[发明专利]单线阵激光雷达设备中心标定的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子行业激光雷达技术领域，尤其涉及一种单线阵激光雷达设备中心标定的方法。

背景技术

随着三维激光扫描技术的进一步发展以及逆向工程、机械制造与高分辨率航天航空应用需求的不断增长，对激光雷达扫描设备进行高精度定标、测距精度评价的重要性日益突出。

激光雷达设备高精度定标与测距精度评价首要确认激光雷达设备中心的精确位置。实际应用中，由于激光雷达扫描设备其本身制造工艺，加工装调以及整器(包括激光雷达设备的各个部件)运输震动都会激光雷达设备中心偏离设计位置，而对于高精度三维数据获取相关的应用需求来说，上述设备中心偏差所带来的测距误差是难以接受的。

此外，目前应用于实践的三维激光扫描仪种类很多，按工作原理大致分三类：采用脉冲测距技术的三维激光扫描设备、采用相位干涉扫描系统与采用立体光或结构光的三角法扫描系统，虽然各种成像体制都有相关设备中心的设计参考位置，但难以直接引出，不同工作原理激光雷达设备中心定标方法不同且复杂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种单线阵激光雷达设备中心标定的方法，以提高标定的精确性和普适性。

(二)技术方案

本发明单线阵激光雷达设备中心标定的方法包括：步骤A：提供正方形靶标，在该正方形靶标的一对角线分布两相同的等腰直角三角形，该两等腰直角三角形分别关于该对角线对称，且直角顶点均位于该对角线上，该两等腰直角三角形内部区域及正方形靶标的两对角线的区域为激光信号反射区域，外部的区域为激光信号吸收区域；步骤B：在正方形靶标上的等腰直角三角形的区域设置四个标记点-A、B、C、D，该四个标记点过同一条直线，且该直线平行于等腰直角三角形的对称线，由两等腰直角三角形的顶点坐标及边长，求取该四个标记点在正方形靶标上的二维坐标的表达式；步骤C：将激光雷达设备放置于转台上；将全站仪放置于激光雷达设备与靶标能同时通视处；求取正方形靶标放置于第一位置时，四个标记点在三维空间的对应点-P_A、P_B、P_C、P_D在全站仪坐标系下的坐标；步骤D：朝向远离激光雷达设备的方向移动正方形靶标至第二位置，求取正方形靶标放置于第二位置时，四个标记点在三维空间的对应点-P_A′、P_B′、P_C′、P_D′在全站仪坐标系下的坐标；步骤E：在全站仪坐标系下，对于四个标记点中的每一个标记点，求取过P_i点与P_i′点的直线P_i，i’的方程，其中，i＝A、B、C、D；以及步骤F：在全站仪坐标系下，求取四条直线-P_A，A′、P_B，B′、P_C，B′、和P_D，D′的交点，该交点即为激光雷达坐标系中心在全站仪坐标系下的坐标值，完成单线阵激光雷达设备中心标定。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明单线阵激光雷达设备中心标定的方法不关注工作机理，仅通过设计的激光反射三角靶标，严格标定激光雷达设备中心，能有效的抑制激光雷达设备生产应用过程中对高精度数据获取与验证的要求。同时，由于目前激光雷达设备多采用线阵接收装置，所以本发明具有很强的普适性。

附图说明

图1为根据本发明实施例单线阵激光雷达设备中心标定的方法的流程图；

图2为图1所示方法所采用的正方形靶标的示意图；

图3为图1所示方法所采用的正方形靶标中四个标记点的示意图；

图4为图1所示方法中正方形靶标在第一位置和第二位置时，四个标记点在三维空间对应点连线的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。