[發明專利]激光測距儀俯仰角測量與校正系統及方法

有效

• 申請號: 201610080321.6
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105717498B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 郭弟;熊蓉;毛曙源
• 申請（專利權）人: 杭州南江機器人股份有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及一種激光測距儀俯仰角測量與校正系統。

背景技術

隨著計算機和機器人技術的發展，移動機器人得到了快速發展和廣泛應用，幾乎滲透到了社會生活的各個領域。激光測距儀具有測距快、體積小、性能可靠等優點。近年來，隨著其成本不斷下調，被越來越廣泛的應用于移動機器人的定位與導航。

在使用之前，激光測距儀需要與車體坐標進行標定，以便更好的用于定位導航。在具體使用過程中，需要使激光測距儀保持水平；需要測量激光測距儀的偏角；需要測量激光測距儀在車體坐標系中的位置，以便與其它傳感器如攝像頭、里程計等進行信息融合，如安裝激光測距儀時，激光測距儀存在俯仰角與偏轉角，會導致測量結果不準確，從而導致定位信息不準確。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種激光測距儀俯仰角測量與校正系統及方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種激光測距儀俯仰角測量與校正系統，包括第一標定固件、第二標定固件、數據處理單元、激光測距單元、載體裝置和控制單元；

所述第一標定固件用于固定載體裝置的位置；

所述第二標定固件用于使激光測距單元發出的激光產生反射，包括第一標定板與第二標定板，所述第一標定板與第二標定板處于不同高度，且前后相距d₀平行放置，d₀＞0；

所述數據處理單元用于處理并計算激光測距單元傳回的激光掃描點數據；

所述激光測距單元用于發射并接收激光；

所述載體裝置作為安裝激光測距單元、控制單元和數據處理單元的載體；

所述控制單元用于控制激光測距單元的激光的發射與接收，并將激光測距單元傳出的數據傳遞給數據處理單元進行數據的計算。

進一步地，所述第一標定固件為一平行第二標定固件的載體裝置卡槽。

進一步地，所述第一標定板和第二標定板距離平面的高度可調。

一種激光測距儀俯仰角測量與校正的方法，包括以下步驟：

步驟S1，固定安裝有激光測距單元的載體裝置；

步驟S2，獲取至少一次激光測距單元與第二標定固件的距離；

步驟S3，對比標準距離，判斷俯仰角偏差是否符合標準；

步驟S4，調整激光測距單元校正俯仰角。

進一步地，所述激光測距單元安裝距離符合l為第二標定板的寬度，d為激光測距單元距離第二標定固件中第二標定板的距離，θ₀為俯仰角偏差。

進一步地，所述步驟S2中，所述距離通過直線檢測模塊擬合激光測距單元與第二標定固件之間激光掃描點形成的直線獲取。

進一步地，所述擬合采用最小標準二乘算法，所述距離近似等于其中，x_i、y_i為激光測距單元坐標系下激光掃描點的坐標，m為激光掃描點個數。

進一步地，通過殘差與設定閾值比較，判斷是否存在直線。

進一步地，所述殘差大小為E_th為設定閾值；

本發明的有益效果是：本發明系統的外部組件僅僅包括第一標定固件和第二標定固件，而載體裝置、激光測距單元、數據處理單元、控制單元是產品本身固有的裝置，因此本系統的制作和操作都十分簡單，應用本系統測量激光測距儀的俯仰角，通過標準統計學方法分析測量結果，具有成本低、操作簡單、精度滿足實用要求等優點。

附圖說明

圖1為本發明激光測距儀俯仰角測量與校正系統結構框圖；

圖2為第一標定固件的結構圖，(a)為兩個標定板正視圖，(b)為兩個標定板側視圖；

圖3為本發明激光測距儀俯仰角測量與校正方法原理；

圖中，第一標定固件1、第二標定固件2、第一標定板21、第二標定板22、數據處理單元3、激光測距單元4、載體裝置5、控制單元6。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

激光測距儀俯仰角測量與校正系統用以校正安裝有激光傳感器的任何智能運動系統中激光傳感器的位置是否與預期一致，圖1根據本發明的原理構造的系統示意圖，包括第一標定固件1、第二標定固件2、激光測距單元4、控制單元6、載體裝置5和數據處理單元3；

所述載體裝置5作為安裝激光測距單元4、控制單元6和數據處理單元3的載體，可在控制單元6作用下在一平面內自由移動；

所述數據處理單元3用于處理并計算激光測距單元4傳回的激光掃描點數據；