[發(fā)明專利]集成姿態(tài)系統(tǒng)的激光雷達(dá)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811570645.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111352090B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金兆鵬;鄭興輝;溫學(xué)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 保定市天河電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G01C21/18
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;許偉群

1.一種集成姿態(tài)系統(tǒng)的激光雷達(dá)，包括基于激光掃描原理的光學(xué)系統(tǒng)，以及連接所

述光學(xué)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)中設(shè)有對(duì)外輸出雷達(dá)數(shù)據(jù)的接口；其特征在于，所述激光雷達(dá)還包括連接所述控制系統(tǒng)的姿態(tài)系統(tǒng)；

所述姿態(tài)系統(tǒng)與所述光學(xué)系統(tǒng)相互固定，所述姿態(tài)系統(tǒng)內(nèi)置用于檢測(cè)所述光學(xué)系統(tǒng)

姿態(tài)參數(shù)的傳感器，所述傳感器包括三軸陀螺儀和電子指南針；所述三軸陀螺儀用于檢測(cè)所述光學(xué)系統(tǒng)的安裝位置，所述電子指南針用于檢測(cè)所述光學(xué)系統(tǒng)的安裝方向；所述姿態(tài)參數(shù)是指能夠描述激光雷達(dá)安裝狀態(tài)的參數(shù)，包括所述光學(xué)系統(tǒng)的安裝位置和安裝方向；所述傳感器連接所述控制系統(tǒng)，以向控制系統(tǒng)發(fā)送所述姿態(tài)參數(shù)；

所述控制系統(tǒng)內(nèi)置處理器，所述處理器用于接收所述姿態(tài)參數(shù)，以及根據(jù)所述姿態(tài)

參數(shù)選擇控制策略，在安裝激光雷達(dá)時(shí)，檢測(cè)激光雷達(dá)的安裝狀態(tài)，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)激光雷達(dá)的安裝位置變化；

所述控制策略包括：運(yùn)行策略、校正策略和報(bào)警策略；

所述控制系統(tǒng)還內(nèi)置有存儲(chǔ)器和通信裝置；所述存儲(chǔ)器和所述通信裝置連接所述處理器；所述通信裝置連接對(duì)外輸出雷達(dá)數(shù)據(jù)的接口；

所述處理器在選擇運(yùn)行策略時(shí)，通過(guò)所述通信裝置輸出雷達(dá)數(shù)據(jù)；

所述存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有姿態(tài)模型，用于在處理器選擇校正策略時(shí)，為所述處理器提供所述姿態(tài)模型，以及在所述姿態(tài)模型中提取標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；所述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)包括標(biāo)準(zhǔn)位置和標(biāo)準(zhǔn)方向；對(duì)比所述姿態(tài)參數(shù)和所述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；分別生成安裝位置相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)位置出現(xiàn)的位置偏差，以及安裝方向相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)方向出現(xiàn)的方向偏差；判斷所述位置偏差和所述方向偏差是否超出最大偏差范圍；如果所述位置偏差，和/或，方向偏差超出最大偏差范圍，選擇控制策略為報(bào)警策略；判斷所述位置偏差和所述方向偏差是否超出調(diào)整偏差范圍；如果所述位置偏差，和/或，方向偏差超出調(diào)整偏差范圍，未超出最大偏差范圍，選擇控制策略為校正策略；根據(jù)所述位置偏差以及方向偏差生成補(bǔ)償值；獲取所述光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)的雷達(dá)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述補(bǔ)償值修正所述雷達(dá)數(shù)據(jù)，以使所述處理器通過(guò)所述姿態(tài)模型修正輸出的雷達(dá)數(shù)據(jù)；

所述通信裝置用于輸出雷達(dá)數(shù)據(jù)，以及處理器選擇報(bào)警策略時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)以及按照設(shè)定頻率輸出所述姿態(tài)參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)包括激光發(fā)射組件和固定在所述激光發(fā)射組件上的電路板；所述電路板連接控制系統(tǒng)，所述三軸陀螺儀和所述電子指南針集成在所述電路板上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)，其特征在于，所述通信裝置還用于接收輸入的控制指令，以及將所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)給所述處理器。

4.一種集成姿態(tài)系統(tǒng)的激光雷達(dá)控制方法，其特征在于，包括：

通過(guò)姿態(tài)系統(tǒng)中的傳感器，獲取光學(xué)系統(tǒng)的姿態(tài)參數(shù)；所述姿態(tài)參數(shù)是指能夠描述激光雷達(dá)安裝狀態(tài)的參數(shù)，包括所述光學(xué)系統(tǒng)的安裝位置和安裝方向，在安裝激光雷達(dá)時(shí)，檢測(cè)激光雷達(dá)的安裝狀態(tài)，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)激光雷達(dá)的安裝位置變化；通過(guò)姿態(tài)系統(tǒng)中的傳感器，獲取光學(xué)系統(tǒng)的姿態(tài)參數(shù)的步驟包括：通過(guò)三軸陀螺儀獲取所述光學(xué)系統(tǒng)的安裝位置；通過(guò)電子指南針獲取絕對(duì)方向信息；根據(jù)所述絕對(duì)方向信息和安裝位置，確定所述光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于絕對(duì)方向的安裝方向；

獲取姿態(tài)模型，以及在所述姿態(tài)模型中提取標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；所述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)包括標(biāo)準(zhǔn)位置和標(biāo)準(zhǔn)方向；

對(duì)比所述姿態(tài)參數(shù)和所述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；

分別生成安裝位置相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)位置出現(xiàn)的位置偏差，以及安裝方向相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)方向出現(xiàn)的方向偏差；

判斷所述位置偏差和所述方向偏差是否超出最大偏差范圍；

如果所述位置偏差，和/或，方向偏差超出最大偏差范圍，選擇控制策略為報(bào)警策略；

判斷所述位置偏差和所述方向偏差是否超出調(diào)整偏差范圍；

如果所述位置偏差，和/或，方向偏差超出調(diào)整偏差范圍，未超出最大偏差范圍，選擇控制策略為校正策略；

根據(jù)所述位置偏差以及方向偏差生成補(bǔ)償值；

獲取所述光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)的雷達(dá)數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述補(bǔ)償值修正所述雷達(dá)數(shù)據(jù)；

通過(guò)通信裝置輸出修正后的雷達(dá)數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，如果選擇的控制策略為報(bào)警策略，所述方法還包括：

根據(jù)所述位置偏差和所述方向偏差生成報(bào)警信號(hào)；

通過(guò)通信裝置輸出所述報(bào)警信號(hào)、位置偏差以及方向偏差。