一种激光雷达自动测试装置与方法与流程

本发明属于激光雷达技术领域，更具体地，涉及一种激光雷达自动测试装置与方法。

背景技术：

激光雷达是通过发射脉冲激光信号对目标进行精确探测的设备，可快速获取周围环境的三维信息，并完成重建，在很多领域有着广泛的应用。激光雷达属于复杂的精密光电探测设备，对生产过程中的光电调试、模块标定等环境要求严格，不能出现生产工艺参数的波动，要保证指标的稳定性。尤其是测试距离、重复精度、测试标准差、测量盲区、扫描角度等参数，更是激光雷达设备的关键指标，属于产品出厂必测的参数指标，需要记录在激光雷达设备的出货报告里面，因此每台设备都需要进行详细的指标测试。目前，业界对上述相关指标的测试大都基于手动测试的方式，即通过人工完全介入，改变测试装置、更改测试参数，并手动记录各个测试结果，最后输出测试指标记录。上述测试方法的效率较低，在激光雷达批量生产过程中，会占据较大的人工和时间成本，且由于人工介入，存在误测试或漏测试的可能，有一定的产品质量风险。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种激光雷达自动测试装置与方法，其目的在于自动完成激光雷达相关指标的测试，并将测试得到的结果输出，完成激光雷达产品出货的指标自动测试，由此解决人工测试效率低、成本高、误差大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种激光雷达自动测试装置，包括激光测距仪，以及设置在距所述激光测距仪不同测试距离处的多个标准测试板；

所述标准测试板包括一个透过区域和反射率不同的至少两个反射区域，且每个标准测试板安装在对应的旋转电机上，所述旋转电机用于带动所述标准测试板旋转，使不同区域对准所述激光测距仪发出的探测光信号；

在每个测试距离处进行指标测试时，位于对应标准测试板的直线光路上的各标准测试板均旋转至透过区域对准探测光信号，对应标准测试板分别旋转至不同反射区域对准探测光信号，得到该测试距离处不同反射率对应的性能指标。

优选地，当所述激光测距仪为单点激光测距仪时，所述单点激光测距仪的同一侧设置m个标准测试板，对应m个测试距离，且所述m个标准测试板与所述单点激光测距仪位于同一直线上。

优选地，当所述激光测距仪为二维激光扫描仪时，以所述二维激光扫描仪为圆心形成半径不同的m个圆弧，对应m个测试距离；

每个测试距离对应的圆弧上设置a个标准测试板，对应a个测试角度；其中，所述二维激光扫描仪可二维旋转，以便调节至不同的测试角度进行指标测试。

优选地，当所述激光测距仪为三维激光扫描仪时，所述三维激光扫描仪设置于测试场景的中间区域，以所述三维激光扫描仪为体心形成半径不同的m个圆柱体，对应m个测试距离；

每个圆柱体侧面上横向设置b行标准测试板、纵向设置c列标准测试板，形成b×c的标准测试板阵列，对应c个横向角度和b个纵向角度；其中，所述三维激光扫描仪可三维旋转，以便调节至不同的横向角度和纵向角度进行指标测试。

按照本发明的另一方面，提供了一种激光雷达自动测试方法，使用第一方面所述的激光雷达自动测试装置，方法包括：

按照测试距离从小到大的顺序，依次在不同测试距离处进行指标测试；

在每个测试距离处，分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号，测试得到当前测试距离处不同反射率对应的性能指标，完成当前测试距离处的指标测试；

其中，在每个测试距离处进行指标测试时，位于对应标准测试板的直线光路上的各标准测试板均旋转至透过区域对准探测光信号。

优选地，当所述激光测距仪为单点激光测距仪时，所述在每个测试距离处，分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号，测试得到当前测试距离处不同反射率对应的性能指标，具体为：

在测试距离di处，分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号进行指标测试，得到测试距离di处不同反射率对应的性能指标；

完成测试距离di处的指标测试后，将测试距离di处的对应标准测试板旋转至透过区域对准探测光信号，并开始下一距离di+1处的指标测试。

优选地，当所述激光测距仪为二维激光扫描仪时，所述在每个测试距离处，分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号，测试得到当前测试距离处不同反射率对应的性能指标，具体为：

在测试距离ri处，依次将所述二维激光扫描仪旋转至不同的测试角度，每个测试角度下分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号进行指标测试，得到每个测试角度下不同反射率对应的性能指标；

根据测试距离ri处每个测试角度下不同反射率对应的性能指标，得到测试距离ri处不同反射率对应的性能指标；

完成测试距离ri处的指标测试后，将测试距离ri处对应的各标准测试板均旋转至透过区域对准探测光信号，并开始下一距离ri+1处的指标测试。

优选地，当所述激光测距仪为三维激光扫描仪时，所述在每个测试距离处，分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号，测试得到当前测试距离处不同反射率对应的性能指标，具体为：

在测试距离ri处，依次将所述三维激光扫描仪旋转至不同的横向角度和纵向角度，每个横向角度和纵向角度下分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号进行指标测试，得到每个横向角度和纵向角度下不同反射率对应的性能指标；

根据测试距离ri处每个横向角度和纵向角度下不同反射率对应的性能指标，得到测试距离ri处不同反射率对应的性能指标；

完成测试距离ri处的指标测试后，将测试距离ri处对应的各标准测试板均旋转至透过区域对准探测光信号，并开始下一距离ri+1处的指标测试。

优选地，当标准测试板位于测试距离ri处且纵向角度不为0时，在基于该标准测试板进行指标测试之前，所述方法还包括：

控制该标准测试板进行旋转，并检测旋转过程中探测光信号的回波强度是否变化，进而判断该标准测试板的检测光路是否被阻挡；

如果该标准测试板的检测光路被阻挡，则根据该检测光路和各标准测试板的位置，确定该检测光路上存在的g个标准测试板；

按照测试距离从小到大的顺序，依次调整所述g个标准测试板的对准区域或旋转电机位置，使得该标准测试板的检测光路不再被阻挡。

优选地，所述按照测试距离从小到大的顺序，依次调整所述g个标准测试板的对准区域或旋转电机位置，使得该标准测试板的检测光路不再被阻挡，具体为：

按照测试距离从小到大的顺序，依次控制所述g个标准测试板中的第j个标准测试板旋转，并检测旋转过程中探测光信号的回波强度是否变化；

如果回波强度不变，则将所述第j个标准测试板对应的旋转电机移动至该检测光路以外；如果回波强度变化，则将所述第j个标准测试板旋转至其透过区域对准探测光信号；

完成所述第j个标准测试板的调整后，继续控制所述g个标准测试板中的第j+1个标准测试板进行旋转，开始第j+1个标准测试板的调整。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供的激光雷达自动测试装置中，分别在不同测试距离处设置标准测试板，每个标准测试板划分为透过区域和不同的反射区域，且每个标准测试板均安装在旋转电机上；则在每个测试距离处进行指标测试时，对应标准测试板可在对应旋转电机的控制下旋转至不同的反射区域进行测试，测试完成后旋转至透过区域，以便继续进行下一距离的测试。上述方案可自动完成激光雷达不同距离处相关指标的测试，无需人工介入来改变测试装置和测试参数，解决了人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，保证测试的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种采用单点激光测距仪时的激光雷达自动测试装置结构和指标测试原理示意图；

图2是本发明实施例提供的一种标准测试板的平面分布示意图；

图3是本发明实施例提供的一种采用单点激光测距仪时的激光雷达自动测试方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种采用二维激光扫描仪时的激光雷达自动测试装置结构和指标测试原理示意图；

图5是本发明实施例提供的一种采用二维激光扫描仪时的激光雷达自动测试方法流程图；

图6是本发明实施例提供的一种采用三维激光扫描仪时的激光雷达自动测试装置结构和指标测试原理示意图；

图7是本发明实施例提供的一种采用三维激光扫描仪时的激光雷达自动测试方法流程图；

图8是本发明实施例提供的一种采用三维激光扫描仪时的光路阻挡示意图；

图9是本发明实施例提供的一种采用三维激光扫描仪时处理光路阻挡的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

为解决人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，本发明提供了一种激光雷达自动测试装置，主要包括激光测距仪(即激光雷达)，以及设置在距所述激光测距仪不同测试距离处的多个标准测试板。每个标准测试板均包括一个透过区域和反射率不同的至少两个反射区域，且每个标准测试板均安装在对应的旋转电机上；所述旋转电机可带动所述标准测试板旋转，使不同区域对准所述激光测距仪发出的探测光信号。其中，在每个测试距离处进行指标测试时，位于对应标准测试板的直线光路上的各标准测试板均旋转至透过区域对准探测光信号，则对应标准测试板分别旋转至不同反射区域对准探测光信号，从而得到该测试距离处不同反射率对应的性能指标。

利用所述激光雷达自动测试装置进行测试时，大致方法如下：按照测试距离从小到大的顺序，依次在不同测试距离处进行指标测试；在每个测试距离处，分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号，测试得到当前测试距离处不同反射率对应的性能指标，从而完成当前测试距离处的指标测试。其中，在每个测试距离处进行指标测试时，位于对应标准测试板的光路上的各标准测试板均需旋转至透过区域对准探测光信号。

在所述激光雷达自动测试装置中，所述激光测距仪可以是单点激光测距仪、二维激光扫描仪以及三维激光扫描仪，采用不同类型的激光测距仪时，测试装置在结构设置上存在一定区别，对应的测试方法也存在一定区别。下面将分别通过不同实施例对采用不同激光测距仪时的测试装置和对应测试方法展开具体介绍。

实施例1

本发明实施例提供了一种激光雷达自动测试装置，如图1所示，所述激光测距仪采用单点激光测距仪(即单点激光雷达)。

结合图1，当采用单点激光测距仪时，所述单点激光测距仪的同一侧顺次设置m个标准测试板(m≥1)，对应m个测试距离，即每个测试距离处设置一个标准测试板，且所述m个标准测试板与所述单点激光测距仪位于同一直线上；其中，测试距离个数可根据实际测试需求进行设置，在此不做具体限定。所述单点激光测距仪用于向各标准测试板发送探测光信号，进而完成不同测试距离处的指标测试，测试的性能指标通常包括绝对距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标。

以图1为例，假设此时需要对三个测试距离进行指标测试(即m＝3)，分别记为d1、d2、d3，则在测试距离d1、d2、d3处分别设置标准测试板一、标准测试板二、标准测试板三。

其中，所述标准测试板根据测试需求被划分为至少三个区域，包括一个透过区域和反射率不同的至少两个反射区域，通常为平均划分，即每个区域对应的角度相同；其中，反射区域的个数以及反射率的选择可根据实际测试需求进行设置，在此不做具体限定。

以图2为例，所述标准测试板被平均划分为三个区域，每个区域是一个圆心角为120°的扇形区域。其中三分之一为10％反射区域(即该区域的反射率为10％)，三分之一为90％反射区域(即该区域的反射率为90％)，剩余三分之一为透过区域(即光信号可以完全透过，相当于反射率为0)。基于图2中的标准测试板进行指标测试时，在每个测试距离处可得到10％和90％两个反射率对应的性能指标。

继续结合图1，如果所述单点激光测距仪与各标准测试板之间的测试距离均不大，则所述单点激光测距仪与所述m个标准测试板可以统一安装在轨道上。如果所述单点激光测距仪与各标准测试板之间的测试距离较大，则安装轨道的成本过高，此时可以通过可见光对准辅助设备进行所述m个标准测试板的安装，只要确保所述单点激光测距仪发出的探测光信号可以通过每个标准测试板的指定区域即可。

进一步地，每个标准测试板均安装在对应的旋转电机上，且各旋转电机可由统一的控制系统进行远程控制。在所述控制系统的远程控制下，所述旋转电机可带动所述标准测试板旋转，使所述标准测试板上的不同区域分别进入探测光信号的探测区域，也就是使不同区域分别对准所述单点激光测距仪发出的探测光信号。

本发明实施例提供的上述激光雷达自动测试装置中采用单点激光测距仪进行激光发射，分别在不同测试距离设置标准测试板，每个标准测试板划分为不同反射区域，且每个标准测试板均安装在旋转电机上，则每个测试距离处的标准测试板均可旋转至不同反射区域进行测试。利用上述装置可在一维方向上自动完成激光雷达不同距离处相关指标的测试，解决了人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，保证测试的稳定性。

实施例2

在上述实施例1的基础上，本发明实施例进一步提供了一种激光雷达自动测试方法，采用实施例1中的激光雷达自动测试装置来完成，此时所述激光测距仪为单点激光测距仪，可在一维方向上实现自动测试，测试的性能指标通常包括绝对距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标。

如图3所示，在实际测试时，本发明实施例提供的测试方法如下：

步骤101，在测试距离di处，分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号进行指标测试，得到测试距离di处不同反射率对应的性能指标。

一般按照测试距离从小到大的顺序，依次在实施例1中的所述m个测试距离处进行指标测试。在测试距离di处(i＝1,2,3,...,m)，所述控制系统通过控制对应旋转电机使测试距离di处的标准测试板i旋转，依次使所述标准测试板i的不同反射区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号，每旋转一次进行一次指标测试，从而得到所述标准测试板i上不同反射区域对应的绝对距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标。

其中，对于测试距离di处的标准测试板i，旋转至某个反射区域时，该反射区域对应的性能指标测试方法具体如下：

(1)所述单点激光测距仪发送n个探测光信号，由所述控制系统自动记录对应的n个实测距离值|l1,l2,l3,...,ln|；

(2)令δlj＝|lj-di|，其中j＝1,2,3,...,n，由所述控制系统自动计算得到|δl1,δl2,δl3,...,δln|，取δlj中的最大值max|lj|作为距离di处该反射区域对应的绝对距离精度指标。

(3)令δ＝max|lj|-min|lj|，由所述控制系统自动计算得到距离di处该反射区域对应的测试重复精度指标δ。

(4)令实测距离值的平均值为由所述控制系统按照公式自动计算得到n次测量的标准差指标。

步骤102，完成测试距离di处的指标测试后，将测试距离di处的对应标准测试板旋转至透过区域对准探测光信号，并开始下一距离di+1处的指标测试。

完成测试距离di处的指标测试后，所述控制系统通过控制对应旋转电机继续使标准测试板i旋转，使其透过区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号，则探测光信号可通过其透过区域继续向后传输，保证在进行下一距离di+1处的指标测试时，标准测试板i不会阻挡标准测试板i+1的光路。

进一步以图1所示的测试装置为例，标准测试板的配置如图2所示，则所述测试方法的步骤具体如下：

所述控制系统控制距离d1处的标准测试板一进行旋转，使其10％反射区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号，按照上述步骤(1)～(4)进行测试，得到距离d1处的10％反射区域对应的绝对距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标。

完成10％反射区域的测试之后，所述控制系统继续控制标准测试板一进行旋转，使其90％反射区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号，按照上述步骤(1)～(4)进行测试，得到距离d1处的90％反射区域对应的绝对距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标。

完成距离为d1处的指标测试之后，所述控制系统继续控制标准测试板一进行旋转，使其透过区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号；同时控制距离d2处的标准测试板二进行旋转，使其10％反射区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号，得到距离d2处的10％反射区域对应的绝对距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标。

所述控制系统继续控制标准测试板二进行旋转，使其90％反射区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号，得到距离d2处的90％反射区域对应的绝对距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标。

至此，可以自动测试得到距离d1和d2处的各种性能指标。以此类推，所述控制系统继续控制标准测试板二进行旋转，使其透过区域对准所述单点激光测距仪的探测光信号，此时标准测试板一和标准测试板二均旋转至透过区域，可使探测光信号通过两个透过区域到达标准测试板三，继续完成距离为d3处的指标测试。

上述方案可在一维方向上自动完成激光雷达不同距离处相关指标的测试，整个操作过程可由所述控制系统自动完成，无需人工介入来改变测试装置和测试参数，解决了人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，保证测试的稳定性。

实施例3

在上述实施例1的基础上，本发明实施例进一步提供了另一种激光雷达自动测试装置，如图4所示，此时所述激光测距仪采用二维激光扫描仪(即二维激光雷达)。

结合图4，当采用二维激光扫描仪时，以所述二维激光扫描仪为圆心形成半径不同的m个圆弧，对应m个测试距离，即每个圆弧半径对应一个测试距离。每个测试距离对应的圆弧上以圆周阵列排布方式设置a个标准测试板(a≥2)，对应a个测试角度。如此一来，每个测试角度上共存在m个标准测试板，分别位于m个圆弧上，且所述m个标准测试板与所述二维激光扫描仪位于同一直线上，整个装置总共设有m×a个标准测试板。

其中，测试距离个数和测试角度个数均可根据实际测试需求进行设置，在此不做限定。由于是二维激光测距，所以在二维平面的不同测试角度上安装标准测试板，以便测试所述二维激光扫描仪的角度精度指标。相应地，测试的性能指标包括绝对距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标和角度精度指标。

所述二维激光扫描仪用于向各标准测试板发送探测光信号，进而完成不同测试距离处不同测试角度的指标测试。其中，所述二维激光扫描仪可二维旋转，即在图4所示的二维平面上旋转，以便在每个测试距离处分别调节至不同的测试角度进行指标测试。需要说明的是，所述二维激光扫描仪内部自带二维光束旋转控制装置，通过所述二维光束旋转控制装置即可实现对所述二维激光扫描仪发射的探测光信号的二维旋转，不需要单独旋转所述二维激光扫描仪。

以图4为例，假设此时需要对三个测试距离进行指标测试(即m＝3)，分别记为r1、r2、r3，则对应形成3个圆弧，分别记为圆弧一、圆弧二、圆弧三。假设每个测试距离下需要在三个测试角度下进行指标测试(即a＝3)，测试角度分别为a、b、c，则在测试距离r1对应的圆弧一上等间隔设置3个标准测试板，在测试距离r2对应的圆弧二上等间隔设置3个标准测试板，在测试距离r1对应的圆弧一上等间隔设置3个标准测试板。以测试角度a为例，该测试角度上的3个标准测试板与所述二维激光扫描仪位于同一直线上，该直线其实就是圆弧三的一个半径。

其中，所述标准测试板的配置可参考图2和实施例1中的相关介绍，同样通过所述控制系统控制对应旋转电机来带动旋转，在此不做赘述。

继续结合图4，如果所述二维激光扫描仪与各标准测试板之间的测试距离均不大，则同一测试角度上的m个标准测试板可以统一安装在轨道上。如果所述二维激光扫描仪与各标准测试板之间的测试距离较大，则在每个测试角度上可以通过可见光对准辅助设备进行对应m个标准测试板的安装，只要确保所述二维激光扫描仪发出的探测光信号可以通过每个标准测试板的指定区域即可。

本发明实施例提供的上述激光雷达自动测试装置中采用二维激光扫描仪进行激光发射，分别在不同测试距离处按照测试角度设置多个标准测试板，每个标准测试板均可旋转，二维激光扫描仪发射的光束也可二维旋转，则每个测试距离处均可旋转至不同测试角度进行测试，每个标准测试板均可旋转至不同反射区域进行测试。利用上述装置可在二维方向上自动完成激光雷达不同距离处相关指标的测试，解决了人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，保证测试的稳定性。

实施例4

在上述实施例3的基础上，本发明实施例进一步提供了一种激光雷达自动测试方法，采用实施例3中的激光雷达自动测试装置来完成，此时所述激光测距仪为二维激光扫描仪，可在二维方向上实现自动测试。

在每个测试角度的方向，其测试步骤和流程与实施例2中采用单点激光测距仪时类似，所述控制系统自动调整并测试不同测试距离的各种性能指标。其中，测试的性能指标通常包括绝对距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标和角度精度指标。

如图5所示，在实际测试时，本发明实施例提供的测试方法如下：

步骤201，在测试距离ri处，依次将所述二维激光扫描仪旋转至不同的测试角度，每个测试角度下分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号进行指标测试，得到每个测试角度下不同反射率对应的性能指标。

一般按照测试距离从小到大的顺序，依次在实施例3中的所述m个测试距离处进行指标测试。在测试距离ri处(i＝1,2,3,...,m)，需要通过所述二维激光扫描仪内自带的二维光束旋转控制装置，将探测光信号分别旋转至a个测试角度进行指标测试；在每个测试角度下，需要控制对应标准测试板分别旋转至不同反射区域对准所述二维激光扫描仪的探测光信号，每旋转一次进行一次指标测试，从而得到该测试角度下不同反射区域对应的性能指标。所述二维激光扫描仪旋转a次测试后，可得到测试距离ri处每个测试角度下不同反射率对应的性能指标，即距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标和角度精度指标。其中，距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标的测试方法可参考实施例2中的步骤(1)～(4)，在此不做赘述。

步骤202，根据测试距离ri处每个测试角度下不同反射率对应的性能指标，得到测试距离ri处不同反射率对应的性能指标。

通过上述步骤的测试可知，对于任一反射率x对应的任一性能指标y，在测试距离ri处可得到a个指标数据(分别基于测试距离ri处的a个标准测试板得到)，此时通常是取a个指标数据中的最差值作为测试距离ri处反射率x对应的性能指标y的指标数据。当然，在可选实施例中，也可选择平均值或做其他合适处理后的数据，在此不做具体限定。

步骤203，完成测试距离ri处的指标测试后，将测试距离ri处对应的各标准测试板均旋转至透过区域对准探测光信号，并开始下一距离ri+1处的指标测试。

每完成测试距离ri处某个测试角度下的指标测试后，所述控制系统继续控制对应标准测试板旋转，使其透过区域对准所述二维激光扫描仪的探测光信号，则探测光信号可通过其透过区域继续向后传输，保证在进行下一距离ri+1处同一测试角度下的指标测试时，该标准测试板不会阻挡同一直线上下一个距离ri+1的标准测试板的光路。

进一步以图4所示的测试装置为例，标准测试板的配置如图2所示，则所述测试方法的步骤具体如下：

首先在距离r1处进行测试。分别控制所述二维激光扫描仪发出的探测光信号旋转至测试角度a、b、c进行指标测试。在测试角度a下，控制对应标准测试板分别旋转至10％反射区域和90％反射区域对准所述二维激光扫描仪的探测光信号，得到测试角度a下10％反射率和90％反射率对应的各性能指标；以此类推，得到测试角度b下10％反射率和90％反射率对应的各性能指标，以及测试角度c下10％反射率和90％反射率对应的各性能指标。将10％反射率对应的3个性能指标中的最差值，作为距离r1处10％反射率对应的性能指标；将90％反射率对应的3个性能指标中的最差值，作为距离r1处90％反射率对应的性能指标。如此便可得到距离r1处10％反射率和90％反射率对应的距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标和角度精度指标。

完成距离r1处的指标测试之后，距离r1处的三个标准测试板均旋转至透过区域对准所述二维激光扫描仪的探测光信号，开始距离r2处的指标测试，具体步骤与距离r1处相同，得到距离r2处10％反射率和90％反射率对应的距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标和角度精度指标。

完成距离r1和r2处的指标测试之后，以此类推，完成距离r3处的指标测试，得到距离r3处10％反射率和90％反射率对应的距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标和角度精度指标。

与单点激光测距仪测试时类似，所有的操作都通过控制系统控制自动完成，每进行一次操作之后都要延时稳定一会，给后一次操作或测试留出足够稳定的时间。上述方案可在二维方向上自动完成激光雷达不同距离处相关指标的测试，整个操作过程可由控制系统自动完成，无需人工介入来改变测试装置和测试参数，解决了人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，保证测试的稳定性。

实施例5

在上述实施例1和实施例3的基础上，本发明实施例进一步提供了另一种激光雷达自动测试装置，如图6所示，此时所述激光测距仪采用三维激光扫描仪(即三维激光雷达)。

结合图6，当所述激光测距仪为三维激光扫描仪时，所述三维激光扫描仪设置于测试场景的中间区域，以所述三维激光扫描仪为体心形成半径不同的m个圆柱体，对应m个测试距离，即每个圆柱体半径对应一个测试距离。每个测试距离对应的圆柱体侧面上横向设置b行标准测试板、纵向设置c列标准测试板(b≥2，c≥2)，形成b×c的标准测试板阵列，对应c个横向角度和b个纵向角度，即每个测试距离处对应有b×c个标准测试板，整个装置总共设有m×b×c个标准测试板。测试距离个数、横向角度个数以及纵向角度个数均可根据实际测试需求进行设置，在此不做限定。

其中，这里的横向对应图6中的水平方向，横向角度类似于实施例3中二维测距时的测试角度；纵向对应图6中的竖直方向。如果从俯视方向看，则类似于图4中的二维测距图，图6中相当于是将图4的半圆扩展为完整的圆形，并在纵向进行延伸，由一层延伸为b层，每一层就对应图6中的一个水平面。在每一层上，每个横向角度上共存在m个标准测试板，分别位于m个圆柱体上，且所述m个标准测试板与所述三维激光扫描仪位于同一直线上。

由于是三维测距，除测试水平方向的角度精度外，在纵向也安装标准测试板，以便测试三维激光扫描仪的纵向角度精度。相应地，测试的性能指标包括绝对距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标、横向角度精度指标和纵向角度精度指标。

所述三维激光扫描仪用于向各标准测试板发送探测光信号，进而完成不同测试距离处不同横向角度和纵向角度的指标测试；其中，所述三维激光扫描仪可三维旋转，以便调节至不同的横向角度和纵向角度进行指标测试。需要说明的是，所述三维激光扫描仪内部自带三维光束旋转控制装置，通过所述三维光束旋转控制装置即可实现对所述三维激光扫描仪发射的探测光信号的三维旋转，不需要单独旋转所述三维激光扫描仪。

其中，三维旋转包括横向旋转和纵向旋转，横向旋转也就是在图6中所述三维激光扫描仪所在的水平面上旋转，从而调节至不同的横向角度；纵向旋转也就是在所述三维激光扫描仪所在的某个竖直面上旋转，从而调节至不同的纵向角度。

以图6为例，假设此时需要对三个测试距离进行指标测试(即m＝3)，分别记为r1、r2、r3，则对应形成3个圆柱体，可分别记为圆柱体一、圆柱体二、圆柱体三。假设每个测试距离下需要在三个纵向角度下进行指标测试(即b＝3)，则每个圆柱体侧面上设置3行标准测试板，列数c根据需要的横向角度个数确定即可。在每一层上，同一横向角度上设有3个标准测试板，与所述三维激光扫描仪位于同一直线上，该直线其实就是圆柱体三的一个半径。

其中，所述标准测试板的配置可参考图2和实施例1中的相关介绍，同样通过所述控制系统控制对应旋转电机来带动旋转，在此不做赘述。

继续结合图6，如果所述三维激光扫描仪与各标准测试板之间的测试距离均不大，则在同一层面上，同一测试角度上的m个标准测试板可以统一安装在轨道上。如果所述三维激光扫描仪与各标准测试板之间的测试距离较大，则在每个测试角度上可以通过可见光对准辅助设备进行对应m个标准测试板的安装，只要确保所述三维激光扫描仪发出的探测光信号可以通过每个标准测试板的指定区域即可。

本发明实施例提供的上述激光雷达自动测试装置中采用三维激光扫描仪进行激光发射，分别在不同测试距离处按照横向角度和纵向角度设置多个标准测试板，每个标准测试板均可旋转，三维激光扫描仪可三维旋转，则每个测试距离处均可旋转至不同横向角度和纵向角度进行测试，每个标准测试板均可旋转至不同反射区域进行测试。利用上述装置可在三维方向上自动完成激光雷达不同距离处相关指标的测试，解决了人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，保证测试的稳定性。

实施例6

在上述实施例5的基础上，本发明实施例进一步提供了一种激光雷达自动测试方法，采用实施例5中的激光雷达自动测试装置来完成，此时所述激光测距仪为三维激光扫描仪，可在三维方向上实现自动测试。其中，测试的性能指标通常包括绝对距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标、横向角度精度指标和纵向角度精度指标。

如图7所示，在实际测试时，本发明实施例提供的测试方法如下：

步骤301，在测试距离ri处，依次将所述三维激光扫描仪旋转至不同的横向角度和纵向角度，每个横向角度和纵向角度下分别将对应标准测试板旋转至不同反射区域对准探测光信号进行指标测试，得到每个横向角度和纵向角度下不同反射率对应的性能指标。

一般按照测试距离从小到大的顺序，依次在实施例5中的所述m个测试距离处进行指标测试。在测试距离ri处(i＝1,2,3,...,m)，先在纵向角度固定为0的情况下通过所述三维激光扫描仪内自带的三维光束旋转控制装置，将探测光信号分别横向旋转至c个横向角度进行指标测试；在每个横向角度下，需要固定横向角度不变，控制所述三维激光扫描仪分别纵向旋转至b个纵向角度进行指标测试；在每个纵向角度下，控制对应标准测试板分别旋转至不同反射区域对准所述三维激光扫描仪的探测光信号，每旋转一次进行一次指标测试，从而得到当前横向角度和当前纵向角度下不同反射区域对应的性能指标。

所述三维激光扫描仪的探测光信号旋转b×c次测试后，可得到测试距离ri处c个横向角度和b个纵向角度下不同反射率对应的性能指标，即距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标、横向角度精度指标和纵向角度精度指标。其中，距离精度指标、测试重复精度指标和标准差指标的测试方法可参考实施例2中的步骤(1)～(4)，在此不做赘述。

步骤302，根据测试距离ri处每个横向角度和纵向角度下不同反射率对应的性能指标，得到测试距离ri处不同反射率对应的性能指标。

通过上述步骤的测试可知，对于任一反射率x对应的任一性能指标y，在测试距离ri处可得到b×c个指标数据(分别基于测试距离ri处的b×c个标准测试板得到)，此时通常是取b×c个指标数据中的最差值作为测试距离ri处反射率x对应的性能指标y的指标数据。当然，在可选实施例中，也可选择平均值或做其他合适处理后的数据，在此不做具体限定。

步骤303，完成测试距离ri处的指标测试后，将测试距离ri处对应的各标准测试板均旋转至透过区域对准探测光信号，并开始下一距离ri+1处的指标测试。

在进行测试距离ri处的指标测试时，在每个横向角度下每完成某个纵向角度下的指标测试后，所述控制系统继续控制对应标准测试板旋转，使其透过区域对准所述二维激光扫描仪的探测光信号，使探测光信号可通过其透过区域继续向后传输。

进一步以图6所示的测试装置为例，标准测试板的配置如图2所示，则所述测试方法的步骤具体如下：

首先在距离r1处进行测试。分别控制所述三维激光扫描仪发出的探测光信号旋转至不同横向角度进行测试。在每个横向角度下，分别控制所述三维激光扫描仪旋转至不同纵向角度进行测试；在每个纵向角度上，控制对应标准测试板分别旋转至10％反射区域和90％反射区域对准所述三维激光扫描仪的探测光信号，得到该纵向角度下10％反射率和90％反射率对应的各性能指标。以此类推，可得到3个纵向角度和c个横向角度的3×c种组合下10％反射率和90％反射率对应的各性能指标。将10％反射率对应的3×c个性能指标中的最差值，作为距离r1处10％反射率对应的性能指标；将90％反射率对应的3×c个性能指标中的最差值，作为距离r1处90％反射率对应的性能指标。如此便可得到距离r1处10％反射率和90％反射率对应的距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标、横向角度精度指标和纵向角度精度指标。

完成距离r1处的指标测试之后，距离r1处的3×c个标准测试板均旋转至透过区域对准所述三维激光扫描仪的探测光信号，开始距离r2处的指标测试，具体步骤与距离r1处相同，得到距离r2处10％反射率和90％反射率对应的距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标、横向角度精度指标和纵向角度精度指标。

完成距离r1和r2处的指标测试之后，以此类推，完成距离r3处的指标测试，得到距离r3处10％反射率和90％反射率对应的距离精度指标、测试重复精度指标、标准差指标、横向角度精度指标和纵向角度精度指标。

上述方案可在三维方向上自动完成激光雷达不同距离处相关指标的测试，三维激光扫描仪的测试也都是通过控制系统远程控制，在预先搭建好的测试场景下，完成相关指标的自动测试和结果输出。整个操作过程无需人工介入来改变测试装置和测试参数，解决了人工测试存在的效率低、成本高、误差大等问题，保证测试的稳定性和可靠性。

实施例7

当采用实施例6中的方法进行指标测试时，在测试距离ri处(i≥2)，如果基于纵向角度为0的某个标准测试板(即与所述三维激光扫描仪处于同一水平面上的标准测试板)进行指标测试，则由于测试距离ri之前的所有标准测试板均已旋转至透过区域，则测试距离ri处的该标准测试板的光路不会被阻挡，可利用该标准测试板顺利进行测试。例如，当需要基于图6中的标准测试板q3进行指标测试时，标准测试板q1和q2已经旋转至透过区域，因此探测光信号可直接通过标准测试板q1和q2的透过区域到达标准测试板q3，标准测试板q3的光路并不会被阻挡。

但是，如果基于纵向角度不为0的某个标准测试板(即与所述三维激光扫描仪未处于同一水平面上的标准测试板)进行指标测试，虽然测试距离ri之前的所有标准测试板均已旋转至透过区域，但仍不可避免该标准测试板的光路被前面某个标准测试板自身的反射区域或旋转电机阻挡，导致探测光信号无法顺利到达该标准测试板，也就无法进行指标测试。例如，当需要基于图8中的标准测试板p3进行指标测试时，标准测试板p1可能恰好处于标准测试板p3的光路上，则标准测试板p3的光路可能会被标准测试板p1本身的反射区域或者对应的旋转电机阻挡，使得探测光信号无法到达标准测试板p3。

因此，对于测试距离ri处纵向角度不为0的任一标准测试板，例如图8中的标准测试板p3，在基于该标准测试板进行指标测试之前，需要先确认该标准测试板的光路是否被阻挡，如果被阻挡则及时进行处理以去除阻挡，从而保证探测光信号能顺利传至该标准测试板。具体方法可参考图9，包括以下步骤：

步骤401，控制该标准测试板进行旋转，并检测旋转过程中探测光信号的回波强度是否变化，进而判断该标准测试板的检测光路是否被阻挡。

以基于图8中测试距离r3处的标准测试板p3进行指标测试为例，测试前会先根据标准测试板p3对应的横向角度和纵向角度，控制所述三维激光扫描仪发出的探测光信号进行三维旋转，使所述三维激光扫描仪发出的探测光信号旋转至对应横向角度和纵向角度，并向标准测试板p3发射探测光信号，如图8中带箭头的直线所示。此时如果标准测试板p3的光路未被阻挡，则探测光信号可直接到达标准测试板p3。

在所述三维激光扫描仪不断发射探测光信号的过程中，通过所述控制系统控制所述标准测试板p3旋转，并在旋转过程中在所述三维激光扫描仪一侧不断检测探测光信号的回波强度。如果探测光信号可成功到达标准测试板p3，那在标准测试板p3旋转时探测光信号会分别照射到标准测试板p3的不同反射区域，检测到的回波强度应该是变化的；反之，如果探测光信号并没有成功到达标准测试板p3，那么无论标准测试板p3怎样旋转，对回波强度都没有影响，检测到的回波强度是不变的。

基于上述原理，如果在标准测试板p3旋转过程中检测到回波强度发生变化，可证明探测光信号能成功到达标准测试板p3，标准测试板p3的光路并未被阻挡，可直接进行指标测试；如果检测到回波强度不变，则可证明探测光信号未能成功到达标准测试板p3，标准测试板p3的光路被阻挡，需要先进行排查调整，再进行指标测试。

步骤402，如果该标准测试板的检测光路被阻挡，则根据该检测光路和各标准测试板的位置，确定该检测光路上存在的g个标准测试板。

继续结合图8，在标准测试板p3旋转过程中检测到回波强度不变，说明标准测试板p3的光路被阻挡，则需要根据图8中带箭头的光路方向以及各圆柱体上各标准测试板的摆放位置进行综合分析，确定标准测试板p3的光路上存在的一个或多个标准测试板，这些标准测试板中的每一个都有可能会阻挡标准测试板p3的光路。

其中，遮挡光路又存在两种情况：第一种是被标准测试板本身的某个反射区域所遮挡，此时可通过将相应标准测试板旋转至透过区域对准探测光信号来克服；第二种是被标准测试板的旋转电机所遮挡，此时需要通过调整旋转电机的位置将其移出光路来克服。具体是哪种遮挡情况以及对应的调整过程将在后续步骤403中展开。

步骤403，按照测试距离从小到大的顺序，依次调整所述g个标准测试板的对准区域或旋转电机位置，使得该标准测试板的检测光路不再被阻挡。

如果标准测试板p3的光路上存在一个以上的标准测试板(即g＞1)，则需要按照测试距离从小到大的顺序，依次对光路上的这些标准测试板进行遮挡情况判断和调整。具体如下：

1)按照测试距离从小到大的顺序，依次控制所述g个标准测试板中的第j个标准测试板旋转，并检测旋转过程中探测光信号的回波强度是否变化。

对于所述g个标准测试板中的第j个标准测试板，如果光路是被所述第j个标准测试板自身的某个反射区域所阻挡，说明探测光信号是可以成功到达所述第j个标准测试板的，那么在所述第j个标准测试板旋转时，探测光信号会分别照射到所述第j个标准测试板的不同反射区域，回波强度应该是变化的。反之，如果光路是被所述第j个标准测试板对应的旋转电机所阻挡，说明探测光信号照射到旋转电机上，而不会成功到达所述第j个标准测试板，那么无论所述第j个标准测试板怎样旋转，回波强度都不会变化。

基于上述原理，在检测探测光信号的回波强度时，如果回波强度不变，可判断是第j个标准测试板对应的旋转电机阻挡了光路，则将所述第j个标准测试板对应的旋转电机移动至该检测光路以外；如果回波强度变化，可能是第j个标准测试板自身的某个反射区域阻挡了光路，则将所述第j个标准测试板旋转至其透过区域对准探测光信号。

其中，如果探测光信号可以照射到所述第j个标准测试板上，则在第j个标准测试板旋转过程中，探测光信号会依次照射到不同反射区域和透过区域。当探测光信号照射到各反射区域时，由于传输距离相同，因此返回回波信号的时间是相同的；但当旋转至透过区域时，探测光信号会通过透过区域继续向后传输，此时传输距离相当于变大，因此返回回波信号的时间是大于各反射区域的。根据这一原理，可通过以下方法来确定所述第j个标准测试板是否旋转至其透过区域：

在第j个标准测试板旋转过程中，如果检测到回波强度发生变化，则同步记录每个回波强度对应的回波时间；如果回波强度发生变化时回波时间并没有变化，证明当前是从其中某个反射区域旋转至相邻的另一个反射区域，信号传输距离并没有变化，因此回波时间不变，需继续旋转；如果旋转过程中回波时间突然变大，证明当前是从某个反射区域旋转至透过区域，信号传输距离变大，因此回波时间才变大。此时可确定所述第j个标准测试板已旋转至透过区域，因此可停止旋转；开始对光路上的下一个标准测试板进行调整。

2)完成所述第j个标准测试板的调整后，继续控制所述g个标准测试板中的第j+1个标准测试板进行旋转，开始第j+1个标准测试板的调整。

其中，对所述第j+1个标准测试板的遮挡情况判断方法和位置调整方法，均可参考上述步骤1)中所述第j个标准测试板的处理方法，在此不做赘述。

举例说明，假设当前需要基于距离r5处纵向角度不为0的某个标准测试板s5进行指标测试，经分析发现标准测试板s5的光路上存在两个标准测试板s1和s3，分别对应测试距离r1和r3。实际调整时先旋转标准测试板s1，如果回波强度不变则将标准测试板s1的旋转电机移动至光路以外，如果回波强度变化则在旋转过程中记录回波时间，当回波时间变大时停止旋转，此时标准测试板s1旋转至透过区域。然后继续旋转标准测试板s3，如果回波强度不变则将标准测试板s3的旋转电机移动至光路以外，如果回波强度变化则在旋转过程中记录回波时间，当回波时间变大时停止旋转，此时标准测试板s3旋转至透过区域。至此，标准测试板s1和s3的调整均完成，标准测试板s5的光路不再被阻挡。

进一步地，如果标准测试板p3的光路上仅存在一个标准测试板(即g＝1)，则直接对这一个标准测试板进行调整，使其不再阻挡标准测试板p3的光路。以图8为例，分析后发现在标准测试板p3的光路上仅存在标准测试板p1，则可确定标准测试板p3的光路正是被标准测试板p1所阻挡，直接对标准测试板p1进行调整即可。调整时仍然是旋转标准测试板p1检测回波强度是否变化，如果回波强度不变，则直接将标准测试板p1的旋转电机移动至光路以外；如果回波强度变化，则将标准测试板p1旋转至其透过区域对准探测光信号。至此，标准测试板p3的光路不再被阻挡。

通过本发明实施例提供的上述方法，对每个标准测试板进行指标测试时，可将对应光路上的阻挡有效去除，保证探测光信号顺利达到待测试的标准测试板。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。