一种激光雷达装配偏移角获取系统及装配角度校正方法与流程

1.本技术涉及激光雷达制造领域，具体而言，涉及一种激光雷达装配偏移角获取系统及装配角度校正方法。


背景技术：

2.激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置和方位的雷达，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，目标将激光光束进行反射后，通过不同目标反射的激光光束在感应器上投射的位置，从而判断目标的距离。现有的激光雷达由于在装配过程中存在误差，导致实际发射的激光光束和理论发射的激光光束之间存在偏移角。现有技术中难以快速获取激光雷达的偏移角，并对偏移角进行校正。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种激光雷达装配偏移角获取系统及装配角度校正方法，其旨在改善相关技术中难以快速获取激光雷达的偏移角的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种激光雷达装配偏移角获取系统，该激光雷达装配偏移角获取系统包括基座、标靶件、角度检测装置和处理器。基座具有安装面，安装面用于安装激光雷达。标靶件与基座间隔设置，用于接收激光雷达发出的激光。角度检测装置安装于基座，角度检测装置被配置为检测安装面与水平面之间的夹角。处理器与角度检测装置电连接，用于根据角度检测装置检测的角度值、激光雷达与标靶件在水平方向上的距离及激光在标靶件上的光斑与激光雷达在竖直方向上的距离获取激光雷达的偏移角。
5.在上述技术方案中，激光雷达装配偏移角获取系统通过设置角度检测装置，检测安装面与水平面的夹角，处理器在进行偏移角计算时，通过角度检测装置检测的角度值进行修正，从而降低了对安装面水平度的要求。采用该激光雷达装配偏移角获取系统，能够快速、方便地确定激光雷达的偏移角，之后可根据该偏移角对激光雷达进行调节，校正激光雷达。
6.作为本技术实施例的一种可选技术方案，激光雷达装配偏移角获取系统包括摄像设备，摄像设备与处理器电连接。摄像设备用于获取激光在标靶件上的光斑的位置信息。处理器用于根据位置信息获取光斑与激光雷达在竖直方向上的距离。
7.在上述技术方案中，通过设置摄像设备来获取标靶件上的光斑的位置信息，相比于采用肉眼观测光斑位置，获取速度更快，人为干扰较小，更加精确。
8.作为本技术实施例的一种可选技术方案，激光雷达装配偏移角获取系统包括转动机构，激光雷达通过转动机构安装于安装面。转动机构用于带动激光雷达相对于基座绕垂直于安装面的轴线转动。
9.在上述技术方案中，通过设置转动机构，便于带动激光雷达转动，便于对激光雷达各个方向上的偏移角进行测量。
10.作为本技术实施例的一种可选技术方案，转动机构与处理器电连接，处理器用于
根据转动机构的转动次数获取偏移角的第一平均值。
11.在上述技术方案中，通过多次转动激光雷达，获取多个偏移角的第一平均值，通过该第一平均值对激光雷达进行校正，效率更高。
12.第二方面，本技术实施例还提供了一种激光雷达装配角度校正方法，基于上述任一项中的激光雷达装配偏移角获取系统，激光雷达装配角度校正方法包括：获取激光在标靶件上的光斑与激光雷达在竖直方向上的第一距离；获取激光雷达与标靶件在水平方向上的第二距离；通过角度检测装置检测安装面与水平面之间的夹角；根据第一距离、第二距离和角度检测装置检测的角度值获取激光雷达的偏移角；多次调节激光雷达的位置，获取偏移角的第一平均值；根据第一平均值调节激光雷达。
13.在上述技术方案中，通过设置角度检测装置，检测安装面与水平面的夹角，在进行偏移角计算时，通过角度检测装置检测的角度值进行修正，从而降低了对安装面的水平度的要求。采用该激光雷达装配角度校正方法，能够快速、方便地确定激光雷达的偏移角，多次调节激光雷达，得到偏移角的第一平均值，根据第一平均值对激光雷达进行调节，校正激光雷达，提升了激光雷达校正的效率和准确度。
14.作为本技术实施例的一种可选技术方案，根据第一距离、第二距离和角度检测装置检测的角度值获取激光雷达的偏移角包括：根据计算偏移角，其中，h为第一距离，s为第二距离，α为角度检测装置检测的角度值。
15.在上述技术方案中，根据这一公式，可快速计算出激光雷达的偏移角。
16.作为本技术实施例的一种可选技术方案，多次调节激光雷达的位置包括：绕垂直于安装面的轴线转动激光雷达，记录每次转动后激光雷达所处的角度位置，获得多次角度位置的第二平均值。
17.在上述技术方案中，通过转动激光雷达，便于对激光雷达各个方向上的偏移角进行测量。通过计算角度位置的第二平均值，便于确定激光雷达的平均调节量。
18.作为本技术实施例的一种可选技术方案，根据第一平均值调节激光雷达包括：根据第一平均值和第二平均值调节激光雷达上的装配螺栓。
19.在上述技术方案中，通过调节装配螺栓的旋紧情况，即可快速调整激光雷达的偏移角，方便快捷。
20.作为本技术实施例的一种可选技术方案，根据第一平均值和第二平均值调节激光雷达上的装配螺栓包括：根据计算装配螺栓的调节角度，其中，ρ为第二平均值，θ为激光雷达的发射方向与通过装配螺栓中心和激光雷达的安装中心的直线之间的夹角。
21.在上述技术方案中，根据这一公式，可快速计算出装配螺栓的调节角度。
22.作为本技术实施例的一种可选技术方案，根据第一平均值和第二平均值调节激光
雷达上的装配螺栓还包括：根据计算装配螺栓的调节圈数，其中，d为装配螺栓的螺距值，r为安装中心到装配螺栓中心的距离。
23.在上述技术方案中，根据这一公式可计算出装配螺栓的调节圈数，之后根据装配螺栓的调节圈数转动装配螺栓，即可对激光雷达进行校正。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
25.图1为本技术实施例提供的激光雷达装配偏移角获取系统的结构示意图；
26.图2为本技术实施例提供的装配螺栓的调节示意图。
27.图标：100-基座；200-标靶件；300-角度检测装置；400-处理器；500-摄像设备；600-转动机构；700-激光雷达；710-装配螺栓。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况
理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.实施例
35.请参照图1，本实施例提供了一种激光雷达装配偏移角获取系统，该激光雷达装配偏移角获取系统包括基座100、标靶件200、角度检测装置300和处理器400。基座100具有安装面，安装面用于安装激光雷达700。标靶件200与基座100间隔设置，用于接收激光雷达700发出的激光。角度检测装置300安装于基座100，角度检测装置300被配置为检测安装面与水平面之间的夹角。处理器400与角度检测装置300电连接，用于根据角度检测装置300检测的角度值、激光雷达700与标靶件200在水平方向上的距离及激光在标靶件200上的光斑与激光雷达700在竖直方向上的距离获取激光雷达700的偏移角。激光雷达装配偏移角获取系统通过设置角度检测装置300，检测安装面与水平面的夹角，处理器400在进行偏移角计算时，通过角度检测装置300检测的角度值进行修正，从而降低了对安装面水平度的要求。采用该激光雷达装配偏移角获取系统，能够快速、方便地确定激光雷达700的偏移角，之后可根据该偏移角对激光雷达700进行调节，校正激光雷达700。
36.请参照图1，在一些实施例中，基座100的上表面为安装面，激光雷达700安装于基座100的上表面上。标靶件200在水平方向上与基座100间隔设置，且激光雷达700对准标靶件200的中心位置或中心位置附近，以便于标靶件200接收激光雷达700发出的激光。可选地，标靶件200为标靶纸，标靶纸上具有网格，以便于确定激光在标靶纸上的光斑位置。
37.在一些实施例中，角度检测装置300安装于安装面，角度检测装置300被配置为检测安装面与水平面之间的夹角。当然，在另一些实施例中，角度检测装置300也可以安装于基座100的其他位置，只要能够检测安装面与水平面之间的夹角即可。例如，请参照图1，基座100的上表面(即安装面)与基座100的下表面平行。则角度检测装置300可安装于基座100的下表面，同样能够检测安装面与水平面之间的夹角。
38.请参照图1，在一些实施例中，处理器400为计算机。可选地，处理器400为cpu(central processing unit，中央处理器)。处理器400与角度检测装置300电连接，以接收角度检测装置300检测的角度值。另外，激光雷达700与标靶件200在水平方向上的距离在布置标靶件200和激光雷达700时就已经确定，可以人为输入处理器400。而激光在标靶件200上的光斑与激光雷达700在竖直方向上的距离也可以由操作人员肉眼确认后，输入处理器400。处理器400根据角度检测装置300检测的角度值、激光雷达700与标靶件200在水平方向上的距离及激光在标靶件200上的光斑与激光雷达700在竖直方向上的距离获取激光雷达700的偏移角。
39.在一些实施例中，激光雷达装配偏移角获取系统包括摄像设备500，摄像设备500与处理器400电连接。摄像设备500朝向标靶件200设置，摄像设备500用于获取激光在标靶件200上的光斑的位置信息。处理器400用于根据位置信息获取光斑与激光雷达700在竖直方向上的距离。通过设置摄像设备500来获取标靶件200上的光斑的位置信息，相比于采用肉眼观测光斑位置，获取速度更快，人为干扰较小，更加精确。可选地，摄像设备500为相机、摄像机或扫描仪等。
40.请参照图1，在一些实施例中，激光雷达装配偏移角获取系统包括转动机构600，激光雷达700通过转动机构600安装于安装面。转动机构600用于带动激光雷达700相对于基座100绕垂直于安装面的轴线转动。通过设置转动机构600，便于带动激光雷达700转动，便于
对激光雷达700各个方向上的偏移角进行测量。可选地，转动机构600为电动转台，转动机构600与处理器400电连接，处理器400用于根据转动机构600的转动次数获取偏移角的第一平均值。通过多次转动激光雷达700，获取多个偏移角的第一平均值，通过该第一平均值对激光雷达700进行校正，效率更高。
41.本实施例还提供了一种激光雷达装配角度校正方法，基于上述的激光雷达装配偏移角获取系统，激光雷达装配角度校正方法包括：获取激光在标靶件200上的光斑与激光雷达700在竖直方向上的第一距离；获取激光雷达700与标靶件200在水平方向上的第二距离；通过角度检测装置300检测安装面与水平面之间的夹角；根据第一距离、第二距离和角度检测装置300检测的角度值获取激光雷达700的偏移角；多次调节激光雷达700的位置，获取偏移角的第一平均值；根据第一平均值调节激光雷达700。通过设置角度检测装置300，检测安装面与水平面的夹角，在进行偏移角计算时，通过角度检测装置300检测的角度值进行修正，从而降低了对安装面的水平度的要求。采用该激光雷达装配角度校正方法，能够快速、方便地确定激光雷达700的偏移角，多次调节激光雷达700，得到偏移角的第一平均值，根据第一平均值对激光雷达700进行调节，校正激光雷达700，提升了激光雷达700校正的效率和准确度。
42.请参照图1，若激光雷达700水平安装，则激光雷达700发出的激光应打在0点，0点与激光雷达700处于同一高度。但是，由于安装面与水平面之间存在夹角，因此，激光雷达700发出的激光理论上应该打在a点。通过三角函数可以计算得到0a的距离为h0＝s
·
tanα。其中，s为第二距离，α为角度检测装置300检测的检测值。
43.获取转动机构600的角度ρ，由于激光雷达700存在偏移角，激光雷达700发出的激光实际上打在b点。则可以根据α计算转动机构600的角度为ρ时的偏移角，其中，h为第一距离，s为第二距离，α为角度检测装置300检测的角度值。之后，转动转动机构600，进行其他位置的偏移角的测量。可得到多组数据，可得到多组测量数据：(ρ1，β1)，(ρ2，β2)，(ρ3，β3)，...，(ρn，βn)，根据多组测量数据，得到第二平均值和第一平均值，写为(ρ，β)。
44.请参照图2，根据平均值(ρ，β)调节激光雷达700上的装配螺栓710，通过调节装配螺栓710的旋紧情况，即可快速调整激光雷达700的偏移角，方便快捷。可选地，根据计算装配螺栓710的调节角度，其中，ρ为第二平均值，θ为激光雷达700的发射方向与通过装配螺栓710中心和激光雷达700的安装中心的直线之间的夹角。结合到图2中，c点为激光雷达700的安装中心，d点为装配螺栓710中心，则θ为激光雷达700的发射方向与直线cd的夹角。
45.此外，还可以根据计算装配螺栓710的调节圈数，其中，d为装配螺栓710的螺距值，r为安装中心到装配螺栓710中心的距离。结合到图1中，r为线段cd的长度。
46.采用同样的计算方法，调节全部装配螺栓710。例如，请参照图2，图2中设有四个装配螺栓710，需要根据不同的装配螺栓710分别计算调节圈数，并分别调节。
47.全部装配螺栓710调节完成后，可以再次测试激光雷达700的偏移角，确认激光雷
达700的偏移角是否在阈值内。
48.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。