[发明专利]激光雷达标定装置及标定方法

权利要求书

1.激光雷达标定装置，其特征在于，包括：

多个反射单元，均用于接收激光雷达发射的激光光束，并将所述激光光束反射至所述激光雷达，以使得所述激光雷达对激光光束进行测量得到测量参数，各个所述反射单元与激光雷达之间的距离连续变化；

多个调节机构，与各个反射单元一一对应，用于调节各个反射单元与所述激光光束的夹角；

控制单元，所述控制单元与激光雷达通讯连接用于接收激光雷达发送的测量参数；

支撑座，用于安装各个调节机构，所述支撑座面向激光雷达的侧壁沿垂直于所述侧壁方向上的投影为渐开线曲线；

所述反射单元为反射板，各个所述调节机构均包括：

安装板，垂直设置在所述支撑座上且位于激光雷达的一个预设测量点处，用于安装所述反射板；

调节螺栓，贯穿所述安装板顶靠在所述反射板上，用于调节所述反射板与所述安装板之间的夹角；各个所述反射板以垂直通过圆心的轴线为旋转轴等间隔布置，相邻两个所述反射板之间的夹角与激光雷达的预设旋转角度分辨率相同；

所述反射板通过摆转轴与所述安装板铰接，所述摆转轴平行于所述预设测量点在所述渐开线曲线上的切线方向，且所述摆转轴与所述激光光束共面；

各个所述反射板沿所述摆转轴方向的长度的计算公式为：

l＝2*(tanθ/2)*(r+r*ψ)

其中，l是一个预设测量点处的所述反射板的长度，r是渐开线曲线的基圆的半径；ψ为该预设测量点对应的预设测量角度，θ是激光雷达的预设旋转角度分辨率。

2.如权利要求1所述的激光雷达标定装置的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

将激光雷达设置在目标位置，设置多个反射单元，每个反射单元对应激光雷达的一个预设测量角度，各个反射单元与激光雷达之间的距离连续变化；

调节并设置各个反射单元与激光雷达发射的激光光束之间的夹角；

控制激光雷达按预设测量角度发射激光光束，以使得每条激光光束投射在对应的反射单元上；

获取激光雷达与各个反射单元的实际距离；

获取激光雷达与各个反射单元的测量距离及测量信号强度；

确定所述测量距离与所述实际距离的误差，并根据所述误差、所述信号强度以及所述实际距离确定激光雷达的标定数据。

3.如权利要求2所述的激光雷达标定装置的标定方法，其特征在于，将各个反射单元通过调节机构垂直安装在支撑座上，其中，所述支撑座面向激光雷达的侧壁沿垂直于所述侧壁方向上的投影为渐开线曲线；

将激光雷达设于所述渐开线曲线的基圆的圆心位置；

所述各个反射单元与激光雷达之间的距离连续变化，变化关系为：

d＝r+r*ψ

其中，r是渐开线曲线的基圆的半径；ψ为预设测量点处的预设测量角度；d为激光雷达与各个反射单元在预设测量点之间的实际距离。

4.如权利要求3所述的激光雷达标定装置的标定方法，其特征在于，所述调节机构与各个反射单元一一对应，调节并设置各个反射单元与所述激光光束之间的夹角，包括：

控制所述反射单元绕所述调节机构摆转，调节并设置各个反射单元与对应的调节机构的夹角至目标夹角；其中，所述反射单元的摆转轴线与所述激光光束共面。

5.如权利要求4所述的激光雷达标定装置的标定方法，其特征在于，确定所述测量距离与所述实际距离的误差，根据所述误差、所述信号强度以及所述实际距离确定激光雷达的标定数据，包括：

获取激光雷达在所述预设测量角度时的实际测量时间t，实际测量时间t为激光雷达从发射激光光束到接收到反射激光光束的时间；

获取激光雷达在所述预设测量角度时的接收的反射激光光束的信号强度tl；

计算获得激光雷达在所述预设测量角度时的理论测量时间t'＝d*2/v，其中，v为光速；

计算获得在所述预设测量角度处，所述实际测量时间t与所述理论测量时间t'之间的误差Wc＝t-d*2/v；

通过最小二乘法拟合所述误差W_C与反射激光光束的信号强度tl和所述实际距离d的关系方程W_C＝f(tl,d)，其中，反射激光光束的信号强度tl跟随所述反射板与所述激光光束之间夹角变化而变化；

获取在所述预设测量角度处，激光雷达与所述反射板上测量点之间的实际距离d、反射激光光束的信号强度tl以及实际测量时间t的关系方程f(tl,d)＝t-d*2/v。