用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具的制作方法

本发明涉及汽车技术、测试测量技术领域，更具体地涉及用于预测搭载在汽车上的激光雷达的线束有效性以及计算用于自动驾驶系统的屏蔽角度参数设置的辅助工具。

背景技术：

具备自动驾驶或驾驶辅助功能的汽车通常搭载有激光雷达，激光雷达用于探测汽车周围环境，即环境感知。激光雷达的具体工作原理是：激光发射器发射出激光束，激光束遇到物体后，反射返回至激光接收器，由此根据发送和接收信号的时间间隔计算出激光发射器与物体的距离，简单来说，是通过发射激光束来扫描被测物，以获取被测物体表面的三维坐标，完成环境感知、地图绘制等功能，从而为车辆操控提供依据。

为了减小激光雷达的探测盲区，激光雷达通常单个的或多个的被安装在车顶、车前侧、车两侧的支架上。通常在激光雷达外围有一截面为扇形的光学保持区域，即，激光雷达的垂直视野。为保证信号的完整和有效性，该区域不可被阻挡。

对于激光雷达的安装，如果该激光雷达的支架平面或车身的某一部分遮挡了该光学保持区域(该区域的角度范围可以从激光雷达的产品说明书中直接获得)，则会影响激光的发射信号和回波信号。因此，需要事先预估激光雷达的安装支架是否设计得当或者激光雷达的安装位置是否恰当。

另外，在激光雷达的工作期间，并不是所有的回波数据都是有效的，例如由对称侧的激光雷达发出的激光信号，扫向车身及玻璃等高反射表面的回波信号等。将这些角度范围内的回波数据屏蔽后，车辆才能获得更稳定的表现。但是，由于激光雷达本身并无刻度，其发射的激光和接收的回波信号又不被肉眼可见，因此信号是否被阻挡，信号是否有效，需要被屏蔽的角度的具体值都不易测得。因此，希望能够有效地预测屏蔽角度的范围，用于自动驾驶及驾驶辅助系统的参数设置。

技术实现要素：

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具，该辅助工具可以有效预测搭载在汽车上的激光雷达的线束有效性以及计算用于自动驾驶系统的屏蔽角度参数设置。

为此，本发明提出一种用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具，该辅助工具包括：

-用于固定到激光雷达外周的内环，该内环的外周包括沟槽；

-与内环的沟槽嵌套并能够沿内环的周向转动的外环；

-与外环一体的、朝向外环外侧发射单束激光线的单束激光发射装置。

在本发明的可选实施例中，内环在其外周表面包括沿周向布置的刻度。这使得能够准确地获得外环相对于内环沿周向转动的角度，从而准确地测量出需要被屏蔽的角度范围。

优选地，该刻度以360度环绕布置在内环的外周表面上。这允许在360度的范围内测量出需要被屏蔽的角度范围。

在本发明的可选实施例中，内环通过穿过内环的螺纹孔的顶丝固定到激光雷达的外周。

优选地，该顶丝的顶部和内环的内侧覆盖有橡胶材料。

在本发明的可选实施例中，内环和外环能够通过型号配置预先固定相对角度，使得单束激光发射装置相对于水平方向处于预定垂直角度。

优选地，内环和外环能够通过锁止装置预先固定相对角度，使得单束激光发射装置相对于水平方向处于预定垂直角度。

在本发明的可选实施例中，外环具有椭圆形横截面。椭圆形横截面允许外环能够在内环的沟槽中顺滑地移动。

在本发明的可选实施例中，内环和外环由塑料材料制成。

优选地，单束激光发射装置与外环通过包覆成型形成为一体。

优选地，在外环的某一处有指示标记，该标记用于与内环上的刻度对应，方便读数。

该辅助工具能够用于预估激光雷达的安装支架是否设计得当或者激光雷达的安装位置是否恰当，并且能够检测在水平方向上是否有需要被屏蔽的角度范围。该角度范围可用于自动驾驶系统的屏蔽角度参数设置。

附图说明

下面参照附图经由非限制性实施例对本发明进行详细描述，其中：

图1是根据本发明实施例的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具的示意性立体图，图中示出该辅助工具固定到激光雷达的外周。

图2是根据本发明实施例的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具的内环的示意性立体图。

图3是根据本发明实施例的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具的局部剖面放大图，示出用于将内环固定到激光雷达的外周的顶丝以及容纳在内环的沟槽中的外环。

图4是根据本发明实施例的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具的局部剖面放大图，示出与外环一体的单束激光发射装置。

图5是根据本发明实施例的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具的工作流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述根据本发明实施例的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员来说明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

如图1至4所示，根据本发明实施例的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具100在用于进行测量时固定到激光雷达101的外周。该辅助工具100包括用于固定到激光雷达101的外周的内环1、设置在内环1外周的沟槽11、与内环外周的沟槽11嵌套的外环2以及与外环2一体的单束激光发射装置3。外环2能够沿内环1的周向在沟槽11内转动。单束激光发射装置3朝向外环2的外侧发射激光线，以便进行可视化检测。

如图2所示，内环1在其外周表面还可以包括沿周向布置的刻度12，这使得能够准确地获得外环2相对于内环1沿周向转动的角度。

优选地，该刻度以360度环绕布置在内环的外周表面上。这允许在360度的范围内测量出需要被屏蔽的角度范围。

如图2所示，内环1可以包括两个螺纹孔10。内环1通过穿过内环1的螺纹孔10的顶丝4固定到激光雷达101的外周，如图1所示。当然，可以理解，也可以布置其它数量的螺纹孔和顶丝，也可以使用任何其它合适的固定装置将内环1固定于激光雷达101的外周。

优选地，内环1的内侧覆盖有橡胶材料。顶丝4的顶部也可以覆盖有橡胶材料。通过用橡胶材料覆盖，可以避免划伤或者磨损激光雷达101的表面。可以理解，上述内环1的内侧、顶丝4的顶部也可以覆盖任意一种软性的不磨损激光雷达外表面的材料。

单束激光发射装置3可以通过激光雷达的型号参数配置预先制定相应的朝向角度。

外环2可以通过锁止装置(未示出)相对于内环1锁止，使得单束激光发射装置3相对于水平方向处于预定垂直角度，如图4所示。

如图3所示，外环2可以具有椭圆形横截面，以便外环2能够在内环1的沟槽11中顺滑地转动。可以理解，外环2也可以具有圆形或类似形状的横截面。

内环1和外环2均可以由塑料材料制成。由此，可以以简单经济地方式制造本发明的辅助工具。尤其是，单束激光发射装置3可以与外环2通过包覆成型形成为一体。

该辅助工具100的内环1的尺寸可以根据激光雷达101的外周尺寸合适地确定，以便能够套设在激光雷达101的外周且能够通过顶丝4固定到激光雷达101的外周。

根据本发明的用于预测激光雷达线束有效性和计算屏蔽角度的辅助工具100可以以如下方式工作。

首先，在第一步骤中，利用该辅助工具100判断多线激光雷达的线束的有效性，该有效性具体指的是垂直截面的扇形的光学保持区域是否有被遮挡，用于评估固定激光雷达101的支架是否设计得当(例如是否尺寸过大)或者激光雷达101的安装位置是否恰当(例如是否安装得位置太低)，以便支架或车身不会影响激光的发射信号和回波信号。显然，该步骤仅对于多线束激光雷达来说是必要的。对于单线束激光雷达来说，激光射线平行于激光雷达本身，因此该步骤是不必要的。

然后，在第二步骤中，在激光雷达101恰当地安装到支架上，并且本发明的辅助工具100固定到激光雷达101的外周之后，利用该辅助工具100测量在水平方向上的需要被屏蔽的角度(所述屏蔽角度范围例如为激光雷达扫射到汽车本身的角度)。该需要被屏蔽的角度用于在车辆的激光雷达处理模块、传感器参数配置的程序代码中确定参数，以屏蔽该角度范围内的回波信号。

具体地，如图5所示，在第一步骤中，本发明的辅助工具100以如下方式工作：

-确定所使用的激光雷达是否为多线束激光雷达；

-如果不是多线束激光雷达(也即是单线束激光雷达)，则选取合适尺寸的辅助工具，将其固定到激光雷达的外周，然后继续第二步骤；

-如果是多线束激光雷达，确认垂直视野是否不为零；

-如果垂直视野为零，则选取合适尺寸的辅助工具，将其固定到激光雷达的外周，然后继续第二步骤；

-如果垂直视野不为零，则将激光雷达及其支架预固定；

-拧松顶丝，将合适尺寸的辅助工具套在激光雷达的外周；

-调整好辅助工具的角度后，拧紧顶丝固定；

-调整单束激光发射装置的角度，使之与内环平面的相对角度为激光雷达垂直视野的最低度数，即指向扇形的光学保持区域的下边界；

-打开单束激光发射装置并转动外环，观察激光射线点的轨迹；

-如果激光线被支架阻挡，则重新设计支架或者改变激光雷达在支架上的位置，然后重复检测激光线是否被支架阻挡的上述操作；

-如果激光线未被支架阻挡，则继续第二步骤；

如图5所示，在第二步骤中，本发明的辅助工具100以如下方式工作：

-确定水平方向是否有需要被屏蔽的角度；

-如果水平方向没有需要被屏蔽的角度，则激光雷达安装调试结束；

-如果水平方向有需要被屏蔽的角度，则在垂直视野内、即激光发射范围内调整单束激光发射装置的角度；

-打开单束激光发射装置并转动外环，观察激光射线点的轨迹；

-分别记下极限位置或已知需要被屏蔽位置处该单束激光发射装置所在位置对应的内环上的刻度，并求得角度差值；

-在程序代码内输入该差值对应的参数，以屏蔽此范围内的信号；

-激光雷达安装调试结束。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种变动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所限定的范围为准。