[发明专利]一种车载激光雷达测程计量测试系统及方法

说明书

本发明涉及一种车载激光雷达测程计量测试系统及方法，其中，系统包括实验台，实验台上设置有激光雷达和基准激光测距仪，实验台上还同轴放置有望远镜接收子系统、第一光阑、第二光阑和光纤耦合器，光纤耦合器还经光纤与准直子系统相连接，配套计量测试方法通过基准激光测距仪所测值作为基准，将激光雷达测量值与基准值比较后，从而得出激光雷达的测程精度。与现有技术相比，本发明具有简单、科学准确、易操作，极大地方便了对待检测激光雷达的测程计量，同时实现了对不同大小型号待检测激光雷达的测程计量等优点。

技术领域

本发明涉及无人驾驶汽车传感器技术领域，尤其是涉及一种车载激光雷达测程计量测试系统及方法。

背景技术

车载激光雷达(LiDAR)是高级辅助驾驶、自动驾驶进行环境三维重建、障碍物探测、汽车定位的重要传感器，已经被无人驾驶汽车公司所大量使用。其原理是通过测量激光信号的时间差、相位差确定距离，通过水平旋转扫描或相控扫描测角度，并根据这两个数据建立二维的极坐标系，再通过获取不同俯仰角度的信号获得第三维的高度信息，目前车载激光雷达探测距离已经达到150米左右，精度已经小于2厘米，其测距精度对自动驾驶的定位及避障及其重要，如何对激光雷达的测距精度进行精确标定计量已经成为业界亟待解决的问题。

对激光雷达测距的计量，目前主要有二种方式。第一种方式是开阔场实际测试，即用高精度的基准激光测距仪先对设置目标测试，然后再用激光雷达对同一目标进行测试，两者测试结果进行比对，从而计量出雷达的测距精度。该方法的缺陷是需要大的测试空间，环境制约严重。第二种方法是用激光回波模拟器测试，如图1所示，其测量原理为采用一个激光延迟发生器，当其接收到激光雷达的信号后，经过一定的延时，模拟器再发出激光，激光雷达接收到模拟器发射的激光后，其测试距离与延迟时间与光速的乘积相比较，进而计量出雷达的测距精度。该方法的缺点是回拨模拟器接收激光和发射激光均有一定的响应时间，理论上的精度大于10厘米，无法对雷达精确计量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车载激光雷达测程计量测试系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种车载激光雷达测程计量测试系统，该系统包括实验台，所述实验台上设置有激光雷达和基准激光测距仪，所述实验台上还同轴放置有望远镜接收子系统、第一光阑、第二光阑和光纤耦合器，所述光纤耦合器还经光纤与准直子系统相连接。

进一步地，所述的基准激光测距仪采用精度小于3mm的基准激光测距仪。

进一步地，所述的光纤采用多模渐变光纤。

进一步地，所述的第一光阑和第二光阑均采用孔径光阑。

进一步地，所述的准直子系统采用光学准直仪或激光准直仪。

本发明还提供一种采用所述的车载激光雷达测程计量测试系统的测程计量方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将所述基准激光测距仪放置于所述实验台上并开启，使其发出的测距激光与所述望远镜接收子系统、第一光阑、第二光阑和光纤耦合器同轴，该测距激光经所述望远镜接收子系统采集，经所述第一光阑和第二光阑校直，通过所述光纤耦合器，进入所述光纤，经所述准直子系统射出并被所述基准激光测距仪接收，记录得到所述基准激光测距仪的测试值；

步骤2：关闭并移开所述基准激光测距仪，将所述激光雷达放置于所述实验台上原先所述基准激光测距仪的所在位置，使得其发射端面与所述基准激光测距仪的发射端面在同一位置处后开启进行测试，使得所述激光雷达的测距激光与所述望远镜接收子系统、第一光阑、第二光阑和光纤耦合器同轴，并最终得到所述激光雷达的测试值；

步骤3：计算所述基准激光测距仪和所述激光雷达各自的测试值之差，并加上基准激光测距仪的精度3mm，即为车载激光雷达测试距离精度。