[發明專利]一種激光雷達測距精度環境可靠性檢測方法

在審

• 申請號: 202010840647.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112180346A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王如志;楊孟騏;趙爽;高磊智;王超
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明涉及一種激光雷達測距精度環境可靠性檢測方法。本發明首先提出了激光雷達測距誤差檢測平臺的設置，通過將直線位移臺、反射平板、激光跟蹤儀及反射靶球結合，可以精確檢測激光雷達測距誤差。其次，本發明提出了激光雷達測距精度環境可靠性評價公式，通過模擬激光雷達不同工況下的使用環境并對其測距精度進行檢測，可以對不同型號及原理的激光雷達進行測距精度可靠性定量評價。本發明在激光雷達的測距精度檢測方面提供了新的方法和手段，在激光雷達的質量檢測領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種激光雷達測距精度環境可靠性檢測方法，尤其是涉及激光雷達測距誤差檢測平臺的設置以及測距精度環境可靠性檢測，屬于激光雷達可靠性檢測領域。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步，激光雷達已經涉及生活和生產的方方面面，例如智能機器人避障系統主要采用激光雷達作為核心部件，智能機器人正常工作的重要環節之一就是其移動避障問題，測距誤差的降低可以大大提升智能機器人避障能力。激光雷達也廣泛應用于工業測繪，運輸防撞，自動駕駛等領域。通常激光雷達所采用的測距方法有：脈沖法、三角法、相位法、干涉法。其中三角形法及脈沖法因其具有較為簡單的結構及低廉的成本，在智能機器人及工業避障領域有廣泛應用。相較激光雷達，激光追蹤儀距離分辨率可達10^-9m，具有極高的測距精度，可對激光雷達測距誤差進行檢測。

由于激光雷達發展較快，目前缺少對于激光雷達環境可靠性的檢測方式，而激光雷達可靠性直接決定了其使用安全性。以服務機器人運行為例，機器人通過激光雷達測量與障礙物之間的距離，結合自身算法對障礙物做出減速及停止的應對機制，如測距精度較低，其減速或停止不及時，會導致機器人與障礙物發生碰撞。并且在工況及極端環境下工作，激光雷達測距精度會受到進一步影響。因此依照電子器件環境可靠性國家標準，對激光雷達進行高低溫、濕熱、振動沖擊、防水防塵以及鹽霧環境測試，如無特殊要求應按照如表1-表5參數對激光雷達進行試驗，并進一步分析其測距精度的改變，對其測距精度環境可靠性做出評價。激光雷達測距精度環境可靠性的檢測可以有效檢測其設計缺陷及薄弱環節，對激光雷達發展起到了促進作用。

表1高低溫試驗參數

表2濕熱試驗參數

表3振動沖擊試驗參數

表4防水防塵試驗參數

表5鹽霧試驗參數

發明內容

本發明是的目的是提供一種激光雷達測距精度環境可靠性檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)激光雷達測距誤差檢測平臺設置：測距誤差檢測平臺由直線位移臺、反射平板、激光跟蹤儀及反射靶球組成。直線位移臺固定于水平硬質結構上，通過精密移動機構可實現其移動平臺雙向直線移動；反射平板固定于移動平臺上，其所在平面垂直于直線位移臺中心線；激光跟蹤儀固定于直線位移臺中心延長線上，反射靶球固定于反射平板頂部，且其幾何中心垂直于直線位移臺中心線。待測激光雷達固定在直線位移臺一端，其幾何中心應垂直于直線位移臺中心延長線上。通過操控直線位移臺進行激光雷達梯度測距誤差檢測，記錄激光跟蹤儀所采集的反射靶球三維空間數據R(x，y，z)，以及激光雷達測距讀數X。通過反射靶球位移距離與激光雷達測距讀數，進行測距誤差計算分析。