操作。
6.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，确定所述待测通道的步骤包括：调节所述激光雷达与所述目标板的相对位姿，以使所述待测通道发出的激光束按照预设角度入射至所述目标板。
7.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述反射接收操作还包括：调整所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离；
进行反射接收操作的步骤中，在所述测量距离下，进行反射接收操作以获得所述测量距离下的多个反射率测量值；
获得所述待测通道的反射率参数的步骤中，获得所述测量距离下，所述待测通道的反射率参数。
8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，确定所述待测通道之前，调整所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离。
9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述反射接收操作还包括：调整所述目标板的反射率标准值；
进行反射接收操作的步骤中，获得所述测量距离下，针对所述反射率标准值的目标板的多个反射率测量值；
获得所述待测通道的反射率参数的步骤中，获得所述测量距离下，针对所述反射率标准值的目标板，所述待测通道的反射率参数。
10.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，确定所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离之前，调整所述目标板的反射率标准值。
11.如权利要求10所述的检测方法，其特征在于，调整所述目标板的反射率标准值的步骤包括：更换目标板，不同的目标板具有不同的反射率标准值。
12.如权利要求10所述的检测方法，其特征在于，还包括：获得所述待测通道的反射率参数的步骤之后，获得所述激光雷达的反射率参数，所述激光雷达的反射率参数包括：至少一个测量距离下，针对至少一个反射率标准值的目标板，所述激光雷达每个探测通道的反射率参数。
13.一种激光雷达的检测系统，其特征在于，包括：
检测装置，所述检测装置适宜于实施权利要求1～12中任一项所述的检测方法以获得所述激光雷达中待测通道的反射率参数。
14.一种激光雷达的检测系统，其特征在于，包括：
反射接收操作模块，所述反射接收操作模块适宜于进行反射接收操作，使待测通道的探测器接收到目标板反射的多个回波信号，以获得所述待测通道对所述目标板的多个反射率测量值，其中所述待测通道为所述激光雷达的探测通道；
评估模块，所述评估模块适宜于根据所述反射接收操作的结果，获得所述待测通道的反射率参数，其中所述待测通道的反射率参数包括：所述待测通道的反射率准度和所述待测通道的反射率精度中的至少一个。
15.如权利要求14所述的检测系统，其特征在于，所述反射接收操作模块包括：
机械单元，所述机械单元适宜于固定和调整所述激光雷达及所述目标板；
控制单元，所述控制单元适宜于控制所述激光雷达进行所述反射接收操作；
读取单元，所述读取单元适宜于读取点云数据；
所述控制单元使所述待测通道至少1次扫过所述目标板；
所述待测通道每次扫过所述目标板，所述读取单元获得至少1个反射点的反射率测量值。
16.如权利要求15所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元还适宜于确定所述待测通道。
17.如权利要求16所述的检测系统，其特征在于，每次所述反射接收操作，所述控制单元确定1个所述待测通道。
18.如权利要求16所述的检测系统，其特征在于，进行反射接收操作之前，所述控制单元基于所述激光雷达的内部参数，通过所述机械单元调节所述激光雷达与所述目标板的相对位姿，以使所述待测通道发出的激光束按照预设角度入射至所述目标板。
19.如权利要求15所述的检测系统，其特征在于，所述激光雷达和所述目标板中至少一个可移动地固定于所述机械单元上；
所述机械单元还包括：测量元件，所述测量元件适宜于获得所述目标板和所述激光雷达之间的测量距离。
20.如权利要求14所述的检测系统，其特征在于，所述目标板的数量为多个，不同的目标板具有不同的反射率标准值。
21.如权利要求14所述的检测系统，其特征在于，所述评估模块包括：
整合单元，所述整合单元适宜于获得所述激光雷达的反射率参数，所述激光雷达的反射率参数包括：至少一个测量距离下，针对至少一个反射率标准值的目标板，所述激光雷达至少一个探测通道的反射率参数。
22.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达的反射率准度范围为-40％～40％，其中，所述激光雷达的反射率准度通过权利要求1～12中任一项所述的检测方法获得。
23.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达的反射率精度范围为0～40％，其中，所述激光雷达的反射率精度通过权利要求1～12中任一项所述的检测方法获得。
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