激光雷达误差测定方法、装置和系统与流程

本公开涉及激光雷达，尤其是一种激光雷达误差测定方法、装置和系统。

背景技术：

1、目前，在三维重建过程中普遍采用激光雷达作为深度采集模块，来采集点云数据，激光雷达的测距误差(也称为测距精度)对三维重建的精度具有较大影响，因此，对于高精度的三维采集重建来说，需要对激光雷达的测距误差进行测定。

2、在实现本公开的过程中，本发明人通过研究发现，激光雷达通常会在多种环境下使用，激光雷达的测距误差受多种因素的影响，例如，不同距离、不同温度、不同反射率的物体，都可能影响激光雷达的测距误差。

3、因此，如何对不同条件下激光雷达的测距误差进行测定，是一项亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本公开实施例提供一种激光雷达误差测定方法、装置和系统，以至少在一定程度上解决相关技术中问题。

2、本公开实施例的一个方面，提供一种激光雷达误差测定方法，包括：

3、在激光雷达的温度处于预设温度下时，控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处，并在所述可移动靶标移动至至少一个所述预设距离处时，获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值，所述可移动靶标具有预设反射率；

4、基于所述第一点云数据确定所述激光雷达与所述可移动靶标之间的第一距离值；

5、基于所述激光雷达与所述激光测距仪之间的位置偏移量，对所述距离真值进行补偿，得到补偿后距离；

6、基于至少一个所述预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差。

7、在一个示例性的实施例中，所述可移动靶标包括一块反射靶标；

8、或者，

9、所述可移动靶标包括具有多个预设反射率的多块反射靶标，所述多块反射靶标中的不同反射靶标具有不同的预设反射率；

10、所述获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值，包括：

11、获取所述激光雷达分别向所述多块反射靶标发射激光光束后生成的多个第一点云数据，其中，每个第一点云数据对应一块反射靶标；以及获取激光测距仪分别向所述多块反射靶标发射激光光束后测定的多个距离真值，其中，每个距离真值对应一块反射靶标；

12、所述基于至少一个所述预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差，包括：

13、基于所述多块反射靶标对应的多个距离值以及所述预设距离对应的补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述多个预设反射率的的物体的测距误差。

14、在一个示例性的实施例中，所述预设温度包括至少一个目标温度；

15、所述在激光雷达处于预设温度下时，控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处，包括：

16、依次调节所述激光雷达处于所述至少一个目标温度中的一个目标温度，并在激光雷达处于每个目标温度下时，执行所述控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处的操作；

17、所述基于至少一个所述预设距离对应的第一距离值与补偿后的距离真值，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差，包括：

18、基于每个预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述目标温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差。

19、在一个示例性的实施例中，所述预设温度包括至少一个目标温度；

20、所述在激光雷达处于预设温度下时，控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处，并在所述可移动靶标移动至至少一个所述预设距离处时，获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值，包括：

21、控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个所述预设距离处，并在所述可移动靶标移动至每个预设距离处时，依次调节所述激光雷达处于所述至少一个目标温度中的一个目标温度，并在激光雷达处于每个目标温度下时，执行所述获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值的操作；

22、所述基于至少一个所述预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差，包括：

23、基于每个预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、每个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差。

24、在一个示例性的实施例中，所述方法还包括：

25、检测所述可移动靶标与所述激光雷达之间的距离得到距离检测结果，以及检测所述激光雷达的激光光束的光线发射方向得到光线检测结果；

26、若所述距离检测结果指示所述可移动靶标中各个位置与所述激光雷达等距，且所述光线检测结果指示所述光线发射方向与所述可移动靶标垂直，控制所述可移动靶标移动至所述预设距离处。

27、在一个示例性的实施例中，所述激光雷达两侧分别放置有至少一台所述激光测距仪，至少两台激光测距仪之间的间距与所述可移动靶标的长度正相关；

28、所述检测所述可移动靶标与所述激光雷达之间的距离得到距离检测结果，包括：

29、控制所述至少两台激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束，并获取所述至少两台激光测距仪测定的距离值；

30、基于所述激光雷达与每台激光测距仪之间的位置偏移量，对所述每台激光测距仪测定的距离值进行补偿，得到所述每台激光测距仪对应的补偿后距离；

31、若所述至少两台激光测距仪对应的补偿后距离之间的差值小于预设阈值，确定所述距离检测结果为所述可移动靶标中各个位置与所述激光雷达等距。

32、在一个示例性的实施例中，所述检测所述激光雷达的激光光束的光线发射方向得到光线检测结果，包括：

33、在所述激光雷达向所述可移动靶标发射所述激光光束时，控制红外相机对所述激光光束进行观测，得到光束观测图像；

34、在所述光束观测图像指示所述激光光束发射至预设高度时，确定所述光线检测结果为所述光线发射方向与所述可移动靶标垂直。

35、在一个示例性的实施例中，所述方法还包括：

36、控制所述至少两台激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束；

37、在所述可移动靶标上的激光靶点之间的间距与所述至少两台激光测距仪的出射点之间的间距相同，且所述激光靶点距地面的高度与对应出射点距地面的高度相同时，执行检测所述可移动靶标与所述激光雷达之间的距离得到距离检测结果的步骤。

38、在一个示例性的实施例中，所述激光雷达两侧分别放置有第一激光测距仪以及第二激光测距仪；

39、所述基于所述激光雷达与所述激光测距仪之间的偏移量对所述距离真值进行补偿，得到补偿后距离，包括：

40、基于所述激光雷达与所述第一激光测距仪之间的偏移量对所述第一激光测距仪测定的距离真值进行补偿，得到第一距离真值；

41、基于所述激光雷达与所述第二激光测距仪之间的偏移量对所述第二激光测距仪测定的距离真值进行补偿，得到第二距离真值；

42、将所述第一距离真值与所述第二距离真值的均值确定为所述补偿后距离。

43、本实施例的另一个方面，提供一种激光雷达误差测定装置，包括：

44、数据获取模块，用于在激光雷达的温度处于预设温度下时，控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处，并在可移动靶标移动至至少一个所述预设距离处时，获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值，所述可移动靶标具有预设反射率；

45、距离确定模块，用于基于所述第一点云数据确定所述激光雷达与所述可移动靶标之间的第一距离值；

46、距离补偿模块，用于基于所述激光雷达与所述激光测距仪之间的位置偏移量，对所述距离真值进行补偿，得到补偿后距离；

47、误差确定模块，用于基于至少一个所述预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差。

48、本实施例的另一个方面，提供一种激光雷达误差测定系统，所述系统包括可移动靶标装置、数据采集装置以及电子设备，所述可移动靶标装置包括滑轨、滑轨驱动电机以及安装于所述滑轨驱动电机上的可移动靶标，所述可移动靶标具有预设反射率，所述数据采集装置包括激光雷达、激光测距仪以及温度调节模块，所述温度调节模块设置于所述激光雷达底部；

49、所述电子设备控制所述温度调节模块调节所述激光雷达所处温度，以及在所述激光雷达处于预设温度下时，控制所述滑轨驱动电机使所述可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处；

50、所述电子设备在所述可移动靶标移动至至少一个所述预设距离处时，获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值；基于所述第一点云数据确定所述激光雷达与所述可移动靶标之间的第一距离值；基于所述激光雷达与所述激光测距仪之间的位置偏移量，对所述距离真值进行补偿，得到补偿后距离；基于每个预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差。

51、在一个示例性的实施例中，

52、所述可移动靶标包括具有至少一种预设反射率的至少一块反射靶标，所述至少一块反射靶标中的不同反射靶标具有不同的预设反射率；

53、所述电子设备获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值，包括：

54、所述电子设备获取所述激光雷达分别向所述至少一块反射靶标发射激光光束后生成的至少一个第一点云数据，其中，每个第一点云数据对应一块反射靶标；以及获取激光测距仪分别向所述至少一块反射靶标发射激光光束后测定的至少一个距离真值，其中，每个距离真值对应一块反射靶标；

55、所述电子设备基于至少一个所述预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差，包括：

56、所述电子设备基于所述至少一块反射靶标对应的至少一个距离值以及所述预设距离对应的补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述多个预设反射率的的物体的测距误差。

57、在一个示例性的实施例中，所述预设温度包括至少一个目标温度；

58、所述电子设备控制所述温度调节模块调节所述激光雷达所处温度，以及在所述激光雷达处于预设温度下时，控制所述滑轨驱动电机使所述可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处，包括：

59、所述电子设备控制所述温度调节模块调节所述激光雷达所处温度，使所述激光雷达依次处于所述至少一个目标温度中的一个目标温度，并在激光雷达处于每个目标温度下时，执行所述控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处的操作；

60、所述电子设备基于至少一个预设距离对应的第一距离值与补偿后的距离真值，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差，包括：

61、所述电子设备基于每个预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述目标温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差。

62、在一个示例性的实施例中，所述预设温度包括至少一个目标温度；

63、所述电子设备在激光雷达处于预设温度下时，控制可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处，并在所述可移动靶标移动至至少一个所述预设距离处时，获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值，包括：

64、所述电子设备控制所述滑轨驱动电机，以使所述可移动靶标依次移动至距所述激光雷达的至少一个预设距离处，并在所述可移动靶标移动至每个预设距离处时，依次调节所述激光雷达处于所述至少一个目标温度中的一个目标温度，并在激光雷达处于每个目标温度下时，执行所述获取所述激光雷达向所述可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值的操作；

65、所述电子设备基于至少一个所述预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、所述至少一个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差，包括：

66、所述电子设备基于每个预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在所述预设温度下、每个预设距离处、对所述预设反射率的物体的测距误差。

67、在一个示例性的实施例中，所述电子设备还检测所述可移动靶标与所述激光雷达之间的距离得到距离检测结果，以及检测所述激光雷达的激光光束的光线发射方向得到光线检测结果；若所述距离检测结果指示所述可移动靶标中各个位置与所述激光雷达等距，且所述光线检测结果指示所述光线发射方向与所述可移动靶标垂直，控制所述可移动靶标移动至所述预设距离处。

68、在一个示例性的实施例中，所述激光雷达两侧分别放置有至少一台所述激光测距仪，至少两台激光测距仪之间的间距与所述可移动靶标的长度正相关；

69、所述电子设备控制所述至少两台激光测距仪向所述可移动靶标发射激光光束，并获取所述至少两台激光测距仪测定的距离值；基于所述激光雷达与每台激光测距仪之间的位置偏移量，对所述每台激光测距仪测定的距离值进行补偿，得到所述每台激光测距仪对应的补偿后距离；

70、若所述至少两台激光测距仪对应的补偿后距离之间的差值小于预设阈值，确定所述距离检测结果为所述可移动靶标中各个位置与所述激光雷达等距。

71、在一个示例性的实施例中，所述数据采集装置中还设置有红外相机；

72、所述电子设备在所述激光雷达向所述可移动靶标发射所述激光光束时，控制红外相机对所述激光光束进行观测，得到光束观测图像；以及在所述光束观测图像指示所述激光光束发射至预设高度时，确定所述光线检测结果为所述光线发射方向与所述可移动靶标垂直。

73、在一个示例性的实施例中，所述数据采集装置中还设置有俯仰角度调节滑台，所述俯仰角度调节滑台用于在所述光线检测结果为所述光线发射方向与可移动靶标不垂直时调节所述激光雷达的俯仰角度。

74、本实施例的另一个方面，提供一种电子设备，包括：

75、存储器，用于存储计算机程序；

76、处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序，且所述计算机程序被执行时，实现上述任一实施例所述的激光雷达误差测定方法。

77、本实施例的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述任一实施例所述的激光雷达误差测定方法。

78、本公开实施例中，利用激光雷达、激光测距仪以及可移动靶标对处于不同条件下激光雷达的测距误差进行测定，其中，可移动靶标为具有预设反射率的靶标，以固定反射率条件，测定过程中，可控制激光雷达处于预设温度下，以固定温度条件，之后，控制可移动靶标依次移动至距离激光雷达的不同距离处，基于不同距离处激光雷达生成的点云数据以及激光测距仪测量得到的距离真值，确定激光雷达在预设温度下、所述多个预设距离处、对具有预设反射率的物体的测距误差。即可自动化测定在预设温度、预设反射率条件下，激光雷达测量多个预设距离的测距误差，可提高测定激光雷达误差的精度。

79、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种激光雷达误差测定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可移动靶标包括一块反射靶标；

3.根据权利要求1至2任一所述的方法，其特征在于，所述预设温度包括至少一个目标温度；

4.根据权利要求1至2任一所述的方法，其特征在于，所述预设温度包括至少一个目标温度；

5.根据权利要求1至2任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光雷达两侧分别放置有至少一台所述激光测距仪，至少两台激光测距仪之间的间距与所述可移动靶标的长度正相关；

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测所述激光雷达的激光光束的光线发射方向得到光线检测结果，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求1至2任一所述的方法，其特征在于，所述激光雷达两侧分别放置有第一激光测距仪以及第二激光测距仪；

10.一种激光雷达误差测定装置，其特征在于，包括：

11.一种激光雷达误差测定系统，其特征在于，所述系统包括可移动靶标装置、数据采集装置以及电子设备，所述可移动靶标装置包括滑轨、滑轨驱动电机以及安装于所述滑轨驱动电机上的可移动靶标，所述可移动靶标具有预设反射率，所述数据采集装置包括激光雷达、激光测距仪以及温度调节模块，所述温度调节模块设置于所述激光雷达底部；

技术总结
本公开实施例公开了一种激光雷达误差测定方法、装置和系统，其中，方法包括：在激光雷达的温度处于预设温度下，并在可移动靶标移动至至少一个预设距离处时，获取激光雷达向可移动靶标发射激光光束后生成的第一点云数据，并获取激光测距仪向可移动靶标发射激光光束后测定的距离真值，所述可移动靶标具有预设反射率；基于第一点云数据确定激光雷达与可移动靶标之间的第一距离值；基于激光雷达与激光测距仪之间的位置偏移量对距离真值进行补偿，得到补偿后距离；基于至少一个预设距离对应的第一距离值与补偿后距离，确定激光雷达在预设温度下、至少一个预设距离处、对预设反射率的物体的测距误差。本公开实施例有助于提高误差测定精度。

技术研发人员：程显昱,陈皮,关卡,郑玉柱
受保护的技术使用者：如你所视（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23