[發明專利]遠程激光雷達標定系統與方法

有效

• 申請號: 201710825340.1
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107678013B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 劉春;陳卓;周源;曾勇
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海同繁勘測工程科技有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種遠程全波形激光雷達標定系統，所述系統包含遠程全波形激光雷達與標定裝置，且在所述激光雷達與所述標定裝置之間進行全波形激光雷達的幾何標定和輻射校正；所述標定裝置具有支撐架、標定面板及調節裝置，其中所述標定面板安置于所述支撐架上，及所述調節裝置用于調整所述標定面板的高度及角度，能夠針對遠程全波形激光雷達的校標需求，實現標定裝置部件的更替與整體調整，與實際作業場景相結合，達到作業數據和標定數據的同步采集目的，實現遠程全波形激光雷達測量過程和標定過程的統一；其特征在于所述調節裝置包括：

所述支撐架具有上部位與下部位，所述上部位具有多個不同高度的調節孔，所述下部位與折疊裝置之間經由連接裝置進行固定；

內側轉動控制裝置及外側轉動控制裝置，所述外側轉動控制裝置設置在所述內側轉動控制裝置及所述支撐架之間，所述內側轉動控制裝置及所述外側轉動控制裝置具有共同中心，藉由所述內側轉動控制裝置及所述外側轉動控制裝置相互轉動以讀取刻度位置并予以精確調節和控制角度；以及

所述固定裝置貫穿所述標定面板，且突設于所述支撐架的所述調節孔，并透過螺旋固定部件將所述固定裝置固定于所述調節孔；所述調節孔，用于將內外側轉動控制裝置和標定面板整體調節；

所述標定面板反射特性接近理想朗伯體，通過選取與更換不同反射率，通過高度調節、角度轉動，配合不同擺放位置，能夠在公里級遠場環境獲取標定面板的三維數據點與全波形數據；

利用所述標定面板的空間平面參數和全波形激光雷達三維觀測值的空間關系聯立激光雷達系統掃描距離與標定面板的平面約束條件，求解誤差方程，獲得激光雷達誤差改正數，以及系統掃描角和探測距離的修正量，由此獲取準確的激光實際觀測量，完成機光雷達的幾何標定；

根據激光雷達觀察標定面板所獲得不同反射率的實際振幅、距離以及入射角觀測值，與標定面板本身的不同反射率進行趨勢面擬合，生成與激光雷達的衰減參數、接收器口徑、發射波形能量相關的經驗輻射校正模型，完成激光雷達輻射校正；

量測全波形激光雷達和標定裝置之間的距離，計算全波形激光雷達波形中心位置所反演的距離，記錄兩個距離的偏差量以及標定面板本身的反射率，通過觀測相同位置，反射率不同的標定面板，得到標定裝置的實際坐標位置的誤差，生成全波形激光雷達在不同反射率下的距離誤差曲線，并修正原有觀測距離的誤差估計量，對標定裝置進行標定，從而實現數據幾何、輻射信息的準確獲取，提高數據觀測的精度和質量。

2.如權利要求1所述的遠程全波形激光雷達標定系統，其特征在于，在所述支撐架的所述下部位與所述折疊裝置之間設置固定鉸鏈，藉由所述固定鉸鏈讓所述支撐架的所述下部位與所述折疊裝置進行打開與合并。

3.如權利要求1所述的遠程全波形激光雷達標定系統，其特征在于，所述內側轉動控制裝置包括有切向角度調節鏤空凹槽，所述切向角度調節鏤空凹槽的邊緣具有精確刻度，配合螺旋或卡扣式松緊結構，通過轉動所述內側轉動控制裝置可取得刻度位置并予以精確調節和控制角度。

4.如權利要求1所述的遠程全波形激光雷達標定系統，其特征在于，所述螺旋固定部件包括墊片和螺帽，套設于所述固定裝置并加以固定防止其轉動。

5.如權利要求1所述的遠程全波形激光雷達標定系統，其特征在于，所述標定面板之表面鍍有能響應激光紅外工作波長反射率的漫反射材料，使標定面板反射特性接近理想朗伯體。

6.如權利要求5所述的遠程全波形激光雷達標定系統，其特征在于，所述漫反射涂層材料的化學成分包括硫酸鋇、聚四氟乙烯、水基乙烷。