一种快速准确的车用激光雷达检测范围测试装置及方法与流程

1.本发明涉及车用激光雷达检测技术领域，尤其是涉及一种快速准确的车用激光雷达检测范围测试装置及方法。


背景技术：

2.随着自动驾驶技术的发展，激光雷达作为兼顾测距精确性、检测范围广、分辨率高等优势的新一代智能传感器设备，将从数据根源极大地促进自动驾驶汽车的发展与应用。
3.激光雷达的检测区域(field of volume，fov)是激光雷达的重要的性能指标之一，它反映了激光雷达能够覆盖到的有效检测区域，只有在该区域内部的环境、车辆、行人及其他障碍物才能够有效地被激光雷达感知并得到点云数据。一般来讲，激光雷达的有效fov越大越好，目前国内越来越多的厂家研究并发布了自己的激光雷达传感器，因此对于激光雷达传感器的测试需求越来越强。
4.然而，由于激光雷达采用的激光波段为905nm或者1550nm，属于近红外波段，人眼无法直接观察，进而导致激光雷达fov的测定效率低，误差大。本发明针对这一困难提出了一种新型便携的测试装置，并提出了与之匹配的fov检测方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快速准确的车用激光雷达检测范围测试装置及方法。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种快速准确的车用激光雷达检测范围测试装置，该装置包括支撑座、安装在支撑座中部的支撑架、通过两自由度漫反射板夹具与支撑架固定的靶标板、设置在靶标板上的全站仪瞄准标以及设置在靶标板背面的水平尺。
8.所述的靶标板包括漫反射板以及黏附在漫反射板正面的黑色稀疏吸光海绵。
9.所述的漫反射板用以反射激光光束和获取量测点云。
10.所述的黑色稀疏吸光海绵用以遮挡部分漫反射面，阻断激光光束的回传，使得激光雷达无法获得相应覆盖区域的量测点云。
11.所述的两自由度漫反射板夹具设置在支撑架上端，且位于靶标板背面中部。
12.所述的全站仪瞄准标具体为漫反射板上的涂色标记，在使用全站仪测量漫反射板的坐标时作为对准标志。
13.所述的水平尺分别设置在靶标板背面的上侧和左/右侧，用以观察和协助调整漫反射板呈水平和竖直状态。
14.所述的两自由度漫反射板夹具用以调节漫反射板的状态，进而使得漫反射板保持上沿水平和侧沿竖直状态。
15.一种应用所述车用激光雷达检测范围测试装置的方法，该方法包括以下步骤：
16.步骤1：选择室内长度为激光雷达的标称距离1/4～1/2的场地，场地两端分别设置
用以安装被测激光雷达的水平工作台及激光雷达检测区域测试装置；
17.步骤2：将被测激光雷达水平放置在水平工作台上，且激光雷达的安装高度与激光雷达检测区域测试装置上的全站仪瞄准点相同；
18.步骤3：将全站仪放置在距激光雷达大于3m的位置处，锁定安放全站仪的支架，以保证全站仪在测量时稳定可靠，并通过全站仪记录激光雷达中心参考点o；
19.步骤4：打开激光雷达的点云显示界面；
20.步骤5：调整激光雷达检测区域测试装置的位置，向激光雷达水平视场左边界位置移动，并持续观察靶标板上的点云，此时能够持续观察到靶标板留空条带状点云数据，当条带状点云突然消失时停止，并小幅度向反方向移动，使得带状点云再次出现并保持该位置不动；
21.步骤6：调整激光雷达检测区域测试装置的两自由度漫反射板夹具并观察水平尺使得靶标板水平竖直；
22.步骤7：通过激光雷达测量靶标板上全站仪瞄准标的三维坐标，并记作a；
23.步骤8：采用步骤5相同的方法将激光雷达检测区域测试装置放置在激光雷达右端边界处；
24.步骤9：采用步骤6相同的方法使得激光雷达检测区域测试装置水平竖直；
25.步骤10：通过激光雷达测量靶标板上全站仪瞄准标的三维坐标，记作b；
26.步骤11：根据测得的o、a和b的空间坐标，计算oa、ob和ab之间的距离，获取该激光雷达的水平视场角
27.步骤12：调整激光雷达检测区域测试装置的两自由度漫反射板夹具，使得黑色稀疏吸光海绵横置，参照步骤5～7的方式，获得激光雷达上检测边界和下检测边界，并记录上下边界处全站仪瞄准标的三维坐标，分别记作c和d；
28.步骤13：根据测得的o、c和d的空间坐标，计算oc、od和cd之间的距离，获取该激光雷达的竖直视场角θ。
29.所述的步骤11中，激光雷达的水平视场角的计算公式为：
[0030][0031]
其中，d
oa
为o点和a点之间的距离，d
ob
为o点和b点之间的距离，d
oc
为o点和c点之间的距离；
[0032]
所述的步骤13中，激光雷达的竖直视场角θ的计算公式为：
[0033][0034]
其中，d
oc
为o点和c点之间的距离，d
od
为o点和d点之间的距离，d
cd
为c点和d点之间的距离。
[0035]
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
[0036]
1、本发明的激光雷达检测区域测试装置小巧灵活，测试方便；
[0037]
2、本发明采用激光雷达检测区域测试装置的特殊设计能够快速准确的定位激光雷达左、右、上、下的真实检测边界，得到的测试结果快速准确。
附图说明
[0038]
图1为本发明的正面结构示意图。
[0039]
图2为本发明的背面结构示意图。
[0040]
图3为本发明的水平视场角和竖直视场角的示意图。
[0041]
附图标记：1、漫反射板，2、黑色稀疏吸光海绵，3、全站仪瞄准标，4、支撑架，5、支撑座，6、水平尺，7、两自由度漫反射板夹具。
具体实施方式
[0042]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0043]
本发明提出了一种快速准确的车用激光雷达检测范围测试装置，该装置包括支撑座5、安装在支撑座5中部的支撑架4、设置在支撑架4上尺寸为50cm*50cm的漫反射板1、黏附在漫反射板1正面的尺寸为50cm*20cm、数量为2的黑色稀疏吸光海绵2、设置在漫反射板1上的全站仪瞄准标3、设置在漫反射板1背面的水平尺6以及设置在支撑架4上端且位于漫反射板1背面中部的两自由度漫反射板夹具7，漫反射板1为10％/50％nist漫反射板，用以反射激光光束和获取量测点云，黑色稀疏吸光海绵2用以遮挡部分漫反射面，阻断激光光束的回传，使得激光雷达无法获得相应覆盖区域的量测点云，全站仪瞄准标3具体为漫反射板1上的涂色标记，在使用全站仪测量漫反射板1的坐标时作为对准标志，支撑架4用以支撑漫反射板1，支撑座5作为底座用以固定支撑架4，水平尺6用以观察和协助调整漫反射板1呈水平和竖直状态，两自由度漫反射板夹具7用以调节漫反射板1的状态，使得漫反射板1保持上沿水平和侧沿竖直状态。
[0044]
本发明还提出了一种快速准确的车用激光雷达检测范围测试方法，该方法包括以下步骤：
[0045]
步骤1：选择室内长度为激光雷达的标称距离1/4～1/2的场地，场地两端分别设置用以安装被测激光雷达的水平工作台及激光雷达检测区域测试装置；
[0046]
步骤2：将被测激光雷达水平放置在水平工作台上，且激光雷达的安装高度与激光雷达检测区域测试装置上的全站仪瞄准点相同；
[0047]
步骤3：将全站仪放置在距激光雷达大于3m的位置处，锁定安放全站仪的支架，以保证全站仪在测量时稳定可靠，并通过全站仪记录激光雷达的中心参考点o：
[0048]
步骤4：打开激光雷达的点云显示界面；
[0049]
步骤5：调整激光雷达检测区域测试装置的位置，向激光雷达水平视场左边界位置移动，并持续观察靶标板上的点云，此时能够持续观察到靶标板留空条带状点云数据，当条带状点云突然消失时停止，并小幅度向反方向移动，使得带状点云再次出现并保持该位置不动；
[0050]
步骤6：调整激光雷达检测区域测试装置的两自由度漫反射板夹具7并观察水平尺6使得靶标板水平竖直；
[0051]
步骤7：通过激光雷达测量靶标板上全站仪瞄准标3的三维坐标，并记作a；
[0052]
步骤8：采用步骤5相同的方法将激光雷达检测区域测试装置放置在水平视场右边
界位置处；
[0053]
步骤9：采用步骤6相同的方法使得激光雷达检测区域测试装置水平竖直；
[0054]
步骤10：通过激光雷达测量靶标板上全站仪瞄准标3的三维坐标，记作b；
[0055]
步骤11：根据测得的o、a和b的空间坐标，计算oa、ob和ab之间的距离，获取该激光雷达的水平视场角
[0056]
步骤12：调整激光雷达检测区域测试装置的两自由度漫反射板夹具7，使得黑色稀疏吸光海绵2横置，重复步骤5～7类似的方法，获得激光雷达上检测边界和下检测边界，并记录上下检测边界处全站仪瞄准标3的三维坐标，分别记作c和d；
[0057]
步骤13：根据测得的o、c和d的空间坐标，计算oc、od和cd之间的距离，获取该激光雷达的竖直视场角θ。
[0058]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。