CN220709346U - 单线激光雷达扫描平面检验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单线激光雷达扫描平面检验装置，属于检验设备技术领域，包括：支撑平台，其具有支撑面；雷达定位座，其固定在支撑面上；反射镜组，其包括多个反射镜；标靶，其设置在反射镜组的反射光路上，用于接收各反射镜的反射光；红外相机，其设置在标靶的一侧，用于朝向标靶采集图像，并发送至处理模块；处理模块，其与红外相机连接，用于接收红外相机发送的图像并进行处理分析。本实用新型的单线激光雷达扫描平面检验装置，通过处理模块根据光点位置相对理论靶心位置的偏移量获取偏移量所反映的激光雷达俯仰角和滚转角信息，装置的空间利用率提高。

Description

单线激光雷达扫描平面检验装置

技术领域

本实用新型涉及一种检验装置，特别涉及一种单线激光雷达扫描平面检验装置。

背景技术

激光雷达作为一种新型的距离测量手段，具有测量速度快、获取的数据精度高、实时性强等优点，激光雷达按照线束数量可分为单线激光雷达和多线激光雷达，单线激光雷达是目前成本最低的激光雷达，因此单线激光雷达应用性也较好，被广泛用于移动机器人自主导航的领域。这种单线激光的工作原理是发射一束激光，经过光学镜片的汇聚和反射，照射在目标处，经过目标反射的光也同样通过光学镜片的反射和汇聚，到达探测器中的光电感应的位置，经过光电转换，计算发射出去的发射光和接收目标反射回来的光之间的时间差，根据时间差计算目标的距离，再结合各种扫描机构以及测量出来的角度数据，就可以得到激光雷达所探测的目标的轮廓和形状数据。

在实际应用过程中，激光雷达安装在移动机器人上时，需要对激光的扫描平面进行标定和调整，以保证激光扫描的平面是满足使用要求的。如当激光发生较大倾斜时，激光在前方一段距离就扫到了地面，那么对于远处的物体就无法进行识别和避障，从而使移动机器人发生故障，因此激光雷达在交付使用前需对扫描平面的状态进行检验，以保证在安装到移动机器人上时能够较好的适应标定和调整。

针对单线激光雷达扫描平面的检验，有两个维度的检验标准，分别定义为俯仰角和滚转角。所述的俯仰角表示雷达扫描平面在正前方的高低水平，比理论平面低时定义为俯角，比理论平面高时定义为仰角；所述的滚转角表示激光雷达扫描平面左右方向的倾斜程度。

在实际生产过程中，单线激光雷达为保证良好的装机适配性，减少安装到移动机器人上时的调整工作量，制程中都需要对扫描平面状态进行控制，因此在出厂交付前需要对扫描平面的实际状态进行检验和记录。现有常见的检验方法为通过红外摄像头和高反刻度尺配合使用，通过人眼视觉读数对扫描平面的俯仰角和滚转角情况进行检验，此方法为提高检验精度需要将刻度尺放置在较远的位置进行检验，需使用较大的检验场地，且俯仰角和滚转角无法同时进行检验，效率较低，因此需要一种改进的方法和装置来完成对单线激光雷达扫描平面的检验。

发明内容

本实用新型针对现有的单线激光雷达扫描平面检验装置通过红外摄像头和高反刻度尺配合使用，存在需使用较大的检验场地，且俯仰角和滚转角无法同时进行检验，效率较低的技术问题，提出了一种单线激光雷达扫描平面检验装置，可以解决上述问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种单线激光雷达扫描平面检验装置，包括：

支撑平台，其具有支撑面；

雷达定位座，其固定在所述支撑面上，用于支撑待检单线激光雷达；

反射镜组，其包括多个反射镜，该多个反射镜环所述雷达定位座设置，且该多个反射镜的反射平面与待检单线激光雷达的扫描平面相交；

标靶，其设置在所述反射镜组的反射光路上，用于接收各反射镜的反射光；

红外相机，其设置在所述标靶的一侧，用于朝向所述标靶采集图像，并发送至处理模块；

处理模块，其与所述红外相机连接，用于接收所述红外相机发送的图像并进行处理分析。

在有的实施例中，待检单线激光雷达固定在所述雷达定位座的中心，所述标靶平行于所述支撑面设置。

在有的实施例中，标靶上设置有与所述雷达定位座的中心同轴心的定位靶心。

在有的实施例中，所述反射镜与所述支撑面呈45度夹角。

在有的实施例中，所述标靶为磨砂塑料板。

在有的实施例中，所述支撑面沿水平面设置，所述标靶通过标靶支架固定在所述雷达定位座的正上方。

在有的实施例中，所述标靶支架与所述支撑平台固定。

在有的实施例中，所述红外相机通过相机支架固定在所述标靶的正上方。

在有的实施例中，所述相机支架与所述标靶支架固定。

在有的实施例中，多个所述反射镜环所述雷达定位座均匀布设。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型的单线激光雷达扫描平面检验装置，通过反射镜组将待测雷达发出的光反射至所述标靶上，红外相机能够对标靶上的光点进行高精度位移测量，并发送至处理模块，由处理模块根据光点位置相对理论靶心位置的偏移量获取偏移量所反映的激光雷达俯仰角和滚转角信息。通过设置反射镜和靶标，使装置的空间利用率提高，使用约1平方米的场地面积就可以完成原本需要4-5平方米的检验场地需求。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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 是本实用新型提出的单线激光雷达扫描平面检验装置的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提出的单线激光雷达扫描平面检验装置的检验原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例提出了一种单线激光雷达扫描平面检验装置，如图1所示，包括支撑平台11、雷达定位座12、反射镜组13、标靶14、红外相机15以及处理模块16，其中，支撑平台11具有支撑面，雷达定位座12固定在支撑平台11的支撑面上，雷达定位座12用于支撑待检单线激光雷达20。

反射镜组13包括多个反射镜131，该多个反射镜131环雷达定位座12设置，且该多个反射镜131的反射平面与待检单线激光雷达20的扫描平面相交，也即，待检单线激光雷达20发射的激光射到反射镜131上，再由反射镜131进行反射。

标靶14设置在反射镜组13的反射光路上，用于接收各反射镜131的反射光。反射镜组13反射光投射到标靶14上，形成若干个光点。

红外相机15设置在标靶14的一侧，用于朝向标靶14采集图像，并将采集的图像发送至处理模块16。

处理模块16与红外相机15连接，用于接收红外相机15发送的图像并进行处理分析。

当单线激光雷达扫描平面为理想的标准面时，激光雷达发射的激光被反射镜组反射之后在标靶14上形成的光点为标准光点，当单线激光雷达扫描平面发生俯仰和/或滚转时，激光雷达发射的激光被反射镜组13反射之后在标靶14上形成的光点与标准光点相比存在偏移，如图2所示，实线为单线激光雷达扫描平面为理想的标准面时的反射光，虚线为单线激光雷达扫描平面发生偏移时的反射光，处理模块16通过对光点的偏移情况进行计算，进而可以计算出被测激光雷达的俯仰角和滚转角数据。计算所需的距离L1、L2为已知或者能够提前测得。

为了方便对光点进行定位以及进行偏移计算，优选在标靶14上设置有与雷达定位座12的中心同轴心的定位靶心。以坐标中心经过定位靶心建立坐标系对光点进行定位，光点相对于定位靶心的偏移更加容易获取。

为了进一步方便对光点进行定位，在有的实施例中，多个反射镜131环雷达定位座12均匀布设。当单线激光雷达扫描平面为理想的标准面时在标靶14形成的光点为标准光点，且标准光点围绕定位靶心均匀布设，且各光点与标靶14的中心距离相等。

为了减小待检单线激光雷达20安装在雷达定位座12的装配误差所导致的检测误差，在有的实施例中，待检单线激光雷达20固定在雷达定位座12的中心，标靶平行于支撑面设置，结合雷达定位座12的中心与定位靶心同轴心设置。当单线激光雷达扫描平面为理想的标准面时，保证所形成的标准光点能够围绕定位靶心均匀布设，且各光点与标靶14的中心距离相等。

为了充分利用标靶14的平面空间，使得在有限的平面上能够满足待检单线激光雷达20出现较大的偏差时，射出的激光经过反射镜131反射后仍然能反射到标靶14上形成光点，在有的实施例中，反射镜131与支撑面呈45度夹角。这是由于当单线激光雷达扫描平面为理想的标准面时，结合待检单线激光雷达20的装配位置，其扫描平面平行于水平面，因此，激光经过与支撑面呈45度夹角的反射镜131反射后，反射光线垂直于支撑面，该种布设方式具有最大的容偏能力。

为了方便搭建本单线激光雷达扫描平面检验装置，最大化的减小对周围空间的占用，在有的实施例中，支撑平台11的支撑面沿水平面设置，标靶14通过标靶支架17固定在雷达定位座12的正上方。该种设置方式在地面的投影面积最小，进而占地面积最小。

支撑平台11通过提供一个基准的水平面，使雷达定位座12和反射镜组13能够处于良好的水平状态。

在有的实施例中，反射镜组13和红外相机15分别位于标靶14的两侧，为了红外相机15在入射激光的另外一侧能够清楚的拍摄到光点，标靶14采用能够透光的磨砂塑料板实现，磨砂塑料板能够对入射的激光进行散射，将激光照射的光点形成光斑，便于红外相机15拍摄识别到。

为了方便本单线激光雷达扫描平面检验装置装配安装，在有的实施例中，标靶支架17与支撑平台11固定，标靶14设置在标靶支架17上。在首次装配使用时即将标靶14与位于支撑平台11上的雷达定位座12相对准，可避免每次使用都要进行安装对准带来的误差和不便。

红外相机15通过相机支架18固定在标靶14的正上方，在有的实施例中，相机支架18与标靶支架17固定，如此设置，实现了支撑平台11、标靶支架17以及相机支架18三者的固定，在首次装配使用时即将红外相机15与标靶14的对准，以及标靶14与雷达定位座12的对准，可进一步减小误差以及提高使用的便利性。

本实施例的单线激光雷达扫描平面检验装置，通过反射镜组将待测雷达发出的光反射至所述标靶上，红外相机能够对标靶上的光点进行高精度位移测量，并发送至处理模块，由处理模块根据光点位置相对理论靶心位置的偏移量获取偏移量所反映的激光雷达俯仰角和滚转角信息。通过设置反射镜和靶标，使装置的空间利用率提高，使用约1平方米的场地面积就可以完成原本需要4-5平方米的检验场地需求。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，包括：

支撑平台，其具有支撑面；

雷达定位座，其固定在所述支撑面上，用于支撑待检单线激光雷达；

反射镜组，其包括多个反射镜，该多个反射镜环所述雷达定位座设置，且该多个反射镜的反射平面与待检单线激光雷达的扫描平面相交；

标靶，其设置在所述反射镜组的反射光路上，用于接收各反射镜的反射光；

红外相机，其设置在所述标靶的一侧，用于朝向所述标靶采集图像，并发送至处理模块；

处理模块，其与所述红外相机连接，用于接收所述红外相机发送的图像并进行处理分析。

2.根据权利要求1所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，待检单线激光雷达固定在所述雷达定位座的中心，所述标靶平行于所述支撑面设置。

3.根据权利要求2所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，标靶上设置有与所述雷达定位座的中心同轴心的定位靶心。

4.根据权利要求1所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，所述反射镜与所述支撑面呈45度夹角。

5.根据权利要求1-4任一项所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，所述标靶为磨砂塑料板。

6.根据权利要求1-4任一项所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，所述支撑面沿水平面设置，所述标靶通过标靶支架固定在所述雷达定位座的正上方。

7.根据权利要求6所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，所述标靶支架与所述支撑平台固定。

8.根据权利要求6所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，所述红外相机通过相机支架固定在所述标靶的正上方。

9.根据权利要求8所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，所述相机支架与所述标靶支架固定。

10.根据权利要求1-4任一项所述的单线激光雷达扫描平面检验装置，其特征在于，多个所述反射镜环所述雷达定位座均匀布设。