[发明专利]激光测距仪偏转角测量与校正系统及方法

说明书

本发明公开了一种激光测距仪偏转角测量与校正系统及方法，该系统包括载体装置、数据处理单元、控制单元、激光测距单元、标定板和位置固定标件；本发明系统的外部组件仅仅包括一标定板，而载体装置、激光测距单元、数据处理单元、控制单元是产品本身固有的装置，因此本系统的制作和操作都十分简单，应用本系统测量激光测距仪偏转角是否符合要求可在确定俯仰角为0后进行，简化了偏转角的计算，更是简单方便益于掌握，多次测量结果准确性高，具有成本低、操作简单、精度满足实用要求等优点。

技术领域

本发明涉及一种激光测距仪偏转角测量与校正系统及方法。

背景技术

随着计算机和机器人技术的发展，移动机器人得到了快速发展和广泛应用，几乎渗透到了社会生活的各个领域。激光测距仪具有测距快、体积小、性能可靠等优点。近年来，随着其成本不断下调，被越来越广泛的应用于移动机器人的定位与导航。

在使用之前，激光测距仪需要与车体坐标进行标定，以便更好的用于定位导航。在具体使用过程中，需要使激光测距仪保持水平；需要测量激光测距仪的偏角；需要测量激光测距仪在车体坐标系中的位置，以便与其它传感器如摄像头、里程计等进行信息融合，如安装激光测距仪时，激光测距仪存在俯仰角与偏转角，会导致测量结果不准确，从而导致定位信息不准确。

发明内容

本发明的目的在于针对现在技术的不足，提供一种激光测距仪偏转角测量与校正系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种激光测距仪偏转角测量与校正系统，其特征在于，包括载体装置、数据处理单元、控制单元、激光测距单元、标定板和位置固定标件；

所述载体装置作为安装激光测距单元、控制单元、数据处理单元的载体；

所述数据处理单元用于处理并计算激光测距单元传回的激光扫描点数据；

所述控制单元用于控制激光测距单元的激光的发射与接收，并将激光测距单元传出的数据传递给数据处理单元进行数据的计算；

所述激光测距单元用于发射并接收反射的激光，产生各激光扫描点的数据；

所述标定板用于反射激光，使激光束在标定板形成反射；

所述位置固定标件用于固定载体装置，使载体装置上安装的激光测距单元正对标定板。

进一步地，所述标定板高度可调，用于适应激光测距单元的高度。

进一步地，所述位置固定标件为一平行标定板设置的卡槽，载体装置安装在卡槽上。

一种激光测距仪偏转角测量与校正方法，该方法基于上述的测量系统，根据同一竖直平面内激光扫描点在载体装置坐标系下坐标的几何关系，获取偏转角。

进一步地，所述竖直平面为标定板所在平面，所述几何关系为标定板上的各激光扫描点在载体装置坐标系下坐标到载体装置中心所在平面的距离相同。

进一步地，所述激光扫描点在载体装置坐标系下坐标通过将激光测距单元坐标系下激光扫描点的坐标转换为载体装置坐标系下坐标获得，激光测距单元坐标系下的坐标为P^L＝(x^L，y^L，z^L)^T，载体装置坐标系下的坐标为P^V＝(x^V，y^V，z^V)^T，激光测距单元坐标系下的坐标和载体装置坐标系下的坐标之间的转换关系为P^V＝R_L-＞VP^L+T_L-＞V，其中，T_L-＞V为激光测距单元相对载体装置坐标原点的偏移，R_L-＞V为旋转矩阵。