激光雷达的角度标定装置和角度标定方法与流程

本技术涉及激光雷达，特别是涉及激光雷达的角度标定装置和角度标定方法。

背景技术：

1、相关技术中主要通过提高结构件的制造加工精度、提高装配精度来减少激光雷达的角度偏差，但这会导致非常高昂的制造成本。还有一些相关技术通过在固定工装下，利用显光卡将激光器发出的光斑显示出来，从而依据不同状态下光斑的偏移角度计算出激光雷达的机芯、转镜等在理论值和实际值之间的偏差；这种标定方式不进面临了点云视场在真实场景中还原度差的问题，而且其标定过程复杂，人工成本高，因而不适合量产。

技术实现思路

1、本发明实施例提供的激光雷达的角度标定装置和角度标定方法，至少解决相关技术中激光雷达的角度标定方法成本高的问题。

2、一种激光雷达的角度标定装置，包括：标准工装台、水平角度标示体、水平角度标示背景板、垂直角度标示板；其中，

3、标准工装台的轴线的延伸方向z轴垂直于垂直角度标示板，标准工装台用于固定激光雷达；

4、水平角度标示体的轴线的延伸方向z轴垂直于垂直角度标示板，水平角度标示体包括一对与水平角度标示体的轴线平行的侧边；

5、水平角度标示板位于水平角度标示体相对于标准工装台的后面，水平角度标示背景板所在平面x-z平面垂直于垂直角度标示板所在平面x-y平面，且垂直于水平角度标示体的轴线和标准工装台的轴线共同的平面y-z平面；

6、标准工装台还包括使激光雷达在水平角度标示体的轴线和标准工装台的轴线共同的平面y-z平面内转动的俯仰角度调节机构。

7、在其中的一些实施例中，标准工装台与水平角度标示体的距离为4~5米；水平角度标示板与水平角度标示体的距离为0.8~1.2米；垂直角度标示板的远端与标准工装台的距离为10~15米。

8、在其中的一些实施例中，装置还包括电子设备，电子设备用于获取激光雷达探测到的点云数据，对激光雷达的安装角度、机芯的安装角度以及转镜的安装角度进行标定。

9、一种激光雷达的角度标定方法，应用于上述的角度标定装置，角度标定方法包括：

10、根据激光雷达的机芯探测到的位于水平角度标示体和水平角度标示背景板上的点云的数据，对机芯的水平中心角度、不同机芯间的水平夹角以及不同转镜镜面间的水平偏移角度进行标定；

11、在完成激光雷达的所有机芯的水平角度的标定后，根据激光雷达的不同机芯在相同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云之间的差异，对激光雷达的不同机芯的垂直角度进行标定，以及根据激光雷达的相同机芯在不同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云之间的差异，对不同转镜镜面的俯仰角度进行标定。

12、根据激光雷达的机芯探测到的位于水平角度标示体和水平角度标示背景板上的点云的数据，对机芯的水平中心角度进行标定包括：

13、获取激光雷达的机芯在相同转镜镜面下探测到的水平角度90°±α的多个点云列的测距值，其中，α不小于设计偏差量的最大值；

14、根据点云列中各点云的测距值确定特定点云列，记录特定点云列对应的初始水平角度值，其中，特定点云列包括以下之一：特定点云列中一部分点云在水平角度标示体上，另一部分点云在水平角度标示背景板上；特定点云列中全部点云在水平角度标示体上，而与特定点云列相邻的点云列中全部点云在水平角度标示背景板上；

15、根据初始水平角度值与90°的差值，确定第一机芯的点云的水平角度修正量。

16、在其中的一些实施例中，方法还包括：

17、对机芯的水平角度进行多次修正，直至水平角度修正量的绝对值小于设定阈值。

18、在其中的一些实施例中，根据激光雷达的机芯探测到的位于水平角度标示体和水平角度标示背景板上的点云的数据，对不同机芯间的水平夹角进行标定包括：

19、获取激光雷达的第一机芯和第二机芯在相同转镜镜面下探测到的位于水平角度标示体上的点云列的水平坐标；

20、获取第二机芯的第一发光角度修正值，第一发光角度修正值使得第一机芯和第二机芯探测到的对应于相同水平角度的点云列的水平坐标重合。

21、在其中的一些实施例中，根据激光雷达的机芯探测到的位于水平角度标示体和水平角度标示背景板上的点云的数据，对不同机芯间的水平夹角进行标定还包括：

22、获取激光雷达的第一机芯或第二机芯在相同转镜镜面下探测到的位于水平角度标示背景板上的点云列的水平坐标；

23、获取第一机芯和第二机芯的第二发光角度修正值，第二发光角度修正值使得第一机芯或第二机芯探测到的位于水平角度标示背景板上的点云列的最大水平坐标值和最小水平坐标值的和值为零，其中，水平角度标示背景板的轴线的水平坐标值为零。

24、在其中的一些实施例中，根据激光雷达的机芯探测到的位于水平角度标示体和水平角度标示背景板上的点云的数据，对不同转镜镜面间的水平偏移角度进行标定包括：

25、获取激光雷达的相同机芯在第一转镜镜面下和第二转镜镜面下探测到的位于水平角度标示背景板上的点云列的水平坐标，并分别计算第一转镜镜面对应点云列的水平坐标的均值和第二转镜镜面对应点云列的水平坐标的均值；

26、获取第二转镜镜面的水平偏移角度修正值，水平偏移角度修正值使得第一转镜镜面和第二转镜镜面对应点云列的水平坐标的均值差小于预设阈值。

27、在其中的一些实施例中，根据激光雷达的不同机芯在相同转镜镜面下探测到的点云之间的差异，对激光雷达的不同机芯的垂直角度进行标定包括：

28、获取激光雷达的第一机芯和第二机芯在相同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云的高度坐标，并分别计算第一机芯对应点云的高度坐标的均值和第二机芯对应点云的高度坐标的均值；

29、获取第二机芯的第一俯仰角度修正值，第一俯仰角度修正值使得第一机芯和第二机芯对应点云的高度坐标的均值差小于预设阈值。

30、在其中的一些实施例中，根据激光雷达的不同机芯在相同转镜镜面下探测到的点云之间的差异，对激光雷达的不同机芯的垂直角度进行标定还包括：

31、获取激光雷达的第一机芯或第二机芯在相同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云的高度坐标，并计算第一机芯对应点云的高度坐标的极值差或第二机芯对应点云的高度坐标的极值差；

32、获取第一机芯和第二机芯的第二俯仰角度修正值，第二俯仰角度修正值使得第一机芯对应点云的高度坐标的极值差或第二机芯对应点云的高度坐标的极值差小于预设阈值。

33、在其中的一些实施例中，根据激光雷达的相同机芯在不同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云之间的差异，对不同转镜镜面的俯仰角度进行标定包括：

34、获取激光雷达的相同机芯在第一转镜镜面下和第二转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云的高度坐标，并分别计算第一转镜镜面对应点云的高度坐标的均值和第二转镜镜面对应点云的高度坐标的均值；

35、获取第二转镜镜面的俯仰角度修正值，俯仰角度修正值使得第一转镜镜面和第二转镜镜面对应点云的高度坐标的均值差小于预设阈值。

36、在其中的一些实施例中，在根据激光雷达的不同机芯在相同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云之间的差异，对激光雷达的不同机芯的垂直角度进行标定，以及根据激光雷达的相同机芯在不同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云之间的差异，对不同转镜镜面的俯仰角度进行标定之前，方法还包括：

37、调整俯仰角度调节机构，以使得垂直角度标示板上完整呈现激光雷达的垂直视场角。

38、一种电子设备，包括：处理器，以及存储程序的存储器，程序包括指令，指令在由处理器执行时使处理器执行上述的方法。

39、一种存储有计算机指令的非瞬时机器可读介质，计算机指令用于使计算机执行上述的方法。

40、本发明实施例提供的激光雷达的角度标定装置和角度标定方法，通过根据激光雷达的机芯探测到的位于水平角度标示体和水平角度标示背景板上的点云的数据，对机芯的水平中心角度、不同机芯间的水平夹角以及不同转镜镜面间的水平偏移角度进行标定；在完成激光雷达的所有机芯的水平角度的标定后，根据激光雷达的不同机芯在相同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云之间的差异，对激光雷达的不同机芯的垂直角度进行标定，以及根据激光雷达的相同机芯在不同转镜镜面下探测到的位于垂直角度标示板上的点云之间的差异，对不同转镜镜面的俯仰角度进行标定的方式，解决了相关技术中激光雷达的角度标定方法成本高的问题，提供了一种适宜量产的激光雷达角度标定方法。

41、本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。