[发明专利]基于望远镜的三维光学扫描仪校准

权利要求书

1.一种用于校准三维光学扫描系统的倾斜传感器的方法，该方法包括：

-将所述扫描系统定位在对映校准架内的倾斜台上，其中所述对映校准架包括安装在所述对映校准架上的两个或更多个望远镜，其中所述两个或更多个望远镜用于测量所述三维光学扫描系统的倾斜；

-对所述三维光学扫描系统执行角度校准；

-求解所述三维光学扫描系统的倾斜系数；

-执行一组步骤，该一组步骤包括：

-将所述倾斜台移动到下一倾斜位置；

-获得所述倾斜传感器的实际输出；

-测量所述两个或更多个望远镜的位置；以及

-使用所测量的所述两个或更多个望远镜的位置来计算所述倾斜传感器的期望输出；

-针对所述三维光学扫描系统的总共三个或更多个倾斜位置重复所述一组步骤；以及

-使用以上测量结果来计算估计的倾斜传感器模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述三维光学系统包括LIDAR扫描仪。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，安装在所述对映校准架上的所述两个或更多个望远镜包括位于该一个或更多个望远镜内的靶物。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，安装在所述对映校准架上的所述两个或更多个望远镜包括自动准直仪。

5.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其中，求解所述倾斜系数包括圆测量和最小二乘法计算。

6.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其中，求解所述倾斜系数包括双面测量。

7.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述一组步骤还包括：在将所述倾斜台移动到下一倾斜位置之前，计算下一近似倾斜位置。

8.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其中，计算估计的倾斜传感器模型包括计算换算因数和交叉项。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述换算因数包括所述倾斜传感器的输出与实际倾斜之间的差。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，交叉项包括所述传感器沿垂直于预想倾斜轴的轴的倾斜。

11.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，该方法还包括：使用所述测量结果来计算误差图。

12.一种根据上述权利要求中任意一项所述的方法校准的三维光学扫描系统。

13.一种用于确定三维光学扫描系统的测程范围的方法，该方法包括：

-从所述三维光学扫描系统向测程校准架发射光束；

-在所述测程校准架处分离所述光束，其中：

所述光束的第一部分进入循环光纤回路以返回到分束器；并且

所述光束的第二部分进入透射透镜；

-将所述光束的所述第二部分从所述透射透镜传输回到所述扫描系统；

-在所述扫描系统处测量脉冲之间的时间；以及

-根据脉冲之间的时间来计算所述测程范围。

14.根据权利要求13所述的方法，该方法还包括：

-将所述光束从所述三维扫描系统引导到接收望远镜；和

-将来自所述三维扫描系统的所述光束聚焦到接收光纤上。

15.根据权利要求13或14所述的方法，该方法还包括：

-将计算的测程数据与所述循环光纤的已知长度进行比较；和

-利用所计算的长度和所述已知长度之间的差来校准所述扫描系统的所述测程范围。

16.根据权利要求13、14或15所述的方法，其中，用开放空中网络来替代所述循环光纤回路。

17.一种根据权利要求13至16中任意一项所述的方法校准的三维光学扫描系统。