一种用于激光雷达的自动采集系统和方法与流程

1.本技术涉及激光测距传感器技术领域，具体涉及一种用于激光雷达的自动采集系统和方法。


背景技术：

2.目前随着人工智能发展，激光雷达的应用领域越来越广泛，激光雷达的实现是发射模组发光，接收模组接收，通过tof时间测量法实现测距功能。在激光雷达生产过程中，要保证激光雷达的测试精度和强度准确性需要对激光雷达进行标定，标定需要在不同距离进行测试取值，需要移动激光雷达，或者移动光屏。
3.现有技术方案一：使用有轨小车和光电开关配合进行距离采集标定、强度采集；铺设有轨小车保证小车直线行驶，光电开关位置决定小车停止的精确位置，然后进行数据采集。该方案使用有轨小车上固定光屏的方式进行标定采集，在移动过程中，移动位移很长，导轨甚至需要超过百米；因而铺设导轨成本高昂，耗时费力，铺设导轨占用空间太大，成本太高；此外使用定点开关进行距离标定，需要增加开关位置，增加设备成本。
4.现有技术方案二：在激光雷达前方布置多个高低不同或者角度不同的反射面进行距离采集标定，利用多个反射面参差不齐互不遮挡的方式进行数据采集。使用固定光屏方式进行采集只能采集固定点的距离和强度，测距选取点少，测试采集数据量太少；并且由于固定光屏和铺设导轨会导致占用空间过大，不能够灵活支配标定场地，因此解决或者改进上述问题对激光测距设备的标定显得尤为迫切。


技术实现要素：

5.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种用于激光雷达的自动采集系统和方法。
6.根据本技术实施例的第一方面，提供一种用于激光雷达的自动采集系统，包括：
7.固定台，用于安装待测激光雷达和测距标定装置；
8.自动导航车，用于沿测试方向运动，所述自动导航车上搭载有测试板；
9.导航装置，用于辅助所述自动导航车沿直线进行运动；
10.控制装置，用于获取所述待测激光雷达和所述测距标定装置的检测信号，还能够与所述自动导航车无线通信，控制所述自动导航车的启动和停止。
11.进一步地，所述自动导航车为agv小车；所述导航装置为磁条；所述磁条沿测试方向设置在所述固定台的一侧，所述agv小车能够沿所述磁条直线运动。
12.进一步地，所述测距标定装置为激光测距仪；所述待测激光雷达和所述激光测距仪设置在所述固定台上的相同零点位置，二者同时对所述自动导航车上搭载的测试板进行测距。
13.进一步地，所述激光测距仪用于检测真实距离，所述待测激光雷达用于采集测试距离和测试强度；
14.所述控制装置自动获取真实距离、测试距离和测试强度，并根据获取的信号对所述待测激光雷达进行强度和距离补偿标定。
15.进一步地，所述控制装置包括：
16.采集模块，用于采集所述测距标定装置检测的真实距离、所述待测激光雷达检测的测试距离和测试强度；
17.设置模块，用于设置所述测试板的反射面类型，设置所述自动导航车的每步移动距离。
18.进一步地，所述控制装置还包括：
19.功能模块，用于控制所述自动导航车的启动和停止，还用于对真实距离、测试距离和测试强度进行分析，从而对所述待测激光雷达进行强度和距离补偿标定；
20.进一步地，所述控制装置还包括：
21.显示模块，用于显示所述设置模块、所述采集模块和所述功能模块的相关信息。
22.根据本技术实施例的第二方面，提供一种用于激光雷达的自动采集方法，该方法应用于如上任意一种实施例所述的自动采集系统；该方法包括：
23.将待测激光雷达与控制装置连接；
24.将测距标定装置与控制装置连接；
25.控制装置启动测试，自动采集测距标定装置检测的真实距离、待测激光雷达检测的测试距离和测试强度；
26.确定预设的每步移动距离，根据每步移动距离控制自动导航车反复启停，记录停止时的真实距离、测试距离和测试强度；
27.对记录的数据进行统计分析，从而对待测激光雷达进行强度和距离补偿标定。
28.进一步地，该方法还包括：
29.检测到待测激光雷达连接成功后，在控制装置的显示区域显示连接成功信息，并显示待测激光雷达检测到的数据；
30.检测到测距标定装置连接成功后，在控制装置的显示区域显示连接成功信息，并显示测距标定装置检测到的数据。
31.进一步地，该方法还包括：
32.当自动导航车的移动距离达到预设的最大距离时，更换测试板的反射面类型，并将自动导航车的运动方向调整为相反方向。
33.本技术的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：
34.本技术方案在占用空间小、制作成本低的情况下，完成对待测激光雷达距离和强度的测试；提高了采集效率和采集点数，减小设备复杂度并降低成本，提高生产标定效率。
35.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
36.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
37.图1为本发明实施例的一种用于激光雷达的自动采集系统的系统框图。
38.图2为本发明实施例的一种用于激光雷达的自动采集系统的结构图。
39.图3为本发明实施例的一种用于激光雷达的自动采集系统的控制装置划分图。
40.图4为本发明实施例的一种用于激光雷达的自动采集方法的工作流程图。
具体实施方式
41.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的例子。
42.图1是根据一示例性实施例示出的一种用于激光雷达的自动采集系统的系统框图。该系统包括：
43.固定台，用于安装待测激光雷达和测距标定装置；
44.自动导航车，用于沿测试方向运动，所述自动导航车上搭载有测试板；
45.导航装置，用于辅助所述自动导航车沿直线进行运动；
46.控制装置，用于获取所述待测激光雷达和所述测距标定装置的检测信号，还能够与所述自动导航车无线通信，控制所述自动导航车的启动和停止。
47.本技术方案在占用空间小、制作成本低的情况下，完成对待测激光雷达距离和强度的测试；提高了采集效率和采集点数，减小设备复杂度并降低成本，提高生产标定效率。
48.为进一步详述本技术的技术方案，首先具体解释本方案的技术原理。
49.如图2所示，本发明公开了一种用于激光雷达的自动采集工装，该结构包括：麦克纳姆轮agv小车、磁条、测试板、激光测距仪模块、控制装置、待测激光雷达、供电线、数据线、无线通信模块、固定台等。其中激光测距仪和待测激光雷达安装在固定台上不动，在固定台正前方铺设磁条，磁条上面放置麦克纳姆agv小车，测试板安装在小车上。
50.该装置将激光测距仪和待测激光雷达放置在相同零点位置测试麦克纳姆agv小车上的测试板，通过控制装置和无线遥控装置控制麦克纳姆agv小车的行驶与暂停，控制装置自动采集激光测距仪模块测试真实距离和待测激光雷达得到测试距离和强度，完成激光雷达测试数据的自动采集工作，从而进行强度和距离补偿标定功能。
51.其中磁条保证agv小车行驶轨迹始终和测试方向平行，激光测距仪模块距离精度达到mm级别，保证采集真实数据的有效性。agv小车安装有电池，使用无线通信模块控制其前进和停止，不需要铺设线缆避免工程的复杂性。
52.下面结合具体的应用场景，对本技术的方案进行拓展说明。
53.如图2所示，激光测距仪和待测激光雷达安装在固定台上不动，测试正前方的地面上铺设磁条和测试方向平行，agv小车放置在磁条上，测试板在agv小车上面固定。待测激光雷达和激光测距仪分别使用供电线进行供电，使用数据线分别连接控制装置和待测激光雷达，控制装置和激光测距仪模块进行数据通信，控制装置通过数据线进行待测激光雷达测试数据距离强度和激光测距模块真实数据的采集。同时能够通过无线通信模块控制agv小车的行驶和暂停。
54.控制装置通过数据线进行待测激光雷达测试数据和激光测距模块真实数据采集；同时能够通过无线通信模块控制agv小车的行驶和暂停。
55.该系统的使用方法如下：
56.(1)将磁条沿着测试方向铺好，不要弯曲，折叠；
57.(2)将agv小车放到磁条上，中心和磁条对齐，小车行走方向、磁条、测试扫描方向平行，第一次测试需要保证小车向远离传感器方向行走；
58.(3)打开agv小车电源，打开无线通信模块，通过控制装置控制小车行驶，如果agv小车放置有偏斜，此时agv小车会在行驶前两步过程中会根据磁条铺设方向自动调整方向，保证agv小车行驶方向和磁条平行；
59.(4)给激光测距仪上电，将数据线插到控制装置上；此时激光测距仪(注意，不是待测激光雷达)传输数据给控制装置显示测试真实距离，此时激光测距仪零点和待测激光传感器中心零点对齐；保证激光测距仪的红点和测试方向平行，保证近点照射到待测面的位置和远点(测距量程处，10米以上)的照射位置距离相差不超过5cm。
60.如图3所示，控制装置分为设置模块、采集模块、功能模块、显示模块。采集模块可以采集传感器温度、距离、强度；设置模块可以设置测试板面的类型：10％反射面、30％反射面、100％反射面、钻石级反射面，设置agv小车每步移动距离；功能模块包括“启动测试”模块，“移动小车”模块，“自动记录”模块，“停止测试”模块，“数据统计分析”模块组成；显示模块可以显示设置模块、采集模块、功能模块的相关信息。
61.本技术还提供一种用于激光雷达的自动采集方法，该方法应用于如上任意一种实施例所述的自动采集系统；该方法可以包括以下步骤：
62.将待测激光雷达与控制装置连接；
63.将测距标定装置与控制装置连接；
64.控制装置启动测试，自动采集测距标定装置检测的真实距离、待测激光雷达检测的测试距离和测试强度；
65.确定预设的每步移动距离，根据每步移动距离控制自动导航车反复启停，记录停止时的真实距离、测试距离和测试强度；
66.对记录的数据进行统计分析，从而对待测激光雷达进行强度和距离补偿标定。
67.一些实施例中，该方法还包括：
68.检测到待测激光雷达连接成功后，在控制装置的显示区域显示连接成功信息，并显示待测激光雷达检测到的数据；
69.检测到测距标定装置连接成功后，在控制装置的显示区域显示连接成功信息，并显示测距标定装置检测到的数据。
70.一些实施例中，该方法还包括：
71.当自动导航车的移动距离达到预设的最大距离时，更换测试板的反射面类型，并将自动导航车的运动方向调整为相反方向。
72.下面结合具体的应用场景，对本技术的方案进行拓展说明。如图4所示，本发明的工作过程如下：
73.第一步：待测激光雷达连接，能在控制装置显示区域看到待测激光雷达连接成功，显示待测激光雷达测试数据。
74.第二步：激光测距仪连接，能在控制装置显示区域看到激光测距仪连接成功，显示激光测距仪测试真实距离数据。
75.第三步：启动“启动测试”模块，会自动采集激光雷达和激光测距仪距离数据、温度数据、根据设置测试反射面类型采集反射面信息。
76.第四步：启动“移动小车”模块、此时小车根据设置agv小车每步移动距离移动一步，保证小车反射面和测试面垂直；
77.第五步：启动“自动记录”模块，agv小车开始按照设置距离移动，反复启停，激光测距仪测试真实距离和待测激光雷达测试距离和强度值在小车停止瞬间进行自动采集记录。
78.第六步：小车行驶到磁条尽头会自动调转车头，更换反射面，继续进行数据采集测试，小车行驶到激光雷达近端时，启动“停止测试”模块，小车停止，数据采集完成。
79.第七步：启动“数据统计分析”模块，对数据进行分析统计。
80.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
81.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
82.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
83.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
84.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
85.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
86.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
87.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
88.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。