一种测量装置及系统、视场角测量方法及角度标定方法与流程
本技术涉及激光雷达领域，尤其涉及一种测量装置及系统、视场角测量方法及角度标定方法。
背景技术：
1、无论是研发还是激光雷达出货阶段，激光雷达的视场角等性能参数的测量都是极为必要的流程。但是，由于缺乏激光雷达的测试装置，激光雷达在出货之前并不能明确其本身准确的性能参数，导致在实际应用中容易造成偏差，而一种简单且高精度的测量装置可以大大提高激光雷达的研发和出货效率，因此，如何提出一种激光雷达测量装置是目前业界亟待解决的问题。
技术实现思路
1、第一方面，本技术提供一种激光雷达测量装置，包括：
2、光学滑轨，置于标定箱内，并固定于所述标定箱底部；
3、激光雷达工装，与所述光学滑轨连接，用于固定待测量的激光雷达，所述激光雷达用于向所述标定箱内的背景板出射激光；
4、红外相机工装，与所述光学滑轨连接，用于固定红外相机，所述红外相机用于采集所述激光雷达向所述标定箱内的背景板出射激光时得到的光斑图像；
5、其中，所述激光雷达的视场中心与所述红外相机的视场中心重合。
6、在可选的实施方式中，所述激光雷达工装包括第一支撑梁、第一滑块转接座和雷达转接板；
7、所述雷达转接板设置于所述第一支撑梁上，并通过定位销固定所述激光雷达；
8、所述第一支撑梁的底端通过所述第一滑块转接座连接所述光学滑轨；
9、其中，所述雷达转接板的中心点、所述第一支撑梁的中心点和所述激光雷达的发光中心点重合。
10、在可选的实施方式中，所述红外相机工装包括第二支撑梁、第二滑块转接座和红外相机转接板；
11、所述红外相机转接板通过滑块与所述第二支撑梁连接，所述红外相机固定于所述红外相机转接板上；
12、所述第二支撑梁的底端通过所述第二滑块转接座与所述光学滑轨连接。
13、第二方面，本技术提供一种激光雷达视场角测量方法，应用于如前述实施方式任一项所述的激光雷达测量装置，所述方法包括：
14、通过红外相机获取激光雷达向标定箱内的背景板出射激光时得到的第一光斑图像；
15、从所述第一光斑图像中识别得到光斑区域，并计算所述光斑区域的尺寸信息；
16、获取所述激光雷达距离所述背景板的间距值，基于所述间距值和所述尺寸信息，计算得到所述激光雷达的视场角。
17、在可选的实施方式中，所述尺寸信息包括所述光斑区域的长度和宽度；所述基于所述间距值和所述尺寸信息，计算得到视场角，包括：
18、构建所述激光雷达与所述光斑区域之间的三角函数关系；
19、根据所述三角函数关系、所述间距值与所述长度，计算所述激光雷达的水平视场角；
20、根据所述三角函数关系、所述间距值与所述宽度，计算所述激光雷达的垂直视场角。
21、在可选的实施方式中，在所述从所述第一光斑图像中识别得到光斑区域之前，还包括：
22、对所述第一光斑图像进行预处理；
23、所述计算所述光斑区域的尺寸信息，包括：
24、从预处理后的所述第一光斑图像中识别得到亮斑部分的外接矩形轮廓以及内接矩形轮廓；
25、根据所述外接矩形轮廓和所述内接矩形轮廓，计算所述光斑区域的尺寸信息。
26、在可选的实施方式中，所述根据所述外接矩形轮廓和所述内接矩形轮廓，计算所述光斑区域的尺寸信息，包括：
27、将所述外接矩形轮廓的长度作为水平视场长度，将所述内接矩形轮廓的宽度作为水平视场宽度；
28、获取对所述红外相机预先标定时得到的相机坐标系与像素坐标系之间的转换关系；
29、根据所述转换关系，构建所述光斑区域中各个光斑点与所述背景板上成像的真实光斑点之间的映射关系；
30、根据所述映射关系、所述水平视场长度和所述水平视场宽度，计算得到所述光斑区域的尺寸信息。
31、在可选的实施方式中，所述对所述第一光斑图像进行预处理，包括：
32、对所述第一光斑图像进行二值化处理，得到二值化图像；
33、对所述二值化图像进行开闭运算，得到预处理后的第一光斑图像。
34、在可选的实施方式中，所述从所述第一光斑图像中识别得到光斑区域，包括：
35、对所述第一光斑图像进行灰度化处理，得到灰度图像；
36、计算所述灰度图像中各个像素点的灰度值；
37、筛选出所述灰度图像中灰度值大于预设阈值的目标像素点；
38、将各所述目标像素点围成的区域作为光斑区域。
39、在可选的实施方式中，在所述通过红外相机获取激光雷达向标定箱内的背景板出射激光时得到的第一光斑图像之前，还包括：
40、在光学滑轨上分别调整所述激光雷达和所述红外相机的所处位置，并在每次调整时，通过所述红外相机采集所述激光雷达向所述标定箱内的背景板同时出射多个激光时得到的第三光斑图像，以使得所述背景板上覆盖有出射的所有所述激光的光斑点，以及所述第三光斑图像包含出射且未被遮掩的所有所述光斑点。
41、在可选的实施方式中，所述光学滑轨上设置有刻度信息，所述获取所述激光雷达距离所述背景板的间距值，包括：
42、读取所述刻度信息，以获取所述激光雷达的发光中心点与所述背景板之间的间距值。
43、第三方面，本技术提供一种激光雷达角度标定方法，应用于如前述实施方式任一项所述的激光雷达测量装置，所述方法包括：
44、通过红外相机采集所述激光雷达向标定箱内的背景板出射多个激光时得到的第二光斑图像，从所述第二光斑图像中识别得到实际光斑位置；
45、基于所述激光雷达对应的雷达参数，确定所述激光雷达出射激光后的目标光斑位置；
46、计算所述实际光斑位置和所述目标光斑位置之间的角度偏移量；
47、根据所述角度偏移量对所述激光雷达进行角度标定。
48、在可选的实施方式中，所述根据所述角度偏移量对所述激光雷达进行角度标定，包括：
49、根据每个所述实际光斑位置对应的所述角度偏移量，对所述激光雷达中用于出射激光的各个激光模组进行角度标定，以使得角度标定后得到的所述实际光斑位置和所述目标光斑位置一致。
50、第四方面，本技术提供一种测量系统，包括如前述的激光雷达测量装置和上位机；
51、所述上位机用于与所述激光雷达测量装置上承载的激光雷达和红外相机建立通讯，以执行如前述的激光雷达视场角测量方法或前述的激光雷达角度标定方法。
52、本技术实施例具有如下有益效果：
53、本技术实施例提供了一种测量装置及系统、激光雷达视场角测量方法及角度标定方法。该装置包括：光学滑轨，置于标定箱内，并固定于标定箱底部；激光雷达工装，与光学滑轨连接，用于固定待测量的激光雷达，激光雷达用于向标定箱内的背景板出射激光；红外相机工装，与光学滑轨连接，用于固定红外相机，红外相机用于采集激光雷达向标定箱内的背景板出射激光时得到的光斑图像；其中，激光雷达的视场中心与红外相机的视场中心重合。本技术实施例构造了一个结构简单、受环境光影响较小且适用于各种架构的激光雷达测量装置，来模拟激光雷达出射激光束的实际应用场景，后续通过该激光雷达测量装置执行激光雷达视场角等参数的测量时，可提高测量的精度和可靠性。
技术特征：
1.一种激光雷达测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的激光雷达测量装置，其特征在于，所述激光雷达工装包括第一支撑梁、第一滑块转接座和雷达转接板；
3.根据权利要求1所述的激光雷达测量装置，其特征在于，所述红外相机工装包括第二支撑梁、第二滑块转接座和红外相机转接板；
4.一种激光雷达视场角测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述的激光雷达测量装置，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的激光雷达视场角测量方法，其特征在于，所述尺寸信息包括所述光斑区域的长度和宽度；所述基于所述间距值和所述尺寸信息，计算得到视场角，包括：
6.根据权利要求4所述的激光雷达视场角测量方法，其特征在于，在所述从所述第一光斑图像中识别得到光斑区域之前，还包括：
7.根据权利要求6所述的激光雷达视场角测量方法，其特征在于，所述根据所述外接矩形轮廓和所述内接矩形轮廓，计算所述光斑区域的尺寸信息，包括：
8.根据权利要求6所述的激光雷达视场角测量方法，其特征在于，所述对所述第一光斑图像进行预处理，包括：
9.根据权利要求4-8中任一项所述的激光雷达视场角测量方法，其特征在于，所述从所述第一光斑图像中识别得到光斑区域，包括：
10.根据权利要求4-8中任一项所述的激光雷达视场角测量方法，其特征在于，在所述通过红外相机获取激光雷达向标定箱内的背景板出射激光时得到的第一光斑图像之前，还包括：
11.根据权利要求4-8中任一项所述的激光雷达视场角测量方法，其特征在于，所述光学滑轨上设置有刻度信息，所述获取所述激光雷达距离所述背景板的间距值，包括：
12.一种激光雷达角度标定方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述的激光雷达测量装置，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的激光雷达角度标定方法，其特征在于，所述根据所述角度偏移量对所述激光雷达进行角度标定，包括：
14.一种测量系统，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的激光雷达测量装置和上位机；
技术总结
本申请涉及激光雷达领域，公开了一种测量装置及系统、视场角测量方法及角度标定方法。该装置包括：光学滑轨，置于标定箱内，并固定于标定箱底部；激光雷达工装，与光学滑轨连接，用于固定待测量的激光雷达，激光雷达用于向标定箱内的背景板出射激光；红外相机工装，与光学滑轨连接，用于固定红外相机，红外相机用于采集激光雷达向标定箱内的背景板出射激光时得到的光斑图像；其中，激光雷达的视场中心与红外相机的视场中心重合。本申请构造了一个结构简单、受环境光影响较小且适用于各种架构的测量装置，模拟激光雷达出射激光束的实际应用场景，后续通过该测量装置执行视场角等参数的测量时，可提高测量的精度和可靠性。
技术研发人员：王兰兰,廖述林,鞠文强,高旭伟,黎伟豪
受保护的技术使用者：广州导远电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23