[发明专利]一种斜45°激光雷达扫描光路误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种斜45°激光雷达扫描光路误差补偿方法，包括：获取4组或者4组以上靶标在斜45°激光雷达的坐标系中的坐标；利用靶标Z轴坐标计算入射激光误差角度；利用入射激光误差角度计算入射误差，并利用入射误差计算反射误差角度；利用入射激光误差角度和反射误差角度计算纠偏后的斜45°激光雷达的扫描断面。通过算法弥补扫描设备在生产和安装环节上的误差，使得扫描到的数据更加的精准，便于后期各种应用。

技术领域

本发明涉及一种补偿斜45°激光雷达扫描光路误差的方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光束）,然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

机械式扫描方法是远距离激光雷达的主要实现方式，相比于MEMS、OPA等新扫描方法，机械扫描具有光学口径大，视场范围大的特点，尤其适合于大口径光学扫描。机械扫描通常利用光学元器件对光线的反射和折射原理实现，折射原理需要光线多次穿透光学元器件，其光学利用率不高。反射扫描体制常见的反射镜面包括多面镜和椭圆镜（斜45°镜），多面镜扫描视场角小，不利于实现大范围扫描。光学扫描装置的设计，需要考虑系统视场角、扫描速度、通光口径、测角要求和回转动平衡等问题，现有的技术很难达到。

为了解决上述技术问题，申请人发明了一种用于激光雷达的斜45°镜光学扫描装置，包括用于激发激光的激光出射单元、用于接收反射激光的激光接收单元，还包括用于将出射激光进行偏转形成扫描断面的旋转扫描单元；所述旋转扫描单元包括与激光出射单元激发的出射激光呈45°角的扫描镜，以及用于驱动扫描镜自转的驱动装置。理想情况下，入射激光经激光准直器准直后垂直入射到斜45°反射镜并反射，反射后的出射激光光线随旋转扫描的角度变化形成一个垂直于主骨架的扫描断面。

在实际生产过程中，加工误差和装配误差将引起入射方向向量和反射镜面的法向量出现误差，导致扫描仪实际的扫描脚点出现与理论计算不一致，因此，需要从扫描仪成像原理上对入射方向向量误差和反射镜面误差进行补偿，进而得到准确的扫描点计算结果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种斜45°激光雷达扫描光路误差补偿方法，通过算法弥补设备在生产和装配过程中产生的误差。，

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种斜45°激光雷达扫描光路误差补偿方法，包括：获取4组或者4组以上靶标在斜45°激光雷达的坐标系中的坐标；利用靶标Z轴坐标计算入射激光误差角度；利用入射激光误差角度计算入射误差，并利用入射误差计算反射误差角度；利用入射激光误差角度和反射误差角度计算纠偏后的斜45°激光雷达的扫描断面。

作为一种改进，所述获取4组或者4组以上靶标在斜45°激光雷达的坐标系中的坐标包括：将斜45°激光雷达水平悬空架设；在斜45°激光雷达扫描视场范围内设置4组或者4组以上的靶标，并且靶标不在斜45°激光雷达的扫描断面上；调整靶标高度，当斜45°激光雷达的扫描数据中出现该靶标的扫描点时记录该靶标的对地高度；将靶标的坐标转移到斜45°激光雷达的坐标系中。

作为一种进一步的改进，所述靶标利用竖直设置的可伸缩的立杆进行支撑，通过调节立杆的长度调节靶标的高度。

作为另一种更进一步的改进，所述利用靶标Z轴坐标计算入射激光误差角度包括：入射激光的误差利用公式I进行计算

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