[发明专利]一种多视场激光雷达视场角标定方法

权利要求书

1.一种多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备多视场激光雷达接收视场的定标面，置于激光雷达系统前方；

(2)通过可调节的反射镜，调节激光器的激光出射方向，计算出激光出射位置与定标面之间的垂直距离，记为d；

(3)打开需要定标的接收通道，通过可调节的反射镜移动光斑位置，若信号处于视场内，则激光波形信号幅值不会改变，将此时信号的幅值记为V_m；

(4)将激光光斑从视场内沿某一方向移动至视场边缘，当信号幅值开始减小时，放缓光斑移动的速度，当信号幅值下降到0.5V_m时，记录下此时激光光斑的位置，标记为点A₁；

(5)将光斑移动回视场内，换一个方向继续移动光斑；按照步骤(4)同样的方法找到两个新的边缘点，标记为点B₁、C₁；

(6)测量A₁、B₁、C₁三点之间的距离，分别记为a₁、b₁、c₁，则需要定标的接收视场的视场角FOV₁表示为：

其中，r为接收视场在定标面上的投影半径，由a₁、b₁、c₁计算得到：

(7)重复步骤(4)-(6)，一共测量三组数据，将测量得到的视场角取平均值得到最终的视场角定标结果；

(8)记激光雷达其他接收视场大小为FOV_i，i＝2,3…；更换视场，重复上述步骤(3)-(7)，实现多个视场的视场角标定。

2.根据权利要求1所述的多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，步骤(1)中，采用一大型平板或者一面平整墙体作为定标面，定标面上标记有刻度。

3.根据权利要求1所述的多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的反射镜使用Thorlabs的直角光学调整架KCB1E/M进行调节，实现激光光束的上下左右微调。

4.根据权利要求1所述的多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，步骤(2)中，计算出激光出射位置与定标面之间的垂直距离的具体过程为：

当探测器接收到回波信号波形的峰值与零刻度线最近时，记录此时的信号对应的坐标轴时刻位置n₂；使用零米定标板，定标激光出射的时刻位置n₁，激光出射位置与定标面之间的垂直距离d表示为:

其中，c表示光速。

5.根据权利要求1所述的多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，步骤(4)中，激光光斑在激光雷达视场内时，探测器接收到激光信号，有响应波形，此时的重叠因子为1，信号幅值保持最大值不变；在视场边缘处，随着光斑逐渐移动出边缘时，重叠因子会发生变化，信号幅值会迅速从峰值衰减；以信号幅值下降一半对应的光斑位置作为视场边缘的标记位置。

6.根据权利要求5所述的多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，重叠因子是描述回波信号与接收器的耦合效率的参数，其受到激光器光轴与探测器光轴之间夹角的影响；移动光斑，即改变激光器光轴与探测器光轴之间夹角。

7.根据权利要求1所述的多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，步骤(4)和步骤(5)标定过程中，需要让定标面尽量远离装置，使视场角在定标面上投影的半径r是激光光斑直径的100倍以上。

8.根据权利要求1所述的多视场激光雷达视场角标定方法，其特征在于，步骤(8)中，通过多次实验实现多个视场角的定标，或者，同时进行多个通道视场的定标。