检测器测试系统的制作方法

本发明涉及电气测量技术领域，尤其涉及一种检测器测试系统。

背景技术：

近年来，随着机器人技术的发展和人工智能研究不断深入，智能移动机器人在人类生活中扮演越来越重要的角色，在诸多领域得到广泛应用。

智能移动机器人是一类能够通过传感器感知环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标的自主导航运动，从而完成预定任务的机器人系统。因此，避障系统是智能移动机器人必备的要素。一般地，避障是基于智能移动机器人上配置的多个避障用的检测器来检测障碍物而实现的，该障碍物可以是地面上的凹凸不平状态，也可以是某些物体。其中，该检测器比如是激光雷达检测器等。

这些检测器在出厂时往往会有一定的角度偏差，比如有些激光雷达检测器的中心轴的角度精度在±3°左右。在该角度偏差的影响下，在安装检测器时，需要确定检测器在机器人机身上的安装角度，即不断调整该安装角度，以保证检测器能够检测到距离机器人一定水平距离处的一定高度范围的障碍物。因此，需要测试检测器在某安装角度下能够检测到的高度范围，以便进行检测器安装角度的调整，以满足检测需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种检测器测试系统，用以测试检测器在当前某安装角度下能够检测到的障碍物高度范围，以便于准确调整检测器的安装角度来满足预设的检测需求。

本发明实施例提供一种机检测器测试系统，包括：

设置在承载载体上的检测器，面向所述检测器放置的检测板，以及显示组件；

所述检测板上设置有多组检测装置，每组检测装置中包括依次连接的光敏组件、比较器、微控制器；

所述光敏组件，用于检测所述检测器发射的光束，并确定检测到的光束对应的检测电压；

所述比较器的一输入端与参考电压连接，所述比较器的另一输入端与所述光敏组件的输出端连接，用于比较所述参考电压与所述检测电压，输出比较结果指示信号；

所述微控制器，用于根据所述比较结果指示信号控制所述显示组件显示用于指示对应的所述光敏组件能否检测到所述检测器发射的光束的指示信息。

本发明实施例提供的检测器测试系统，用于对以一定安装角度设置在承载载体比如机器人上的检测器当前能够检测到的高度范围进行测量。具体地，设置一个包括多组检测装置的检测板以及显示组件，在实际测试时，检测板包含有多组检测装置的一面竖直面向检测器放置。在每组检测装置中设置依次连接的光敏组件、比较器、微控制器，每组检测装置的光敏组件相对地面的高度不同。检测器发射光束，通过各组检测装置中的光敏组件可以检测到检测器发射的光束，从而可以确定检测到的光束对应的检测电压，基于各组检测装置中的比较器将对应的检测电压与参数电压进行比较的结果，可以确定哪些光敏组件检测到了检测器发射的光束，从而，各组检测装置中的微控制器基于对应比较器的比较结果控制显示组件显示用于指示对应的光敏组件能否检测到检测器发射光束的指示信息，使得安装人员能够直观地看出检测器在当前安装角度下能够检测到的高度范围，以便基于该高度范围对检测器的安装角度进行调整，直到能够检测到预设的有效高度范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的检测器测试系统实施例一的示意图；

图2为图1所示实施例中一种可选的检测板的结构示意图；

图3为图2所示实施例对应的一种电路组成示意图；

图4为图1所示实施例中另一种可选的检测板的结构示意图；

图5为图4所示实施例对应的一种电路组成示意图；

图6为本发明实施例提供的检测器测试系统实施例二的示意图；

图7为本发明实施例提供的检测器测试系统实施例三的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述xxx，但这些xxx不应限于这些术语。这些术语仅用来将xxx彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一xxx也可以被称为第二xxx，类似地，第二xxx也可以被称为第一xxx。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

在介绍本发明实施例提供的检测器测试系统之前，首先说明为何要调整检测器的安装角度。

以检测器为激光雷达检测器为例，比如出厂时，激光雷达检测器的中心轴的角度精度在±3°左右。该角度偏差往往会影响检测器在不同水平距离处能够检测到的障碍物高度范围。因为如果检测器没有角度偏差，其发射的检测光束方向是水平的，如果想要检测20厘米高度的障碍物，则检测器仅需要安装在机器人机身上距离地面20厘米的位置即可。但是，由于该角度偏差的存在，如果想要检测20厘米高度的障碍物，则可能需要将检测器安装在机器人机身上距离地面50厘米的位置，具体安装高度需结合要求检测器所能够检测到的障碍物距离机器人的水平距离确定，水平距离越远，则由于该角度偏差导致的安装高度需要越高。而实际应用中检测器为了组装稳定性和探测较低物体的客观需求，不可能安装这么高，有些情况下，机器人机身高度可能都不能满足该高度要求。因此，在实际应用中，往往需要将检测器安装于机器人机身上距离地面较低高度的某位置处，即固定检测器在机器人机身上的安装高度，此时，则需要通过调整检测器相对其中心轴的安装角度来保证能够检测到一定预设高度范围的障碍物。

下面，结合如下的实施例介绍：在检测器当前以某个安装角度安装在机器人上时，如何测得当前检测器能够探测到的、距离机器人一定水平距离处的高度范围，以便于基于测得的该高度范围与预设高度范围的差异，调整检测器的安装角度。

图1为本发明实施例提供的检测器测试系统实施例一的示意图，如图1所示，该系统包括：

设置在承载载体1上的检测器11，面向检测器11放置的检测板2，以及显示组件3。

可选地，基于不同的应用场景，该承载载体1可以不同，本发明实施例中以机器人为例。为了满足在某应用场景中机器人对障碍物高度的检测需求，检测器11在机器人机身上的安装位置即距离水平地面的高度位置可以是固定的，比如当需要检测的障碍物高度大约在30厘米左右的高度时，检测器11可以固定设置机器人机身上距离水平地面30厘米的某位置处。

另外假设在该应用场景中，要求检测器11能够检测到距离机器人水平距离为l米左右的障碍物，则由于该检测器固有的角度偏差的存在，当检测器11处于理想安装角度时，假设在l米处的竖直平面上，检测器11发射的光束应该覆盖30±10厘米的范围。从而，本实施例中，如果检测到检测器11以当前的某安装角度发射的光束在l米处覆盖的高度范围不在该30±10厘米的范围内，则说明此时的安装角度不理想，需要调整，直到调整到其在l米处的发射光束的高度覆盖范围在30±10厘米的范围内。

基于此，为测试检测器11以当前的某安装角度发射的光束在l米处覆盖的高度范围，本实施例提供了一个包含有多组检测装置21的检测板2，以及显示组件3。其中，检测板2上的多组检测装置21用于检测能否检测到检测器11发射的光束，显示组件3用于显示出在什么高度位置处检测到了检测器11发射的光束。检测板2可以实现为pcb板。

具体地，实际测试时，可以将检测板2放置在距离检测器11水平距离为l米的位置，并且将包含有多组检测装置21的一面朝向检测器11竖直放置。如图1所示，多组检测装置21在检测板2的一表面上沿长度方向排序，并且多组检测装置21可以是等间距分布在该表面上的。

具体地，每组检测装置21中包括依次连接的光敏组件211、比较器212、微控制器213。其中：

光敏组件211，用于检测检测器11发射的光束，并确定检测到的光束对应的检测电压。

比较器212的一输入端与参考电压连接，比较器的另一输入端与光敏组件211的输出端连接，用于比较参考电压与检测电压，输出比较结果指示信号；

微控制器213，用于根据比较结果指示信号控制显示组件3显示用于指示对应的光敏组件211能否检测到检测器11发射的光束的指示信息。

如图2和图4所示，每组检测装置21中可以包括光敏组件211、比较器212、微控制器213。本发明实施例中，可选地，显示组件3可以实现为与每组检测装置一一对应的指示灯31，如图2所示；或者，该显示组件3也可以实现为上位机32，如图4所示。其中，如图3和图5所示，可选地，光敏组件211可以实现为光敏二极管和一电阻的串联电路，光敏二极管能够检测到的光束波长与检测器11发射的光束波长匹配。

以图2和图3所示实施例来介绍如何确定检测器11发射的光束在l米处覆盖的高度范围。由于检测板2面对检测器11而放置，其上的多组检测装置21各自对应的光敏组件211可以检测该检测器11发射的光束。可以理解的是，检测板2上位于检测器11发射的光束的覆盖范围内的光敏组件211能够检测到检测器11发射的光束，而位于该范围之外的光敏组件211将检测不到该光束。从而，对于检测到光束的光敏组件211来说，由于其中的光敏二极管能够基于检测到的光束强度输出相应的电流信号，基于电阻的作用，可以将电流信号转换为电压信号，从而获得与检测到的光束对应的检测电压。而对于检测不到该光束的光敏组件211来说，其可能仅能检测到外界环境的光线，同样地，可以获得与检测到的外界环境光线对应的检测电压。

之后，各光敏组件211将其获得的检测电压传输给对应的比较器212，比较器212基于检测电压与预设的参考电压的比较，输出比较结果指示信号。可以理解的是，该比较结果指示信号相当于是0、1这样的二值信号。对于能够检测到检测器11发射的光束的光敏组件211来说，其得到的检测电压一般会高于参考电压，相应比较器212输出的比较结果指示信号比如为1，相反地，对于检测不到检测器11发射的光束的光敏组件211来说，其得到的检测电压一般会低于参考电压，相应比较器212输出的比较结果指示信号比如为0。从而，各比较器212各自连接的微控制器213会根据自身收到的比较结果指示信号控制显示组件3显示相应的指示信息，该指示信息用于指示其对应的光敏组件211能否检测到检测器11发射的光束。

在图2所示实施例中，显示组件3具体实现为多个指示灯31，这多个指示灯31与多组检测装置21一一对应。也就是说，该显示组件3可以实现为与各微控制器213连接的指示灯31，此时，各微控制器213用于根据比较结果指示信号控制对应的指示灯31的显示状态，该显示状态可以是亮灭状态，或者是显示颜色。具体地，如果某个微控制器213接收到的比较结果指示信号为1，则可以控制对应的指示灯31亮，如果其接收到的比较结果指示信号为0，则可以控制对应的指示灯31灭。

另外，为了便于直观地获知检测器11的发射光束在l米处的高度覆盖范围，可以在检测板2上设置刻度，各光敏组件211可以对应于一个刻度值，并且可以设置各指示灯31与各自对应的光敏组件对应于同一刻度值。假设检测板2上的刻度以靠近地面的某点为原点，向远离地面的方向递增刻度，则基于检测板2上处于亮状态的指示灯31所对应的刻度，可以确定在l米处检测器11的发射光束的高度覆盖范围。在前述举例中，理想情况下，该高度覆盖范围应该在30±10厘米的范围内，如果实际确定出的高度覆盖范围与该理想的高度覆盖范围不符，则说明需要调整检测器11的安装角度。比如，如果实际确定出的高度覆盖范围相对于该理想的高度覆盖范围向上偏移，则调整检测器11的安装角度向下偏移一些；如果实际确定出的高度覆盖范围相对于该理想的高度覆盖范围向下偏移，则调整检测器11的安装角度向上偏移一些。

再以图4和图5所示实施例来介绍如何确定检测器11发射的光束在l米处覆盖的高度范围。与图2和图3所示实施例不同的是，该显示组件3还可以实现为上位机32，该上位机32是多组检测装置21共用的，如图5中以两个检测装置为例进行的示意。此时，每组检测装置21中还包括与微控制器213连接的通信接口214，用于与上位机32进行通信。

上位机32中可以显示有预置检测板图像，该预置检测板图像中显示有多组检测装置21在检测板2上各自对应的刻度，以及多组检测装置21各自对应的指示符。简单来说，就是预先根据检测板2生成一幅图像，该图像中反映了检测板2上的各检测装置21(实际上主要是指光敏组件211)在检测板2上对应的刻度值，并且在该图像中为每个检测装置21关联上一个指示符，用于指示该检测装置是否检测到了检测器11发射的光束。

基于此，当根据前述介绍，当各检测装置21中的微控制器213接收到对应的比较器212发送的比较结果指示信号后，微控制器213还用于根据该比较结果指示信号，通过对应的通信接口214向上位机32发送显示指示信息，该显示指示信息中包括该微控制器213对应的检测装置21的标识。该标识用于表征是哪个检测装置21检测到了检测器11发射的光束。从而，上位机32用于根据接收到的各微控制器213发送的显示指示信息调整对应的指示符的显示状态，比如调整指示符的显示颜色，比如绿色代表检测到了，红色代表没有检测到。如此，可以基于上位机32界面显示出的与各检测装置21对应的指示符的颜色以及各检测装置21在检测板2上对应的刻度确定出当前检测器11的发射光束在l米处的高度覆盖范围。

另外，当需要安装人员手动调整检测器11的安装角度时，为了便于安装人员能够直观的基于上位机32的显示结果知道应该向上还是向下调整检测器11的安装角度，可选地，在上位机32中的上述预置检测板图像中，还可以显示出与理想情况下检测器11的发射光束在l米处的高度覆盖范围相对于的显示效果，本实施例中称为有效显示位置范围。

为了显示该有效显示位置范围，首先要知道该有效显示位置范围是什么。具体地，当检测器11在承载载体比如机器人机身上的安装的高度位置确定了，需要检测器11在水平距离上的有效检测距离确定了的情况下，可以计算出该有效显示位置范围。从而，上位机32还用于：接收用户输入的检测器11在承载载体1上位于的预设高度和检测器11的有效水平检测距离，进而根据该预设高度、有效水平检测距离以及检测器11对应的预设角度偏差，确定出该有效显示位置范围，并在预置检测板图像中显示该有效显示位置范围。其中，上位机32中可以预先存储有上述预设角度偏差。计算有效显示位置范围的方法就是简单的三角形运算过程，在此不赘述。

从而，基于上位机32中的预置检测板图像中所显示出的上述有效显示位置范围以及各检测装置21对应的指示符的显示状态，可以直观地看出检测器11当前发射的光束在l米处的高度覆盖范围与通过有效显示位置范围表征的理想高度覆盖范围的偏差，以便于基于该偏差进行检测器11安装角度的调整。

综上，本发明实施例提供的检测器测试系统，用于对以一定安装角度设置在承载载体比如机器人上的检测器当前能够检测到的高度范围进行测量，以便于基于测量结果对检测器的安装角度进行调整。具体地，通过设置一个包括多组检测装置的检测板以及显示组件，在实际测试时，检测板包含有多组检测装置的一面竖直面向检测器放置。在每组检测装置中设置依次连接的光敏组件、比较器、微控制器，每组检测装置的光敏组件相对地面的高度不同。检测器发射光束，通过各组检测装置中的光敏组件可以检测到检测器发射的光束，从而可以确定检测到的光束对应的检测电压，基于各组检测装置中的比较器将对应的检测电压与参数电压进行比较的结果，可以确定哪些光敏组件检测到了检测器发射的光束，从而，各组检测装置中的微控制器基于对应比较器的比较结果控制显示组件显示用于指示对应的光敏组件能否检测到检测器发射光束的指示信息，使得安装人员能够直观地看出检测器在当前安装角度下能够检测到的高度范围，以便基于该高度范围对检测器的安装角度进行调整，直到能够检测到预设的有效高度范围。

图6为本发明实施例提供的检测器测试系统实施例二的示意图，如图6所示，在图4所示实施例的基础上，该系统还包括：

与检测器11连接的调整结构12，以及与调整结构12连接的控制器13，上位机32与控制器13通信连接。

上位机32，还用于若根据指示符的显示状态确定预设显示状态对应的刻度范围超出有效显示位置范围，则向控制器13发送调整指示。

控制器13，用于根据调整指示调整调整结构12，以调整检测器11相对承载载体1的安装角度。

本实施例中，为了实现对检测器11在承载载体1比如机器人机身上的安装角度的自动调整，可以设置一调整结构12，该调整结构12为一个可转动的结构，将检测器11置于该调整结构12上。

从而，基于前述实施例中的说明，当上位机32根据指示符的显示状态确定预设显示状态对应的刻度范围，即确定出当前检测器11发射的光束在l米处的高度覆盖范围，并基于该高度覆盖范围相对上述有效显示位置范围的偏差向控制器13发送调整指示，以使得控制器13根据该调整指示调整调整结构12，以调整检测器11相对承载载体1的安装角度。比如，如果实际确定出的高度覆盖范围相对于该有效显示位置范围向上偏移，则向控制器13发送向下偏移调整的指示；如果实际确定出的高度覆盖范围相对于该有效显示位置范围向下偏移，则向控制器13发送向上偏移调整的指示。

基于本实施例，可以实现对检测器的安装角度的自动化调整。

图7为本发明实施例提供的检测器测试系统实施例三的示意图，如图7所示，在图3或图5所示实施例的基础上，以图3所示实施例为例，每组检测装置21中还包括：

置于光敏组件211前的滤镜215，用于过滤掉超出检测器11对应的发射光束波长的光线，以及，

置于滤镜215与光敏组件211之间的凸透镜216，光敏组件211位于凸透镜216的焦点位置。

本实施例中，为了提高光敏组件211的检测精度、灵敏度和抗干扰度，避免外界光线对光敏组件211检测的影响，可以在光敏组件211前设置滤镜215，该滤镜215用于滤除超出检测器11发射的光线波长的光线。另外，为了增强光敏组件211的检测精度，还可以在滤镜215与光敏组件211之间设置凸透镜216，以对滤镜215滤除后的光线进行收集和放大。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。