[发明专利]一种基于圆形扫描的机载激光雷达最大测距能力和测角精度的检验方法

权利要求书

1.一种基于圆形扫描的机载激光雷达最大测距能力和测角精度的检验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)最大测距能力检验步骤：

(11)选择能测量到1000米、3100米远处目标的激光雷达架设位置，并将激光雷达架设在该位置，架设基座旋转或固定；

(12)使用激光测距机测量2个不同距离处的无遮挡目标，分别为1000m处的目标A和3100m处的目标B，激光测距机的测量值作为距离真值参与检验；

(13)设置激光雷达采用最大输出功率，然后用100KHz的工作频率对目标A、B展开原地测量，测量过程中，激光雷达的楔形镜不旋转，激光束沿固定的镜面位置角发射，激光雷达设备随其架设基座原地旋转；

(14)测量完成后进行数据的解算，并根据测量数据的解算结果判断激光雷达的测距能力，判断方法如下：

(141)如激光雷达在100KHz频率工作时，对目标A、B的测量均存在大量回波数据，且距离解算结果与激光测距机的测量值相等，则认为在100KHz工作时达到3000米的最大测距值；

(142)如激光雷达在100KHz频率工作时，测量数据的解算结果对目标A、B均有明显的距离值，且目标A处距离解算结果与激光测距机的测量值相等，但目标B处距离解算结果为100米或1600米，则认为激光雷达的测量能力达3000米，但该处数据解算存在错误；

(143)如激光雷达在100KHz频率工作时，测量数据的解算结果仅有1000米的距离值，不存在与目标B相关的距离解算结果，即100米、1600米和3100米，则认为激光雷达的测量能力不满足3000米的测距要求，其测距能力不足；

(2)镜面位置角检验步骤：

(21)激光雷达前部镜面在安装集成时共使用了8个螺钉，在检验中选择螺钉的中心点作为检验点，分别定义为点A、B、C、D、E、F、G、H；

(22)将激光雷达的发射光轴转动至检测点A，使得雷达的发射光轴与A点的中心在同一平面上，定点采集数据，随后将激光雷达的发射光轴依次转动至检测点B-H，进行定点数据采集；

(23)解析在点A-H采集的激光雷达数据，获得在每个检测点的镜面位置角θ_A、θ_B、θ_C、θ_D、θ_E、θ_F、θ_G、θ_H；

(24)依次计算相邻点之间的角度差θ_B-θ_A、θ_C-θ_B、θ_D-θ_C、θ_E-θ_D、θ_F-θ_E、θ_G-θ_F、θ_H-θ_G、θ_A-θ_H，在计算θ_A-θ_H时，取θ_A＝360°，如有角度差不等于45°的情况，则认为镜面位置角存在异常；

(25)重复(22)-(24)三次，如均有角度差等于45°，则认为镜面位置角正确；

(3)楔形镜折射角检验步骤：

(31)选择一个较高的平整房顶，将激光雷达竖直放置，使其前部镜面面向房顶；

(32)设置激光雷达的发射功率为最小功率，并在前部镜面贴上遮光纸，阻挡发射激光束的部分能量，以实现近距离检测；

(33)设置激光雷达以低速转动并采集数据，进行数据解算；

(34)数据解算完成后先去掉距离值差异大的点，包括但不限于柱子和侧壁，在距离值相等的点中选择4组发射角相差180°的数据作为检验数据，定义为A、B、C、D、E、F、G、H点；

(35)对于距离测量值相等的A、E点，如有满足Z_A＝Z_E；X_A＝-X_E；Y_A＝-Y_E的坐标解算结果，则认为激光雷达在AE轴的折射角相等；

(36)分别计算B与F、C与G、D与H点的检测数据，如有不满足上述计算结果的情况，则认为楔形镜折射角存在异常；

(37)重复(34)-(36)，选择检测点3次，如均满足上述计算结果，则认为楔形镜发射角正确。