一種激光雷達及其數據修正方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及雷達領域，具體而言，涉及一種激光雷達及其數據修正方法。
【背景技術】
[0002] 激光雷達是一種使用準直光束進行非接觸式目標物體掃描測距的設備。通過將用 于測距的準直光束(如激光)進行一定范圍內的旋轉，即可實現對所在環境一定環境內物體 進行掃描測距，并提取出環境的輪廓信息。相比超聲波、圖像檢測等手段，使用光學掃描測 距裝置可以實現非常高的掃描測距精度，并且測距速度快。因此在工業和民用領域具有非 常高的應用價值，目前廣泛的應用于機器人自主建圖與導航定位(SLAM)、3D場景重建、安防 檢測等領域。
[0003] 目前激光雷達一般均放置于一可移動的運動平臺上面，由于移動平臺的運動，會 使激光雷達測量的數據出現測量誤差，進而導致激光雷達反饋的測量數據與實際情況出現 很大的出入，進而影響其他依賴激光雷達的部件不能正常運轉。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明的目的是提供一種激光雷達及其數據修正方法，實現成本更低， 掃描數據更穩定。
[0005] 本發明實施方式中提供的激光雷達，位于一可移動載體之上，連接有慣性傳感器， 所述激光雷達還包括:數據獲取單元用于獲取所述慣性傳感器偵測的所述可移動載體的旋 轉角速度car_w，也用于獲取所述激光雷達的掃描角速度lidar_w;數據修正單元用于依據 所述可移動載體的旋轉角速度所述激光雷達的掃描角速度1 i dar_w得到修正后角 度angle。
[0006] 優選地，所述數據修正單元得到所述修正后角度angle的過程中用到如下公式： dif_w= lidar_w~car_w； angle = J (dif_w)dt〇
[0007] 優選地，所述數據獲取單元還用于獲取所述慣性傳感器偵測的所述可移動載體的 位移量H，還用于獲取所述激光雷達相對周邊環境的距離H，所述數據修正單元還用于依 據所述位移量H和所述距離Zi得到修正后距離石。
[0008] 優選地，所述數據修正單元得到所述修正后距離石的過程中用到如下公式：
[0009]優選地，所述數據獲取單元通過光學傳感器或霍爾傳感器獲取所述激光雷達的掃 描角速度lidar_w。
[0010]優選地，所述數據獲取單元通過光學傳感器獲取所述激光雷達的掃描角速度 1 i 所述激光雷達相對周邊環境的距離￡￡ .b
[0011]優選地，所述慣性傳感器位于所述激光雷達的底座之上，所述激光雷達的底座固 定于所述可移動載體上。
[0012] 優選地，所述慣性傳感器位于所述可移動載體上。
[0013] 本發明實施方式中提供的激光雷達數據修正方法，應用于激光雷達，所述激光雷 達位于一可移動載體之上，連接有慣性傳感器，包括:獲取所述慣性傳感器偵測的所述可移 動載體的旋轉角速度car_w;獲取所述激光雷達的掃描角速度1 i dar_w;依據所述可移動載 體的旋轉角速度所述激光雷達的掃描角速度1 i 到修正后角度ang 1 e。
[0014] 優選地，所述依據所述可移動載體的旋轉角速度car_W與所述激光雷達的掃描角 速度1丨(^1'_'\￥得到修正后角度angle的步驟具體應用如下公式：dif_w= lidar_w_car_w; angle = J(dif_w)dt〇
[0015] 優選地，所述激光雷達數據修正方法還包括:獲取所述慣性傳感器偵測的所述可 移動載體的位移量H ;獲取所述激光雷達相對周邊環境的距離石；依據所述位移量II和所 述距離石得到修正后距離茲。
[0016] 優選地，所述依據所述位移量H和所述距離H得到修正后距離Zi的步驟具體應 用如下公式：H = Zl + Zi a
[0017] 優選地，所述激光雷達的掃描角速度lidar_W通過光學傳感器或霍爾傳感器獲得。 [0018]優選地，所述激光雷達的掃描角速度lidar_w和所述激光雷達相對周邊環境的距 離H具體通過光學傳感器獲得。
[0019] 上述激光雷達及數據修正方法可以使得激光雷達在移動掃描的時候掃描的更加 精準。
[0020] 以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發明激光雷達一實施方式的應用環境圖。
[0022]圖2是本發明激光雷達一實施方式的模塊圖。
[0023]圖3是本發明激光雷達數據修正方法一實施方式的流程圖。
[0024]如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發明。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0026] 圖1為本發明激光雷達10-【具體實施方式】的應用環境圖。在圖1中，激光雷達10包 括底座和旋轉體，并通過底座固定在一可移動載體11上，比如遙控小車。通過固定在可移動 平臺11上，可以實現對周邊環境全方位的掃描。
[0027] 圖2為本發明激光雷達10-【具體實施方式】的模塊圖。如圖2所示，激光雷達10連接 慣性傳感器100,并包括數據獲取單元104、數據修正單元106。
[0028] 慣性傳感器100可以偵測可移動載體11的旋轉角速度car_W，同時也可以用于偵測 可移動載體11的位移量ZI。慣性傳感器是基于MEMS技術的高性能三維運動姿態測量系統， 它包含三軸陀螺儀、三軸加速度計，三軸電子羅盤等運動傳感器，通過內嵌的低功耗ARM處 理器得到經過溫度修正的三維姿態、方位、旋轉角速度等數據，利用基于四元數的三維算法 和特殊數據融合技術，實時輸出以四元數、歐拉角表示的零漂移三維姿態方位數據，如此， 慣性傳感器100便可以很容易的偵測出可移動載體11的旋轉角速度car_w&位移量21。在本 實施方式中，可移動載體11可以為一遙控小車，也可以是一可移動的機器人底盤平臺。另 外，在實施方式中，激光雷達10包括有底盤以及旋轉部件，而上述慣性傳感器100則安裝于 底盤上，進而固定于可移動載體11上面。在其他實施方式中，上述慣性傳感器100也可以直 接安裝于可移動載體11上。
[0029]數據獲取單元104用于獲取慣性傳感器偵測的可移動載體的旋轉角速度car_w，也 用于獲取激光雷達10的掃描角速度lidar_w。在本實施方式中，數據獲取單元104通過慣性 傳感器100獲得可移動載體11的旋轉角速度car_w，也通過光學傳感器102獲取激光雷達10 的掃描角速度lidar_w。在其他實施方式中，數據獲取單元104還可以通過慣性傳感器100獲 取可移動載體11的位移量互,通過光學傳感器102獲取激光雷達10相對于周邊環境的距離 具體而言，光學傳感器102位于激光雷達10的旋轉部件上，可以隨著旋轉部件的旋轉實 現360度的偵測，進而偵測到激光雷達自身的掃描角速度lidar_w以及激光雷達相對于周邊 環境的距離Zi。在本實施方式中，偵測激光雷達10自身掃描角速度lidar_w和偵測激光雷 達相對于周邊環境的距離石的光學傳感器102具體可由兩種不同的光學傳感器實現。在本 實施方式中，數據獲取單元104可以在慣性傳感器100和光學傳感器102偵測到數據后，通過 物理排線將數據傳送至激光雷達10的處理器中，進而獲取相關數據。在其他實施方式中，數 據獲取單元104也可以在慣性傳感器100和光學傳感器102偵測到數據后，通過無線傳輸的 方式將相關數據無線傳送至激光雷達10的處理器中，進而獲取相關數據。當然，在其他的實 施方式中，上述獲取的數據也可以傳送至外部處理器，即可移動載體11的處理器，比如遙控 小車的處理器，或者可移動機器人的處理器。另外需要說明的是，本發明中數據獲取單元 104獲取激光雷達10自身的掃描角速度lidar_4^方式不限于上述光學傳感器102,也可以 通過其他的技術手段獲取，比如通過霍爾傳感器。
[0030]數據修正單元106依據數據獲取單元106獲取的數據得到修正后角度angle和/或 修正后距離石。在本實施方式中，可移動載體11的旋轉角速度car_w與激光雷達10的掃描 角速度lidar_w的角速度差為dif_w，其公式為dif_w=lidar_w_car_w，通過角速度差可以 獲得修正后角度