CN219871792U - 激光雷达发射角度标定设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种激光雷达发射角度标定设备，涉及自动驾驶技术领域，具体涉及激光雷达标定技术领域。该激光雷达发射角度标定设备，包括：视觉识别箱、控制器和发射角度调节装置，激光雷达安装在发射角度调节装置上；视觉识别箱包括接光板，用于接收激光雷达发射的激光，在其上产生光斑；控制器，用于控制发射角度调节装置调节激光雷达的发射角度，直至光斑与接光板的中心锚点重合。该激光雷达发射角度标定设备通过位置反馈实现激光雷达发射角度测量，可以实现检验和标定全自动化，提高标定效率。

Description

激光雷达发射角度标定设备

技术领域

本公开涉及自动驾驶技术领域，具体涉及激光雷达标定技术领域。

背景技术

激光雷达是自动驾驶核心传感器之一，能够精准的输出目标的距离、方位信息。在高级别自动驾驶的应用中，激光雷达的探测精度一定程度上决定了感知精度。激光雷达输出的数据中有测点的距离值、水平角度、竖向角度，以此还原测量点的三维坐标值。激光雷达在生产中其角度为预设的。但是由于制造误差、时间漂移等会造成实际角度值与理论角度值存在偏差的情况。如果由方位和距离还原点云的时候还是使用理论值，就会造成点云精度下降，从而影响激光雷达的探测精度。

激光雷达发射角度标定是指对激光雷达在发射激光信号时的水平和垂直角度进行准确标定的过程。通过对发射角度进行标定，可以使得激光雷达采集到的点云数据在空间中的坐标位置更加精准，提高激光雷达在三维测量、目标检测和环境感知等应用中的性能表现。传统的方案常采用手工对准标定、检验的方式来完成，难以实现自动化批量检验，且误差难以保证。

实用新型内容

本公开实施例提出了一种激光雷达发射角度标定设备，包括：视觉识别箱、控制器和发射角度调节装置，激光雷达安装在发射角度调节装置上；视觉识别箱包括接光板，用于接收激光雷达发射的激光，在其上产生光斑；控制器，用于控制发射角度调节装置调节激光雷达的发射角度，直至光斑的光斑原点与接光板的中心锚点重合。

在一些实施例中，视觉识别箱还包括相机，用于拍摄接光板的图像，将接光板的图像发送至控制器；控制器，用于确定接光板的图像上的光斑原点与中心锚点之间的距离偏差，控制发射角度调节装置调节激光雷达的发射角度，直至距离偏差小于预设距离偏差阈值。

在一些实施例中，视觉识别箱还包括壳体，用于支撑接光板，并且，相机安装在壳体内，镜头正对接光板。

在一些实施例中，发射角度调节装置包括驱动器和旋转模块；驱动器，用于驱动旋转模块旋转；旋转模块，用于带动激光雷达旋转。

在一些实施例中，旋转模块包括第一旋转模块和第二旋转模块；第一旋转模块，用于带动激光雷达在水平方向旋转；第二旋转模块，用于带动激光雷达在俯仰方向旋转。

在一些实施例中，发射角度调节装置还包括支架，与旋转模块机械连接，并且，激光雷达安装在支架上。

在一些实施例中，支架包括第一支架和第二支架；第一支架，与第二旋转模块机械连接，并且，激光雷达安装在第一支架上；第二支架，与第一旋转模块和第二旋转模块机械连接。

在一些实施例中，发射角度调节装置还包括支撑装置，用于支撑发射调节装置的部件，调平激光雷达的安装平面。

在一些实施例中，发射角度调节装置还包括陀螺仪模块，陀螺仪模块安装在第一支架上；陀螺仪模块，用于测量激光雷达的安装平面与水平面之间的夹角偏差，并发送至控制器；控制器，用于控制驱动器驱动支撑装置伸缩，直至夹角偏差小于预设夹角偏差阈值。

在一些实施例中，支撑装置包括第一支腿、第二支腿和第三支腿，第一支腿上安装有第一伸缩模块，用于调整第一支腿的长度；第二支腿上安装有第二伸缩模块，用于调整第二支腿的长度。

本公开实施例提出了激光雷达发射角度标定设备，通过位置反馈实现激光雷达发射角度测量，可以实现检验和标定全自动化，提高标定效率。并且，测试简单，校准精度高，不依赖场地精度，灵活性较高。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是根据本公开的激光雷达发射角度标定设备的一个实施例的结构示意图；

图2是中心锚点的示意图；

图3是光斑原点与中心锚点重合的示意图；

图4是根据本公开的激光雷达发射角度标定设备的又一个实施例的电路结构示意图；

图5是根据本公开的激光雷达发射角度标定设备的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1示出了根据本公开的激光雷达发射角度标定设备的一个实施例的结构示意图。

如图1所示，激光雷达发射角度标定设备可以包括视觉识别箱100、控制器200和发射角度调节装置300。

激光雷达400可以安装在发射角度调节装置300上，实现激光雷达400的固定，从而保证在角度标定过程中设备的稳定性和准确度。

视觉识别箱100可以包括接光板110。接光板110可以用于接收激光雷达400发射的激光，在其上产生光斑。其中，接光板110上具有一个中心锚点，在接光板的中心位置。如图2所示，其示出了中心锚点的示意图。接光板110为长方形，中心锚点在长方形的中心位置。

控制器200可以用于控制发射角度调节装置300调节激光雷达400的发射角度，直至光斑的光斑原点与接光板的中心锚点重合。如图3所示，其示出了光斑原点与中心锚点重合的示意图。

通常，控制器200与视觉识别箱100通信连接，用于获取接光板110上的光斑信息和中心锚点信息。进而，控制器200可以计算光斑原点与中心锚点之间的距离偏差，控制发射角度调节装置300调节激光雷达400的发射角度，缩小距离偏差，直至距离偏差为0，即光斑原点与中心锚点重合。

其中，控制器200可以包括但不限于以FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)、CPLD(Complex Programmable logic device，复杂可编程逻辑器件)、ARM(Advanced RISC Machines，精简指令集机器)、MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、x86等多种架构为核心的控制器。

发射角度调节装置300与控制器200通信连接，可以在控制器200的控制下，调节激光雷达400的发射角度。

通常，发射角度调节装置300在控制器200的控制下，每进行一次激光雷达400的发射角度的调节，就计算一次光斑原点与中心锚点之间的距离偏差，并控制发射角度调节装置300再次进行激光雷达400的发射角度的调节，继续缩小距离偏差。经过多次调节，直至距离偏差为0。

本公开实施例提出了激光雷达发射角度标定设备，通过位置反馈实现激光雷达发射角度测量，可以实现检验和标定全自动化，提高标定效率。并且，测试简单，校准精度高，不依赖场地精度，灵活性较高。

继续参考图2，其示出了根据本公开的激光雷达发射角度标定设备的又一个实施例的结构示意图。

如图2所示，激光雷达发射角度标定设备可以包括视觉识别箱100、控制器200和发射角度调节装置300。

激光雷达400可以安装在发射角度调节装置300上，实现激光雷达400的固定，从而保证在角度标定过程中设备的稳定性和准确度。

视觉识别箱100可以包括接光板110、相机120和壳体130。

接光板110可以用于接收激光雷达400发射的激光，在其上产生光斑。其中，接光板110上具有一个中心锚点，在接光板的中心位置。

相机120可以用于拍摄接光板110的图像，并将接光板110的图像发送至控制器200。

壳体130可以用于支撑接光板110。并且，相机120可以安装在壳体130内，镜头正对接光板110，以便于拍摄接光板110的图像。

控制器200可以用于确定接光板110的图像上的光斑原点与中心锚点之间的距离偏差，控制发射角度调节装置300调节激光雷达400的发射角度，直至距离偏差小于预设距离偏差阈值。其中，预设距离偏差阈值通常为0，即光斑原点与中心锚点重合。

其中，控制器200可以包括但不限于以FPGA、CPLD、ARM、MCU、x86等多种架构为核心的控制器。

控制器200与视觉识别箱100的相机120通信连接，相机120采集接光板110的图像，能够发送至控制器200，从而便于控制器200确定光斑原点与中心锚点之间的距离偏差。

发射角度调节装置300与控制器200通信连接，可以在控制器200的控制下，调节激光雷达400的发射角度。

在一些实施例中，发射角度调节装置300可以包括驱动器和旋转模块。驱动器与旋转模块通信连接。驱动器可以用于驱动旋转模块旋转。旋转模块中配置有电机，驱动器驱动电机，实现旋转模块的旋转。旋转模块可以用于带动激光雷达400旋转，使得激光雷达400实现激光光束上下左右扫描。

在一些实施例中，发射角度调节装置300还包括支架。支架与旋转模块机械连接。并且，激光雷达400可以安装在支架上，实现激光雷达400的固定，从而保证在角度标定过程中设备的稳定性和准确度。

在一些实施例中，发射角度调节装置300还可以包括支撑装置。支撑装置可以用于支撑发射调节装置的部件，调平激光雷达400的安装平面。通常，支撑装置具有多个支腿，多个支腿起到支撑作用。其中，部分支腿上安装有伸缩模块，达到调节支腿长度，调平激光雷达400的安装平面的效果。

本公开实施例提出了激光雷达发射角度标定设备，通过位置反馈实现激光雷达发射角度测量，可以实现检验和标定全自动化，提高标定效率。并且，测试简单，校准精度高，不依赖场地精度，灵活性较高。

进一步参考图3，图3是根据本公开的激光雷达发射角度标定设备的另一个实施例的结构示意图；

如图3所示，激光雷达发射角度标定设备可以包括视觉识别箱100、控制器200和发射角度调节装置300。

激光雷达400可以安装在发射角度调节装置300上，实现激光雷达400的固定，从而保证在角度标定过程中设备的稳定性和准确度。

视觉识别箱100可以包括接光板110、相机120和壳体130。

接光板110可以用于接收激光雷达400发射的激光，在其上产生光斑。其中，接光板110上具有一个中心锚点，在接光板的中心位置。

相机120可以用于拍摄接光板110的图像，并将接光板110的图像发送至控制器200。

壳体130可以用于支撑接光板110。并且，相机120可以安装在壳体130内，镜头正对接光板110，以便于拍摄接光板110的图像。

控制器200可以用于确定接光板110的图像上的光斑原点与中心锚点之间的距离偏差，控制发射角度调节装置300调节激光雷达400的发射角度，直至距离偏差小于预设距离偏差阈值。其中，预设距离偏差阈值通常为0，即光斑原点与中心锚点重合。

其中，控制器200可以包括但不限于以FPGA、CPLD、ARM、MCU、x86等多种架构为核心的控制器。

控制器200与视觉识别箱100的相机120通信连接，相机120采集接光板110的图像，能够发送至控制器200，从而便于控制器200确定光斑原点与中心锚点之间的距离偏差。

发射角度调节装置300与控制器200通信连接，可以在控制器200的控制下，调节激光雷达400的发射角度。具体地，发射角度调节装置300可以包括驱动器310、第一旋转模块320、第二旋转模块330、第一支架340、第二支架350、支撑装置360和陀螺仪模块370。

驱动器310可以用于驱动第一旋转模块320和第二旋转模块330旋转。第一旋转模块320和第二旋转模块330中配置有电机，驱动器310驱动电机，实现第一旋转模块320和第二旋转模块330的旋转。

第一旋转模块320可以用于带动激光雷达400在水平方向旋转，使得激光雷达400实现激光光束左右扫描。

第二旋转模块330可以用于带动激光雷达400在俯仰方向旋转，使得激光雷达400实现激光光束上下扫描。

第一支架340可以与第二旋转模块330机械连接，并且，激光雷达400安装在第一支架340上，实现激光雷达400的固定，从而保证在角度标定过程中设备的稳定性和准确度。

第二支架350可以与第一旋转模块320和第二旋转模块330机械连接。

陀螺仪模块370可以与激光雷达400一起安装在第一支架340上，用于测量激光雷达400的安装平面与水平面之间的夹角偏差，并发送至控制器200。控制器200可以用于控制驱动器310驱动支撑装置360伸缩，直至夹角偏差小于预设夹角偏差阈值。其中，预设夹角阈值通常为0，即，激光雷达400的安装平面水平。

支撑装置360可以用于支撑发射调节装置300的部件，调平激光雷达400的安装平面。支撑装置360可以包括第一支腿361、第二支腿362和第三支腿363。第一支腿361上可以安装有第一伸缩模块，用于调整第一支腿361的长度。第二支腿上362可以安装有第二伸缩模块，用于调整第二支腿362的长度。

驱动器310还可以用于驱动第一伸缩模块和第二伸缩模块伸缩。第一伸缩模块和第二伸缩模块伸缩中配置有电机，驱动器310驱动电机，实现第一伸缩模块和第二伸缩模块伸缩的伸缩。

本公开实施例提出了激光雷达发射角度标定设备，通过角度反馈实现装置自动调平。通过位置反馈实现激光雷达发射角度测量，可以实现检验和标定全自动化，提高标定效率。并且，测试简单，校准精度高，不依赖场地精度，灵活性较高。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达发射角度标定设备，其特征在于：视觉识别箱、控制器和发射角度调节装置，激光雷达安装在所述发射角度调节装置上；

所述视觉识别箱包括接光板，用于接收所述激光雷达发射的激光，在其上产生光斑；

所述控制器，用于控制所述发射角度调节装置调节所述激光雷达的发射角度，直至所述光斑的光斑原点与所述接光板的中心锚点重合。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述视觉识别箱还包括相机，用于拍摄所述接光板的图像，将所述接光板的图像发送至所述控制器；

所述控制器，用于确定所述接光板的图像上的光斑原点与中心锚点之间的距离偏差，控制所述发射角度调节装置调节所述激光雷达的发射角度，直至所述距离偏差小于预设距离偏差阈值。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，

所述视觉识别箱还包括壳体，用于支撑所述接光板，并且，所述相机安装在所述壳体内，镜头正对所述接光板。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述发射角度调节装置包括驱动器和旋转模块；

所述驱动器，用于驱动所述旋转模块旋转；

所述旋转模块，用于带动所述激光雷达旋转。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述旋转模块包括第一旋转模块和第二旋转模块；

所述第一旋转模块，用于带动所述激光雷达在水平方向旋转；

所述第二旋转模块，用于带动所述激光雷达在俯仰方向旋转。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，

所述发射角度调节装置还包括支架，与所述旋转模块机械连接，并且，所述激光雷达安装在所述支架上。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述支架包括第一支架和第二支架；

所述第一支架，与所述第二旋转模块机械连接，并且，所述激光雷达安装在所述第一支架上；

所述第二支架，与所述第一旋转模块和所述第二旋转模块机械连接。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，

所述发射角度调节装置还包括支撑装置，用于支撑所述发射角度调节装置的部件，调平所述激光雷达的安装平面。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述发射角度调节装置还包括陀螺仪模块，所述陀螺仪模块安装在所述第一支架上；

所述陀螺仪模块，用于测量所述激光雷达的安装平面与水平面之间的夹角偏差，并发送至所述控制器；

所述控制器，用于控制所述驱动器驱动所述支撑装置伸缩，直至所述夹角偏差小于预设夹角偏差阈值。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述支撑装置包括第一支腿、第二支腿和第三支腿，

所述第一支腿上安装有第一伸缩模块，用于调整所述第一支腿的长度；

所述第二支腿上安装有第二伸缩模块，用于调整所述第二支腿的长度。