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文檔簡介
ICS43.040.10
CCST36
T/t
中國汽車工業(yè)協(xié)會團體標準
T/XXXXXXX—XXXX
車載閃光式固態(tài)激光雷達
技術要求及檢測方法
(征求意見稿)
TestMethodsandTechnicalRequirementsofVehicle-BasedFlashLidar
XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施
中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布
T/CAAMTBXX-XXXX
車載閃光式固態(tài)激光雷達技術要求及檢測方法
1范圍
本文件規(guī)定了車載閃光式固態(tài)激光雷達的術語和定義、性能測試和檢驗規(guī)則。
本標準適用于在短時間內(nèi)向前方發(fā)射出大面積覆蓋探測區(qū)域的激光,依靠高度靈敏的探測器實現(xiàn)對回
波信號的收集、探測并形成三維點云的固態(tài)激光雷達。車載閃光式固態(tài)激光雷達使用激光的輻射波長為近
紅外波長,范圍760-1800nm。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文
件。
T/CAAMTB58-2021車載激光雷達檢測方法
GB/T14950攝影測量與遙感術語
GB/T18833道路交通反光膜
GB/T18655車輛、船和內(nèi)燃機無線電騷擾特性用于保護車載接收機的限值和測量方法
GB/T19951道路車輛電氣/電子部件對靜電放電抗擾性的試驗方法
GB/T2423.22電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗N:溫度變化
GB/T21437.2道路車輛由傳導和耦合引起的電騷擾第2部分:沿電源線的電瞬態(tài)傳導
GB/T21437.3道路車輛由傳導和耦合引起的電騷擾第3部分:除電源線外的導線通過容性和感性
耦合的電瞬態(tài)發(fā)射
GB/T28046.1道路車輛電氣及電子設備的環(huán)境條件和試驗第1部分:一般規(guī)定
GB/T28046.2道路車輛電氣及電子設備的環(huán)境條件和試驗第2部分:電氣負荷
GB/T33014.2道路車輛電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第2部分:電波暗室法
GB/T33014.4道路車輛電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第4部分:大電流注入
(BCI)法
GB/T33014.8道路車輛電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第8部分:磁場抗擾法
GB/T36100機載激光雷達點云數(shù)據(jù)質(zhì)量評價指標及計算方法
CH/T8023機載激光雷達數(shù)據(jù)處理規(guī)范
IEC60825-1Edition3.0激光產(chǎn)品的安全第1部分:設備分類、要求
IEC76/653/CD激光產(chǎn)品的安全第19部分:移動平臺激光產(chǎn)品
VW80000:2022-12Electricandelectroniccomponentsinmotorvehiclesupto3.5t-generalrequirement,test
conditions,andtests.
3術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
3.1
激光雷達lightdetectionandranging;lidar
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發(fā)射激光束并接收回波以獲取目標三維和/或速度信息的系統(tǒng)。
注:改寫GB/T14950-2009,定義4.150
3.2
固態(tài)激光雷達solid-statelidar
采用相控陣(OpticalPhasedArray,OPA)、Flash或電子掃描方式,無機械運動部件,適用于實現(xiàn)部分視
場角(如前向)探測的激光雷達。
3.3
閃光式激光雷達Flashlidar
在短時間內(nèi)向前方發(fā)射出覆蓋探測區(qū)域的激光,依靠高度靈敏的探測器實現(xiàn)對回波信號的收集、探測
并形成三維位置點云的固態(tài)激光雷達。
3.4
線layer
激光雷達水平(或豎直)方向的一行(或列)點云。
3.5
點云pointcloud
以離散、不規(guī)則方式分布在三維空間中的點的集合。
[CH/T8023-2011,定義3.4]
3.6
噪點noisepoint
測試對應的位置沒有真實目標,并且在時間和空間上不連續(xù)的點。
3.7
拖點mixedpixelpoint
一個激光束在前后交疊兩物體上引起的邊緣之間假點。
3.9
探測概率probabilityofdetection;POD
實際回波與理論回波的比值。
3.10
幀frame
在標稱FOV內(nèi)的單次完整掃描形成的點云數(shù)據(jù)。
3.11
幀頻framefrequency
激光雷達單位時間內(nèi)輸出的幀數(shù)。
3.12
盲區(qū)blindrange
能夠穩(wěn)定的輸出滿足精度要求的點云,且探測概率不小于50%的最小探測距離。
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3.13
最大探測距離maximumdetectiondistance
符合精準度要求且探測概率不小于50%的探測距離。
3.14
視場角fieldofView;FOV
激光雷達點云覆蓋的區(qū)域相對坐標原點的最大張角,分為垂直視場角和水平視場角。
3.15
水平視場角horizontalfieldofview;HFOV
激光雷達在水平方向上點云覆蓋的區(qū)域相對坐標原點的最大張角。
3.16
垂直視場角verticalfieldofview;VFOV
激光雷達在垂直方向上點云覆蓋的區(qū)域相對坐標原點的最大張角。
3.17
角度分辨力(率)angleresolution
激光雷達最小可分辨物體間的夾角。
3.18
激光雷達角度分辨率angleresolutionoflidar
點云中最小相鄰點的間隔度數(shù)。
注:該角度分辨率為發(fā)射角度分辨率,分為水平角分辨率和豎直角分辨率。
3.19
灰度圖GrayScaleImage或是GreyScaleImage
又稱灰階圖,把白色與黑色之間按對數(shù)關系分為若干等級,灰度一般分為256階,用灰度表示的圖像
稱作灰度圖。
3.20
每像高線數(shù)LineWidthsperPictureHeight;LW/PH
分辨率測試圖上標定線條的寬度相對于測試圖有效區(qū)域的高度的度量單位。
注:它等于測試圖的有效高度除以黑色標定線的寬度,亦即等于該黑色標定線在測試目標的高度范圍內(nèi)或在雷達視場的
垂直方向內(nèi)所能包含的線數(shù),若測試圖的有效高度為200mm,1000LW/PH的黑線寬度等于200/1000mm,100LW/PH的黑
線寬度等于200/100mm。
3.21
視覺分辨率VisualResolution
監(jiān)視器或者照片上再現(xiàn)的測試圖中黑白相間的標定線剛剛能被人眼所分辨的空間頻率;亦即等于去除
偽信號的影響后,所能分辨黑白相間標定線最細部位處的空間頻率,視覺分辨率用每像高線數(shù)表示。
3.22
水平分辨率HorizontalResolution
在影像較長尺寸方向上,也即與“景物”水平方向相一致時所測得的分辨率值,通常采用測試圖中垂
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直方向的圖案單元。
3.23
垂直分辨率VerticalResolution
在影像較短尺寸方向上,也即與“景物”相垂直的方向時所測得的分辨率值,通常采用測試圖中水平
方向的圖案單元。
3.24
45°分辨率45°Resolution
與水平分辨率和垂直分辨率互成45°夾角的方向時所測得的分辨率值,以雙頻圓環(huán)圖案單元為起點,
又分為向上45°分辨率和向下45°分辨率。
3.25
干擾frequenceinterference
激光或環(huán)境光對雷達測定的影響。
注:影響的方式可能是精準度,也可能是噪點。
3.26
準度accuracy
測量值的均值與真值的誤差,用μ表示。
3.27
精度precision
在相同條件下,對被測物反復測量,測量值之間的一致程度,用各測量值基于測量平均值的標準差來
表示,用σ表示。
3.28
反射強度reflectedintensity;RI
在相同的幾何和光譜條件下,從樣品反射的通量與入射通量之比。
3.29
反射率reflectivity(R)
物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比,稱為反射率。
注:表征物體的特性,不同物體的反射率也不同,這主要取決于物體本身的屬性表面狀況,以及入射電磁波的波長和入
射角度。
3.30
可達發(fā)射accessibleemission;AE
在某個位置使用孔徑光闌根據(jù)本文件要求確定輻射量。
注1:當激光束直徑大于孔徑光闌時,以瓦特或焦耳為單位給出的可達發(fā)射小于激光產(chǎn)品的總發(fā)射功率或能量。
注2:當激光束直徑小于孔徑光闌時,以W?m-2或J?m-2為單位給出的可達發(fā)射,即在孔徑光闌上的平均輻照度或輻照量,
小于激光束的實際輻照度或輻照量。
3.31
可達發(fā)射極限accessibleemissionlimit;AEL
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所定類別內(nèi)允許的最大可達發(fā)射。
注:本文件中給出的AEL與IEC60825-1中class1的AEL一致。
3.32
最大允許照射量maximumpermissibleexposure;MPE
正常情況下人體受到激光照射不會產(chǎn)生不良后果的激光輻射水平。
3.33
表觀光源apparentsource
給出視網(wǎng)膜危害的評估位置,在視網(wǎng)膜上可能形成最小影像的實的或虛的發(fā)光體(考慮人眼的調(diào)節(jié)范
圍)
注:人眼的調(diào)節(jié)范圍假設是從100mm到無限遠可變。對于光束內(nèi)給定的觀察位置,表觀光源的位置是眼睛調(diào)節(jié)到產(chǎn)生最
大危害視網(wǎng)膜輻射條件所對應的位置。
3.34
表觀光源對向角angularsubtenseoftheapparentsource
從空間某點處觀察表觀光源所張的對向角,用α表示,單位:弧度(rad)。
3.35
最小對向角minimumangularsubtense
激光光束對向角的值,用αmin表示。
注1:對向角大于該值的光源被認為是擴展光源。
注2:對向角小于或等于該值的光源被認為是小光源。
注3:光源的對向角小于αmin時,其MPE和AEL不依賴光源尺寸。
注4:αmin=1.5mrad。
3.36
最大對向角maximumangularsubtense
激光光束對向角的值,用αmax表示。
注1:對向角大于該值時,其MPE和AEL不依賴光源的尺寸。
注2:αmax在5mrad至100mrad之間變化。
3.37
接受角angleofacceptance
檢測器相應光輻射的平面角,一般以弧度測量,用γ表示。
注:接受角的角度可以通過置于探測器前的孔徑或光學元件控制。接受角有時也稱為視野。
3.38
評估熱危害的極限接受角limitingangleofacceptanceforevaluatingretinalthermal
hazards
用于評估視網(wǎng)膜熱危害的最大對向角,用γth表示。
注:接受角γth值可能在αmin和αmax之間變化。
3.39
孔徑光闌aperturestop
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用來確定待測輻射通過面積的開孔。
3.40
人員可接觸的最近點closestpointofhumanaccess;CPHA
能接觸激光產(chǎn)品的最近點,用于確定由保護殼體或移動平臺實現(xiàn)的可達發(fā)射。
3.41
工作模式operationmode
激光能量發(fā)射的時間特性。
3.42
脈沖工作模式pulsedoperationmode
以單脈沖或脈沖串形式釋放能量。
注:單個脈沖的寬度小于0.25s。
3.43
連續(xù)波工作模式continuouswaveoperationmode
激光連續(xù)輸出時間等于或大于0.25s。
3.44
時間基準timebase
激光雷達產(chǎn)品按其波長需要所用的發(fā)射持續(xù)時間,用tbase表示。
3.45
發(fā)射持續(xù)時間emissionduration
由于使用、維護或檢修激光雷達產(chǎn)品,可能出現(xiàn)人員接觸激光輻射的單脈沖、脈沖串或系列脈沖,或
連續(xù)波激光運轉的持續(xù)時間,用t表示。
3.46
脈沖持續(xù)時間emissiondurationofsinglepulse
脈沖前沿半功率點和后沿相應點之間的持續(xù)時間,用Tp表示。
3.47
脈沖串持續(xù)時間emissiondurationofpulsetrain
前導脈沖的第一個功率峰值半高點和后續(xù)脈沖的最后一個功率峰值半高點之間的持續(xù)時間,用T
表示。
3.48
照射持續(xù)時間exposureduration
單脈沖、系列脈沖、脈沖串或連續(xù)激光輻射照射到人體上的持續(xù)時間,用t表示。
注:照射持續(xù)時間是激光輻射皮膚的最大照射量的重要參數(shù)。
4車載閃光式激光雷達的型式
在以下主要方面有差異的激光雷達:
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a)激光輻射波長;
b)發(fā)射光路中所包含的元件,包括并不限于:激光器(若同時存在多個激光器時,包括其排布形式),
光學元件(如透鏡、孔徑光闌等);
c)激光發(fā)射時序;
d)增加一個或多個輻射功率。
5性能測試
5.1探測距離
5.1.1測距精準度
5.1.1.1測試條件
包括:
a)壓力:100KPa±20KPa;
b)溫度:23℃±5℃;
c)濕度:20%RH~80%RH;
d)照度:100lux-100000lux(照度計探頭方向平行于漫反射測試板進行記錄,測試結果需要標明當前
測試環(huán)境的照度值即可);
e)基準測距儀或全站儀的準度應不大于激光雷達標稱準度的三分之一;
f)不小于1.5m×1.5m,反射率為10%±0.5%的朗伯體漫反射板。
5.1.1.2測試要求
a)測試方向在九宮格內(nèi)選?。?/p>
b)每個測試方向選取多個距離進行測試,距離選取值可由供需雙方協(xié)商確定,例如1m、2m、5m、
10m、20m、30m。
c)選取多個距離分別測量激光雷達的測距精準度。
5.1.1.3測試方法
測試步驟為:
a)將被測激光雷達固定在二維轉臺上,轉臺旋轉中心軸應與激光雷達豎直中心軸重合;
b)在給定的測試距離(或由供需雙方協(xié)調(diào))處垂直放置目標板,調(diào)整激光雷達和反射板,使反射板
平面垂直于激光雷達法線方向,使激光雷達光線出射中心正對反射板水平中心位置,使用高精度測
距設備測量激光雷達中心與目標板之間的實際垂線距離;
c)若激光雷達未啟動,則啟動激光雷達,足夠的熱機時間達到穩(wěn)定工作狀態(tài),錄制不少于200個有
效幀點云數(shù)據(jù);
d)選取激光雷達正入射方向?qū)粋€分辨率范圍內(nèi)的點云,記錄每個點的距離值,按照公式(1)、
(2)計算點云對應距離的準度和精度;
e)將目標板調(diào)整到其他待測距離處,重復步驟b~d,獲得不同距離下的測距精準度;
f)按照附錄C中劃分的視場區(qū)域(九宮格),調(diào)整激光雷達俯仰角,使激光雷達任意一個視場區(qū)域
的中心與目標板中心重合,重復步驟b~e,測試激光雷達不同視場區(qū)域的測距精準度。
5.1.1.4評判方法
不同距離下的準度μ及精度σ為:
?=ㄧ????ㄧ(1)
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∑(????)2
??=√?(2)
??1
式中:
di——單次測量值;
??——測量平均值;
d——真值;
N——測量次數(shù)。
5.1.2最大探測距離
5.1.2.1測試條件
包括:
a)壓力:100KPa±20KPa;
b)溫度:23℃±5℃;
c)濕度:20%RH~80%RH;
d)照度:100000lux(如果測試環(huán)境不能達到100000lux,可按照100-100000lux的照度范圍進行測試,
測試結果需要標明當前測試環(huán)境的照度值,照度計探頭方向平行于漫反射測試板進行記錄);
e)基準測距儀或全站儀的準度應不大于激光雷達標稱準度的三分之一;
f)不小于1.5m×1.5m,反射率為10%±0.5%的朗伯體漫反射板。
5.1.2.2測試要求
滿足精準度要求且探測概率不小于50%時的測試距離。
測試方向在九宮格內(nèi)選取,大于200米的距離,可使用光強衰減片模擬測量。
注:也可定義目標物單幀點數(shù)檢出率不小于50%的幀為有效幀,則有效幀探測概率為──有效幀/總幀數(shù)。使用有效幀探
測概率更能表征目標物出現(xiàn)的穩(wěn)定程度。
5.1.2.3測試方法
測試步驟為:
a)測量并記錄反射板正入射方向、太陽正入射(如有)方向上的照度;
b)將被測雷達固定在轉臺上,轉臺旋轉中心軸應與雷達豎直中心軸重合,調(diào)整激光雷達與反射板的
相對位置,使反射板的平面垂直于激光雷達法線方向(出光方向),使激光雷達光線出射方向正對反
射板水平中心位置;
c)啟動激光雷達,足夠的熱機時間達到穩(wěn)定工作溫度,從標稱距離3/4dmax處沿徑向移動反射板,
錄制點云,統(tǒng)計不少于100幀的探測概率值和距離精準度,直至探測概率值降至50%時,停止移動
反射板;
d)用基準測試儀在激光雷達位置點上測量基準距離;或以全站儀作為坐標原點,測量激光雷達出光
中心相對坐標值,以及反射板豎直中心線上與激光雷達等高點的相對坐標,計算激光雷達出光中心
與反射板間的距離作為測量真值;
e)旋轉雷達,使所有需要測量的點依次入射到反射板上;
f)重復步驟a至步驟e。
5.1.2.4判定方法
判定方法為:
a)計算不同距離下的理論點個數(shù),統(tǒng)計每個測距方向上點的平均個數(shù),計算探測概率;
b)根據(jù)設定的探測概率通過值和距離精準度來確定最大測試距離。
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5.1.3盲區(qū)
5.1.3.1測試條件
75cm×75cm的反射板,反射率分別為10%±0.5、40%±3%、90%±3%的朗伯體漫反射板,及符合GB/T
18833-2012的Ⅲ類及以上標準的高反牌。
其它同5.1.1.1。
5.1.3.2測試要求
在一定范圍內(nèi),滿足測距精準度要求且探測概率不小于50%的最小探測距離。
5.1.3.3測試方法
測試步驟為:
a)放置反射率為10%的反射板,測量并記錄反射板正入射方向、太陽正入射(如有)方向上的照度;
b)將被測雷達固定在轉臺上,轉臺旋轉中心軸應與雷達豎直中心軸重合,調(diào)整激光雷達與反射板的
相對位置,使反射板的平面垂直于激光雷達法線方向(出光方向),使激光雷達光線出射方向正對反
射板水平中心位置。反射板與雷達距離應小于雷達標稱的最小測距范圍;
c)啟動激光雷達,足夠的熱機時間達到穩(wěn)定工作溫度,選取反射板中間50cm×50cm為有效區(qū)域
采集點云,并逐步將反射板平移遠離雷達,直至1m處或更遠到反射板對應點云區(qū)域出現(xiàn)清晰完整
點云數(shù)據(jù)的距離,記錄所有動態(tài)數(shù)據(jù);
d)用基準測試儀在激光雷達位置點上測量基準距離;或以全站儀作為坐標原點,測量激光雷達出光
中心相對坐標值,以及反射板豎直中心線上與激光雷達等高點的相對坐標,計算激光雷達出光中心
與反射板間的距離作為測量真值;
e)旋轉雷達,使所有需要測量的點依次入射到反射板上;
f)在每個測量距離的測試方向下,重復步驟a至步驟e;
g)依次更換40%、90%反射率的反射板和高反牌,重復步驟a至步驟f。
5.1.3.4判定方法
在反射板的50cm×50cm內(nèi),滿足精準度要求且探測概率不小于50%時的最小探測距離即為對應反
射率盲區(qū),取不同反射率最小探測距離的最大值作為盲區(qū)。
5.2反射強度
定義反射率為理論反射強度值,不同反射率對應的反射強度值,由廠家協(xié)商。
5.2.1不同反射率板的反射強度測試
5.2.1.1測試條件
包括:
a)入射角:0±5°;
b)距離:10m±0.02m;
c)轉臺垂直角精度:0.1°;
d)轉臺水平角精度:0.1°;
e)不小于1.5米×1.5米的反射板,反射率分別為10%±0.5和50%±3%的朗伯體漫反射板,及符合
GB/T18833-2012的III類及以上標準的高反牌。
其它同5.1.1.1。
5.2.1.2測試要求
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不同反射率反射板的反射強度的實際測量值、區(qū)分度。
測量所有方向,每個方向定點采集不少于100幀。
5.2.1.3測試方法
測試步驟為:
a)將反射率10%的反射板置于轉臺正前方10m±0.02m處;
b)將被測雷達固定在轉臺上,轉臺旋轉中心軸應與雷達豎直中心軸重合,調(diào)整激光雷達與反射板,
使反射板的平面垂直于激光雷達法線方向(出光方向);
c)設置雷達水平角度和垂直角度的旋轉方式,使每個方向的入射角在0±5°內(nèi),每個方向采集數(shù)據(jù)
不少于100幀,遍歷所有方向;
d)依次更換10%、50%的漫反射率反射板和高反牌,重復以上步驟a至步驟c。
5.2.1.4判定方法
記錄不同距離條件下的點云,每個方向統(tǒng)計不少于100幀,每幀選水平和垂直入射角均在0±5°以內(nèi)
的同方向的點。
反射強度平均值:
∑??
?=1?(3)
??
反射強度測量精度:
∑?(???)2
??=√1??(4)
??1
反射強度測量區(qū)分度:
?
??=×100%(5)
??
式中:
??——精度;
??——反射率區(qū)分度;
??——反射強度論值;
??——反射強度第i次測量值;
?——測量次數(shù)。
輸出兩個映射表:
1)描繪反射強度與準度的曲線?????,橫軸為理論反射強度??,縱軸為反射強度測量均值??。
2)描繪反射強度與區(qū)分度曲線,橫軸為反射強度??,縱軸為反射強度歸一化的區(qū)分度??,輸出?????
映射表。
5.2.2不同距離下的反射強度測試
5.2.2.1測試條件
包括:
a)入射角:0±5°;
b)反射板:反射率為50%±3%的朗伯體漫反射板;
c)轉臺垂直角精度:0.1°;
d)轉臺水平角精度:0.1°;
e)測距位置為:5m,10m,20m,40m,80m,100m,精度±0.02m。
其它同5.1.1.1。
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5.2.2.2測試要求
針對50%反射率板進行測試,計算反射強度的距離影響系數(shù)。
應測試所有方向,每個方向定點采集不少于100幀。
5.2.2.3測試方法
測試步驟為:
a)將50%的漫反射率反射板立于安裝臺正前方5m處;
b)將被測雷達固定在轉臺上,轉臺旋轉中心軸應與雷達豎直中心軸重合,調(diào)整激光雷達與反射板,
使反射板的平面垂直于激光雷達法線方向(出光方向);
c)每幀選取入射角在0±5°以內(nèi)的點,所選點的入射角盡量無限接近0°,采集至少超過不少于100
幀;
d)依次調(diào)整50%的反射板與安裝臺的距離,重復以上步驟a至步驟c。
5.2.2.4判定方法
不同距離下的反射強度測量均值:
?+?+?+?+?+?
?=?5?10?20?40?80?100(6)
???
反射強度變化量
??????=???(???)????(???)(7)
反射強度的距離影響系數(shù):
??????
??=(8)
???
式中:
??——反射強度理論值;
????——反射強度???最大值;
????——反射強度???最小值;
???——距離m下的反射強度均值。
每個測試點,統(tǒng)計不少于100幀數(shù)據(jù),根據(jù)2種方式判定:
1)繪制距離與反射強度曲線,其中橫軸為距離d,縱軸為反射強度均值???,繪制?????曲線;
2)計算6個距離下反射強度均值的最大變化范圍??????對50%反射率板的反射強度距離影響系數(shù)δ。
5.2.3反射強度的一致性
5.2.3.1測試條件
包括:
a)入射角:0±5°;
b)距離:10m±0.02m;
c)反射板:反射率為50%±3%的朗伯體漫反射板;
d)轉臺垂直角精度:0.1°;
e)轉臺水平角精度:0.1°。
其它同5.1.1.1。
5.2.3.2測試要求
每個方向在特定距離下、檢測特定反射率反射板的反射強度的均值;
統(tǒng)計N個方向的均值、均值的均方差;
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在測試條件下,每個方向定點采集不少于不少于100幀。
5.2.3.3測試方法
測試步驟為:
a)將反射率50%的反射板置于轉臺正前方10m±0.02m處;
b)將被測雷達固定在轉臺上,轉臺旋轉中心軸應與雷達豎直中心軸重合,調(diào)整激光雷達與反射板,
使反射板的平面垂直于激光雷達法線方向(出光方向);
c)設置雷達水平角度和垂直角度的旋轉方式,使每個方向的入射角在0±5°內(nèi),每個方向采集數(shù)據(jù)
不少于100幀,遍歷所有方向;
d)依次遍歷每個方向,選取入射角在0±5°以內(nèi)的點,所選點的入射角盡量無限接近0°,采集不
少于100幀。
5.2.3.4判定方法
所有方向的反射強度的均值:
∑??
?=1??(9)
???
式中:
???——第n方向的反射強度均值。
所有N個方向的反射強度均值的均方差:
∑?(???)2
??=√1????(10)
??
所有N個方向的反射強度均值的一致性(區(qū)分度):
??
???=×100%(11)
???
通過2種方式判定:
1)描繪方向與反射強度均值的曲線,其中橫軸為方向號n,縱軸為對應方向的反射強度均值???,輸出
?????表;
2)輸出所有方向的均值???、均值的一致性(區(qū)分度)???。
5.3角度
5.3.1激光雷達角度分辨率
5.3.1.1測試條件
測試條件包括:
a)壓力:100KPa±20KPa;
b)溫度:23℃±5℃;
c)濕度:20%RH~80%RH;
d)照度:100lux-100000lux(照度計探頭方向平行于漫反射測試板進行記錄,測試結果需要標明當前
測試環(huán)境的照度值即可);
e)測試距離:10m±0.02m;
f)不小于50cm×50cm、反射率80%±5%的朗伯體漫反射板;
g)轉臺精度:0.01°;
h)測試區(qū)域:視場內(nèi)的九宮格區(qū)域。
5.3.1.2測試要求
15
T/CAAMTBXX-XXXX
測試激光雷達的角度分辨率。
5.3.1.3測試方法
測試步驟為:
a)將激光雷達放置于二維轉臺上,保證激光雷達與轉臺同軸,打開并預熱激光雷達;
b)在激光雷達正前方10m±0.02m處放置反射板;
c)旋轉激光雷達,觀察點云直至標定板邊緣對應點云從第一個線/點移動到相鄰的下一線/點,如圖1
中,從線/點2移動到線/點3,從位置a變?yōu)槲恢胋,此時轉臺轉過的角度γ?即為當前兩線的角度分
辨率;
d)遍歷激光雷達所有線,測量每相鄰兩個線/點間的分辨率;
e)垂直方向的角度分辨率與該方法一致,轉臺旋轉方向更改為垂直方向,反射板改為垂直方向。
5.3.1.4判定方法
轉臺轉過的角度γ?即為當前兩線的角度分辨率。
注:非等角度掃描取最小角度。
圖1角度分辨率測試原理圖
5.3.2分辨力(率)
5.3.2.1測試標板要求
參考GB/T19953-2005和ISO12233-2000規(guī)定的ISO分辨率測試圖,分為反射式分辨率測試圖和透
射式分辨率測試圖,與ISO分辨率測試圖等效制作應符合下列條件:
a)在雷達探測波段范圍內(nèi),反射式分辨率測試圖中白色部分的最大反射率?????與黑色部分的最小反
射?????率之比:(40≤?????/?????≤80),其中大于1400LW/PH的高頻段允許?????/?????≥18;
b)在雷達探測波段范圍內(nèi),透射式分辨率測試圖中白色部分的最大透射率????與黑色部分的最小透
射率????之比:(40≤????/????≤80),其中大于1400LW/PH的高頻段允許????/????≥18;
c)基本圖案單元線寬的相對誤差不得超出±5%;
d)將等效的分辨率測試圖等比例放大或縮小,放大或縮小的倍數(shù)應遵循激光雷達中心和邊緣視場的
分辨率在測試圖標稱的分辨率以內(nèi);
e)符合GB/T19953-2005規(guī)定的等效條件下,與ISO分辨率測試圖具有同等測試效果的分辨測試圖,
可用ISO分辨率測試圖中的標準圖案單元組合配置,或用其他單元組合配置而成。
制作的等效分辨率測試圖如下所示:
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圖225-250LW/PH分辨率測試圖
圖350-500LW/PH分辨率測試圖
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圖4100-2000LW/PH分辨率測試圖
5.3.2.2測試圖照明方法
5.3.2.2.1反射式
說明:
1—啞光黑墻或黑底
2—測試圖(采用近似朗伯基材)
3—照明光源(功率300~1000μW/cm2可調(diào),使圖卡內(nèi)任意位置的照度都在圖卡中心照度的±10%以內(nèi),照明光源波段應覆蓋雷達激光波段)或大
于等于30000lux的太陽光
4—雷達
5—擋板,以防止雷達鏡頭直接照明
6—根據(jù)邊框測試圖調(diào)整距離
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圖5反射式分辨率測試圖照明方法
5.3.2.2.2透射式
標引序號說明:
1—照明光源(功率300~1000μW/cm2可調(diào),使圖卡內(nèi)任意位置的照度都在測試圖中心照度的±10%以內(nèi),照明光源波段應覆蓋雷達激光波段,
應采用漫射光源)
2—測試圖
3—根據(jù)邊框測試圖卡調(diào)整距離
4—雷達
圖6透射式分辨率測試圖照明方法
5.3.2.3測試要求
測試雷達接收模組的水平分辨率、垂直分辨率和45°分辨率等。
5.3.2.4測試方法
測試方法如下:
a)選取合適的分辨率測試圖和照明方法,將激光雷達放置于二維平移臺上,被檢測的雷達的焦平面
應與分辨率測試圖平行,調(diào)成灰度圖模式,在水平方向灰度圖畫框線亦應與測試標板框線相平行,
調(diào)整測試距離使分辨率測試圖的有效高度充滿灰度圖畫幅的高度,或按需要選取僅占畫幅高度的
若干分之一等;
b)對測試標板進行灰度圖采集,取4次測量的平均值進行評價,作為測試區(qū)域1中心視場的水平和
垂直分辨率;
c)水平移動雷達,使得標板在雷達的水平邊緣視場,取4次測量的平均值進行評價,作為測試區(qū)域
2和3水平邊緣視場的水平和垂直分辨率;
d)垂直移動雷達,使得標板在雷達的垂直邊緣視場,取4次測量的平均值進行評價,作為測試區(qū)域
4和5垂直邊緣視場的水平和垂直分辨率;
e)測試45°分辨率時,對于低分辨率測試圖,可以將雷達旋轉45°進行測試;對于100-2000LW/PH
高度的分辨率測試圖,可以通過水平和垂直方向移動來測試45°分辨率,即測試區(qū)域6、7、8和
9,被檢測的雷達焦平面始終與分辨率測試圖平行;
f)通過雷達灰度圖進行視覺評價,或通過軟件判讀。
19
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圖7雷達灰度圖畫面的測試區(qū)域
5.3.2.5判定方法
判讀時應遵循下列原則:
a)監(jiān)視器顯示或打印輸出的放大率不作規(guī)定;
b)應從低空間頻率向高空間頻率的方向依次觀察;
c)以可分辨的線數(shù)發(fā)生變化處(如:由5線變?yōu)?線、由9線變?yōu)?線、線條中間斷開或模糊不清
等)的截止空間頻率作為視覺分辨率的讀取值;
d)視覺分辨率高于600LW/PH時,統(tǒng)一以50LW/PH分擋取值;低于600LW/PH時,則以10LW/PH
分擋取值。
注:虛線以上可以被解析,虛線以下不可以被解析,虛線即為讀取值。
圖8判定圖解
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根據(jù)以下公式換算分辨率計算值:
a)如果分辨率測試圖的高度正好充滿灰度圖畫面,則讀數(shù)×100即為分辨率值;
灰度圖畫面高度
b)如果分辨率測試圖的高度沒有充滿灰度圖畫面,則讀數(shù)為:×讀數(shù)
分辨率測試圖在灰度圖畫面中所占的高度
×100;
灰度圖畫面拍攝到分辨率測試圖對應的實際高度
c)如果分辨率測試圖的高度超出灰度圖畫面,則讀數(shù)為:×讀數(shù)
分辨率測試圖的實際高度
×100;
d)在同一測試距離下的分辨率計算的系數(shù)為同一值。
5.3.3視場角(FOV)
5.3.3.1測試條件
測試條件包括:
a)壓力:100KPa±20KPa;
b)溫度:23℃±5℃;
c)濕度:20%RH~80%RH;
d)照度:100lux-100000lux(照度計探頭方向平行于漫反射測試板進行記錄,測試結果需要標明當前
測試環(huán)境的照度值即可);
e)測試距離:10m±0.02m;
f)不小于50cm×50cm、反射率80%±5%的朗伯體漫反射板;
g)轉臺精度:0.01°;
h)測試區(qū)域:視場內(nèi)的九宮格區(qū)域。
5.3.3.2測試要求
激光雷達的視場角,以成像幅面的長度尺寸決定,如圖4右側所示。
注:全FOV方向由廠家協(xié)商。
圖9視場角示意圖
5.3.3.3測試方法
測試步驟為:
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a)將雷達放置于轉臺上方,保證旋轉中心和雷達中心重合;
b)在雷達前方約3-5m處放置一塊反射板,如圖4所示;
c)將雷達放置在原點處,打開雷達并預熱,開始采集點云;
d)旋轉轉臺,當開始觀察不到反射板邊緣時,記錄此時轉臺的角度,多次測量取平均值記為??;
e)將雷達歸位,反向旋轉轉臺,當開始觀察不到反射板另一個邊緣時,記錄此時轉臺的角度,多次
測量取平均值記為??;
f)更換雷達位置和轉臺旋轉方向,多次測量取平均值。
5.3.3.4判定方法
根據(jù)以下公式,計算出轉臺旋轉方向上的FOV大小,
???=|?????|??02(13)
式中:
?02——反射板相對測試原點的張角。
5.3.4漏檢角
5.3.4.1測試條件
包括:
a)測試距離:3-5m;
b)長10cm、寬1cm、反射率10%±0.5%的方桿;
c)測試方向:在九宮格內(nèi)選取,九宮格內(nèi)可選一個或多個方向,具體方向廠家協(xié)商。
其它同5.3.2.1。
5.3.4.2測試要求
激光雷達水平或垂直方向被測物體被漏檢測的角度范圍。
圖10GAP測試原理圖
5.3.4.3測試方法
測試步驟為:
a)將激光雷達放置在離地100cm位置處的二維轉臺上,保持與轉臺同軸,通電讀取點云數(shù)據(jù);
b)在距離激光雷達3-5m處放置寬度為1cm的方桿,測試水平方向漏檢角時,方桿應垂直放置,測
試垂直方向漏檢角時,方桿應水平放置;
c)水平或垂直旋轉轉臺,觀察方桿對應點云,統(tǒng)計方桿對應不少于100幀點云的探測概率值;
d)旋轉激光雷達,統(tǒng)計方桿對應點云在不同角度對應探測概率值兩次為50%時對應轉臺旋轉過的角
度,即為當前兩點間的漏檢角值。
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5.3.4.4判定方法
記錄在不同方向上水平或垂直相鄰兩點間的漏檢角度。
5.4拖點
5.4.1測試條件
包括:
不小于1.5m×1.5m,反射率為10%±0.5%和90%±3%的朗伯體漫反射板。
其它同5.3.2.1。
5.4.2測試要求
一束激光在同一方向上兩前后交疊物體上引起的邊緣之間假點。
注:此假點不是噪點。
5.4.3測試方法
測試步驟為:
a)選用兩塊反射率為90%的朗伯體目標板分別作為前板和后板;
b)在可旋轉臺上安裝激光雷達,設置轉臺高度與目標板中心高度差不超過0.1m;
c)在距激光雷達水平距離2m±2cm處垂直放置前目標板,在前目標板后0.3m±2cm處放置后目
標板,確保從激光雷達正入射角度觀察,前后板部分重疊;
d)打開點云可視化設備,判斷前后目標板之間是否存在拖點;
e)觀察點云可視化設備,并向后移動后板,直到前后板之間的拖點消失,記錄拖點消失兩板之間的
距離;
圖11拖點測試示意圖
5.4.4判定方法
記錄在不同距離條件下板中間拖點的存在狀態(tài)和數(shù)量。
5.5干擾
5.5.1對向干擾
5.5.1.1測試條件
包括:
測試暗室不小于6m×6m×3m,照度0.001lx-2000lx,室內(nèi)墻面反射率不超過10%±0.5%。
其它同5.1.1.1。
注:也可以在室內(nèi)用帷幕屏蔽一個空間測量,帷幕反射率不超過10%±0.5%。
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5.5.1.2測試要求
激光雷達被對向干擾時,精準度及噪點率。
5.5.1.3測試方法
測試步驟為:
a)待測雷達和干擾雷達水平工作,距離為1m,調(diào)整雷達,使干擾雷達發(fā)射通道與待測雷達接收通道
相對正入射;
b)打開待測雷達并預熱,錄制點云2分鐘;
c)打開干擾雷達,俯仰方向在豎直FOV內(nèi)緩慢搖動待測雷達轉臺,待測雷達錄制2分鐘點云;
d)復位待測雷達,旋轉方向在水平FOV內(nèi)緩慢搖動待測雷達轉臺,待測雷達錄制2分鐘點云;
e)分別在2m、4m下重復步驟a至步驟d。
1m
圖12對向測試示意圖
5.5.2同向干擾
5.5.2.1測試條件
包括:
1.5m×1.5m、反射率為80%±5%朗伯體漫反射板,及符合GB/T18833-2012的Ⅲ類及以上標準的高反
牌。
其它同5.5.1.1。
5.5.2.2測試要求
激光雷達被同向干擾時,精準度及噪點率。
1m
圖13同向測試示意圖
5.5.2.3測試方法
測試步驟為:
a)待測雷達和干擾雷達水平高度相同,距離為1m,調(diào)整雷達,使干擾雷達發(fā)射通道與待測雷達接收
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通道;
b)打開待測雷達并預熱,錄制點云2分鐘;
c)打開干擾雷達,俯仰方向在豎直FOV內(nèi)緩慢搖動待測雷達轉臺,待測雷達錄制2分鐘點云;
d)復位待測雷達,旋轉方向在水平FOV內(nèi)緩慢搖動待測雷達轉臺,待測雷達錄制2分鐘點云;
e)分別在1m、2m、4m距離下重復步驟a至步驟d;
f)更換為Ⅲ類及以上標準的高反牌,重復步驟a至步驟e。
5.5.3紅外燈干擾
5.5.3.1測試條件
波段范圍覆蓋激光雷達使用波段,波段帶寬大于激光雷達使用波段30nm,功率不小于85w,發(fā)散角小
于30°的近紅外LED燈源;
其它同5.5.1.1。
5.5.3.2測試要求
激光雷達被紅外燈干擾時的噪點率。
5.5.3.3測試方法
測試步驟為:
a)紅外燈和干擾雷達水平工作,發(fā)射法線在同一水平面上,水平距離1m,正對射;
b)打開紅外燈,俯仰方向在豎直FOV內(nèi)緩慢搖動待測雷達轉臺,待測雷達錄制2分鐘點云;
c)復位待測雷達,旋轉方向在水平FOV內(nèi)緩慢搖動待測雷達轉臺,待測雷達錄制2分鐘點云;
d)分別在2m、4m處重復步驟a至步驟c。
1m
圖15同向測試示意圖
5.5.4判定方法
a)計算干擾前后的距離精準度
b)定義距離在??|???|????<??<?+|
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