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文档简介
ICS43.040.10
CCST36
T/t
中国汽车工业协会团体标准
T/XXXXXXX—XXXX
车载闪光式固态激光雷达
技术要求及检测方法
(征求意见稿)
TestMethodsandTechnicalRequirementsofVehicle-BasedFlashLidar
XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施
中国汽车工业协会发布
T/CAAMTBXX-XXXX
车载闪光式固态激光雷达技术要求及检测方法
1范围
本文件规定了车载闪光式固态激光雷达的术语和定义、性能测试和检验规则。
本标准适用于在短时间内向前方发射出大面积覆盖探测区域的激光,依靠高度灵敏的探测器实现对回
波信号的收集、探测并形成三维点云的固态激光雷达。车载闪光式固态激光雷达使用激光的辐射波长为近
红外波长,范围760-1800nm。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文
件。
T/CAAMTB58-2021车载激光雷达检测方法
GB/T14950摄影测量与遥感术语
GB/T18833道路交通反光膜
GB/T18655车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法
GB/T19951道路车辆电气/电子部件对静电放电抗扰性的试验方法
GB/T2423.22电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验N:温度变化
GB/T21437.2道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第2部分:沿电源线的电瞬态传导
GB/T21437.3道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第3部分:除电源线外的导线通过容性和感性
耦合的电瞬态发射
GB/T28046.1道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定
GB/T28046.2道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分:电气负荷
GB/T33014.2道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第2部分:电波暗室法
GB/T33014.4道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第4部分:大电流注入
(BCI)法
GB/T33014.8道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第8部分:磁场抗扰法
GB/T36100机载激光雷达点云数据质量评价指标及计算方法
CH/T8023机载激光雷达数据处理规范
IEC60825-1Edition3.0激光产品的安全第1部分:设备分类、要求
IEC76/653/CD激光产品的安全第19部分:移动平台激光产品
VW80000:2022-12Electricandelectroniccomponentsinmotorvehiclesupto3.5t-generalrequirement,test
conditions,andtests.
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
激光雷达lightdetectionandranging;lidar
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发射激光束并接收回波以获取目标三维和/或速度信息的系统。
注:改写GB/T14950-2009,定义4.150
3.2
固态激光雷达solid-statelidar
采用相控阵(OpticalPhasedArray,OPA)、Flash或电子扫描方式,无机械运动部件,适用于实现部分视
场角(如前向)探测的激光雷达。
3.3
闪光式激光雷达Flashlidar
在短时间内向前方发射出覆盖探测区域的激光,依靠高度灵敏的探测器实现对回波信号的收集、探测
并形成三维位置点云的固态激光雷达。
3.4
线layer
激光雷达水平(或竖直)方向的一行(或列)点云。
3.5
点云pointcloud
以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。
[CH/T8023-2011,定义3.4]
3.6
噪点noisepoint
测试对应的位置没有真实目标,并且在时间和空间上不连续的点。
3.7
拖点mixedpixelpoint
一个激光束在前后交叠两物体上引起的边缘之间假点。
3.9
探测概率probabilityofdetection;POD
实际回波与理论回波的比值。
3.10
帧frame
在标称FOV内的单次完整扫描形成的点云数据。
3.11
帧频framefrequency
激光雷达单位时间内输出的帧数。
3.12
盲区blindrange
能够稳定的输出满足精度要求的点云,且探测概率不小于50%的最小探测距离。
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3.13
最大探测距离maximumdetectiondistance
符合精准度要求且探测概率不小于50%的探测距离。
3.14
视场角fieldofView;FOV
激光雷达点云覆盖的区域相对坐标原点的最大张角,分为垂直视场角和水平视场角。
3.15
水平视场角horizontalfieldofview;HFOV
激光雷达在水平方向上点云覆盖的区域相对坐标原点的最大张角。
3.16
垂直视场角verticalfieldofview;VFOV
激光雷达在垂直方向上点云覆盖的区域相对坐标原点的最大张角。
3.17
角度分辨力(率)angleresolution
激光雷达最小可分辨物体间的夹角。
3.18
激光雷达角度分辨率angleresolutionoflidar
点云中最小相邻点的间隔度数。
注:该角度分辨率为发射角度分辨率,分为水平角分辨率和竖直角分辨率。
3.19
灰度图GrayScaleImage或是GreyScaleImage
又称灰阶图,把白色与黑色之间按对数关系分为若干等级,灰度一般分为256阶,用灰度表示的图像
称作灰度图。
3.20
每像高线数LineWidthsperPictureHeight;LW/PH
分辨率测试图上标定线条的宽度相对于测试图有效区域的高度的度量单位。
注:它等于测试图的有效高度除以黑色标定线的宽度,亦即等于该黑色标定线在测试目标的高度范围内或在雷达视场的
垂直方向内所能包含的线数,若测试图的有效高度为200mm,1000LW/PH的黑线宽度等于200/1000mm,100LW/PH的黑
线宽度等于200/100mm。
3.21
视觉分辨率VisualResolution
监视器或者照片上再现的测试图中黑白相间的标定线刚刚能被人眼所分辨的空间频率;亦即等于去除
伪信号的影响后,所能分辨黑白相间标定线最细部位处的空间频率,视觉分辨率用每像高线数表示。
3.22
水平分辨率HorizontalResolution
在影像较长尺寸方向上,也即与“景物”水平方向相一致时所测得的分辨率值,通常采用测试图中垂
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直方向的图案单元。
3.23
垂直分辨率VerticalResolution
在影像较短尺寸方向上,也即与“景物”相垂直的方向时所测得的分辨率值,通常采用测试图中水平
方向的图案单元。
3.24
45°分辨率45°Resolution
与水平分辨率和垂直分辨率互成45°夹角的方向时所测得的分辨率值,以双频圆环图案单元为起点,
又分为向上45°分辨率和向下45°分辨率。
3.25
干扰frequenceinterference
激光或环境光对雷达测定的影响。
注:影响的方式可能是精准度,也可能是噪点。
3.26
准度accuracy
测量值的均值与真值的误差,用μ表示。
3.27
精度precision
在相同条件下,对被测物反复测量,测量值之间的一致程度,用各测量值基于测量平均值的标准差来
表示,用σ表示。
3.28
反射强度reflectedintensity;RI
在相同的几何和光谱条件下,从样品反射的通量与入射通量之比。
3.29
反射率reflectivity(R)
物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比,称为反射率。
注:表征物体的特性,不同物体的反射率也不同,这主要取决于物体本身的属性表面状况,以及入射电磁波的波长和入
射角度。
3.30
可达发射accessibleemission;AE
在某个位置使用孔径光阑根据本文件要求确定辐射量。
注1:当激光束直径大于孔径光阑时,以瓦特或焦耳为单位给出的可达发射小于激光产品的总发射功率或能量。
注2:当激光束直径小于孔径光阑时,以W•m-2或J•m-2为单位给出的可达发射,即在孔径光阑上的平均辐照度或辐照量,
小于激光束的实际辐照度或辐照量。
3.31
可达发射极限accessibleemissionlimit;AEL
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所定类别内允许的最大可达发射。
注:本文件中给出的AEL与IEC60825-1中class1的AEL一致。
3.32
最大允许照射量maximumpermissibleexposure;MPE
正常情况下人体受到激光照射不会产生不良后果的激光辐射水平。
3.33
表观光源apparentsource
给出视网膜危害的评估位置,在视网膜上可能形成最小影像的实的或虚的发光体(考虑人眼的调节范
围)
注:人眼的调节范围假设是从100mm到无限远可变。对于光束内给定的观察位置,表观光源的位置是眼睛调节到产生最
大危害视网膜辐射条件所对应的位置。
3.34
表观光源对向角angularsubtenseoftheapparentsource
从空间某点处观察表观光源所张的对向角,用α表示,单位:弧度(rad)。
3.35
最小对向角minimumangularsubtense
激光光束对向角的值,用αmin表示。
注1:对向角大于该值的光源被认为是扩展光源。
注2:对向角小于或等于该值的光源被认为是小光源。
注3:光源的对向角小于αmin时,其MPE和AEL不依赖光源尺寸。
注4:αmin=1.5mrad。
3.36
最大对向角maximumangularsubtense
激光光束对向角的值,用αmax表示。
注1:对向角大于该值时,其MPE和AEL不依赖光源的尺寸。
注2:αmax在5mrad至100mrad之间变化。
3.37
接受角angleofacceptance
检测器相应光辐射的平面角,一般以弧度测量,用γ表示。
注:接受角的角度可以通过置于探测器前的孔径或光学元件控制。接受角有时也称为视野。
3.38
评估热危害的极限接受角limitingangleofacceptanceforevaluatingretinalthermal
hazards
用于评估视网膜热危害的最大对向角,用γth表示。
注:接受角γth值可能在αmin和αmax之间变化。
3.39
孔径光阑aperturestop
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用来确定待测辐射通过面积的开孔。
3.40
人员可接触的最近点closestpointofhumanaccess;CPHA
能接触激光产品的最近点,用于确定由保护壳体或移动平台实现的可达发射。
3.41
工作模式operationmode
激光能量发射的时间特性。
3.42
脉冲工作模式pulsedoperationmode
以单脉冲或脉冲串形式释放能量。
注:单个脉冲的宽度小于0.25s。
3.43
连续波工作模式continuouswaveoperationmode
激光连续输出时间等于或大于0.25s。
3.44
时间基准timebase
激光雷达产品按其波长需要所用的发射持续时间,用tbase表示。
3.45
发射持续时间emissionduration
由于使用、维护或检修激光雷达产品,可能出现人员接触激光辐射的单脉冲、脉冲串或系列脉冲,或
连续波激光运转的持续时间,用t表示。
3.46
脉冲持续时间emissiondurationofsinglepulse
脉冲前沿半功率点和后沿相应点之间的持续时间,用Tp表示。
3.47
脉冲串持续时间emissiondurationofpulsetrain
前导脉冲的第一个功率峰值半高点和后续脉冲的最后一个功率峰值半高点之间的持续时间,用T
表示。
3.48
照射持续时间exposureduration
单脉冲、系列脉冲、脉冲串或连续激光辐射照射到人体上的持续时间,用t表示。
注:照射持续时间是激光辐射皮肤的最大照射量的重要参数。
4车载闪光式激光雷达的型式
在以下主要方面有差异的激光雷达:
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a)激光辐射波长;
b)发射光路中所包含的元件,包括并不限于:激光器(若同时存在多个激光器时,包括其排布形式),
光学元件(如透镜、孔径光阑等);
c)激光发射时序;
d)增加一个或多个辐射功率。
5性能测试
5.1探测距离
5.1.1测距精准度
5.1.1.1测试条件
包括:
a)压力:100KPa±20KPa;
b)温度:23℃±5℃;
c)湿度:20%RH~80%RH;
d)照度:100lux-100000lux(照度计探头方向平行于漫反射测试板进行记录,测试结果需要标明当前
测试环境的照度值即可);
e)基准测距仪或全站仪的准度应不大于激光雷达标称准度的三分之一;
f)不小于1.5m×1.5m,反射率为10%±0.5%的朗伯体漫反射板。
5.1.1.2测试要求
a)测试方向在九宫格内选取;
b)每个测试方向选取多个距离进行测试,距离选取值可由供需双方协商确定,例如1m、2m、5m、
10m、20m、30m。
c)选取多个距离分别测量激光雷达的测距精准度。
5.1.1.3测试方法
测试步骤为:
a)将被测激光雷达固定在二维转台上,转台旋转中心轴应与激光雷达竖直中心轴重合;
b)在给定的测试距离(或由供需双方协调)处垂直放置目标板,调整激光雷达和反射板,使反射板
平面垂直于激光雷达法线方向,使激光雷达光线出射中心正对反射板水平中心位置,使用高精度测
距设备测量激光雷达中心与目标板之间的实际垂线距离;
c)若激光雷达未启动,则启动激光雷达,足够的热机时间达到稳定工作状态,录制不少于200个有
效帧点云数据;
d)选取激光雷达正入射方向对应一个分辨率范围内的点云,记录每个点的距离值,按照公式(1)、
(2)计算点云对应距离的准度和精度;
e)将目标板调整到其他待测距离处,重复步骤b~d,获得不同距离下的测距精准度;
f)按照附录C中划分的视场区域(九宫格),调整激光雷达俯仰角,使激光雷达任意一个视场区域
的中心与目标板中心重合,重复步骤b~e,测试激光雷达不同视场区域的测距精准度。
5.1.1.4评判方法
不同距离下的准度μ及精度σ为:
휇=ㄧ푑̅−푑ㄧ(1)
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∑(푑−푑̅)2
𝜎=√푖(2)
푁−1
式中:
di——单次测量值;
푑̅——测量平均值;
d——真值;
N——测量次数。
5.1.2最大探测距离
5.1.2.1测试条件
包括:
a)压力:100KPa±20KPa;
b)温度:23℃±5℃;
c)湿度:20%RH~80%RH;
d)照度:100000lux(如果测试环境不能达到100000lux,可按照100-100000lux的照度范围进行测试,
测试结果需要标明当前测试环境的照度值,照度计探头方向平行于漫反射测试板进行记录);
e)基准测距仪或全站仪的准度应不大于激光雷达标称准度的三分之一;
f)不小于1.5m×1.5m,反射率为10%±0.5%的朗伯体漫反射板。
5.1.2.2测试要求
满足精准度要求且探测概率不小于50%时的测试距离。
测试方向在九宫格内选取,大于200米的距离,可使用光强衰减片模拟测量。
注:也可定义目标物单帧点数检出率不小于50%的帧为有效帧,则有效帧探测概率为──有效帧/总帧数。使用有效帧探
测概率更能表征目标物出现的稳定程度。
5.1.2.3测试方法
测试步骤为:
a)测量并记录反射板正入射方向、太阳正入射(如有)方向上的照度;
b)将被测雷达固定在转台上,转台旋转中心轴应与雷达竖直中心轴重合,调整激光雷达与反射板的
相对位置,使反射板的平面垂直于激光雷达法线方向(出光方向),使激光雷达光线出射方向正对反
射板水平中心位置;
c)启动激光雷达,足够的热机时间达到稳定工作温度,从标称距离3/4dmax处沿径向移动反射板,
录制点云,统计不少于100帧的探测概率值和距离精准度,直至探测概率值降至50%时,停止移动
反射板;
d)用基准测试仪在激光雷达位置点上测量基准距离;或以全站仪作为坐标原点,测量激光雷达出光
中心相对坐标值,以及反射板竖直中心线上与激光雷达等高点的相对坐标,计算激光雷达出光中心
与反射板间的距离作为测量真值;
e)旋转雷达,使所有需要测量的点依次入射到反射板上;
f)重复步骤a至步骤e。
5.1.2.4判定方法
判定方法为:
a)计算不同距离下的理论点个数,统计每个测距方向上点的平均个数,计算探测概率;
b)根据设定的探测概率通过值和距离精准度来确定最大测试距离。
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5.1.3盲区
5.1.3.1测试条件
75cm×75cm的反射板,反射率分别为10%±0.5、40%±3%、90%±3%的朗伯体漫反射板,及符合GB/T
18833-2012的Ⅲ类及以上标准的高反牌。
其它同5.1.1.1。
5.1.3.2测试要求
在一定范围内,满足测距精准度要求且探测概率不小于50%的最小探测距离。
5.1.3.3测试方法
测试步骤为:
a)放置反射率为10%的反射板,测量并记录反射板正入射方向、太阳正入射(如有)方向上的照度;
b)将被测雷达固定在转台上,转台旋转中心轴应与雷达竖直中心轴重合,调整激光雷达与反射板的
相对位置,使反射板的平面垂直于激光雷达法线方向(出光方向),使激光雷达光线出射方向正对反
射板水平中心位置。反射板与雷达距离应小于雷达标称的最小测距范围;
c)启动激光雷达,足够的热机时间达到稳定工作温度,选取反射板中间50cm×50cm为有效区域
采集点云,并逐步将反射板平移远离雷达,直至1m处或更远到反射板对应点云区域出现清晰完整
点云数据的距离,记录所有动态数据;
d)用基准测试仪在激光雷达位置点上测量基准距离;或以全站仪作为坐标原点,测量激光雷达出光
中心相对坐标值,以及反射板竖直中心线上与激光雷达等高点的相对坐标,计算激光雷达出光中心
与反射板间的距离作为测量真值;
e)旋转雷达,使所有需要测量的点依次入射到反射板上;
f)在每个测量距离的测试方向下,重复步骤a至步骤e;
g)依次更换40%、90%反射率的反射板和高反牌,重复步骤a至步骤f。
5.1.3.4判定方法
在反射板的50cm×50cm内,满足精准度要求且探测概率不小于50%时的最小探测距离即为对应反
射率盲区,取不同反射率最小探测距离的最大值作为盲区。
5.2反射强度
定义反射率为理论反射强度值,不同反射率对应的反射强度值,由厂家协商。
5.2.1不同反射率板的反射强度测试
5.2.1.1测试条件
包括:
a)入射角:0±5°;
b)距离:10m±0.02m;
c)转台垂直角精度:0.1°;
d)转台水平角精度:0.1°;
e)不小于1.5米×1.5米的反射板,反射率分别为10%±0.5和50%±3%的朗伯体漫反射板,及符合
GB/T18833-2012的III类及以上标准的高反牌。
其它同5.1.1.1。
5.2.1.2测试要求
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不同反射率反射板的反射强度的实际测量值、区分度。
测量所有方向,每个方向定点采集不少于100帧。
5.2.1.3测试方法
测试步骤为:
a)将反射率10%的反射板置于转台正前方10m±0.02m处;
b)将被测雷达固定在转台上,转台旋转中心轴应与雷达竖直中心轴重合,调整激光雷达与反射板,
使反射板的平面垂直于激光雷达法线方向(出光方向);
c)设置雷达水平角度和垂直角度的旋转方式,使每个方向的入射角在0±5°内,每个方向采集数据
不少于100帧,遍历所有方向;
d)依次更换10%、50%的漫反射率反射板和高反牌,重复以上步骤a至步骤c。
5.2.1.4判定方法
记录不同距离条件下的点云,每个方向统计不少于100帧,每帧选水平和垂直入射角均在0±5°以内
的同方向的点。
反射强度平均值:
∑푖퐼
퐼=1푖(3)
퐸푁
反射强度测量精度:
∑푖(퐼−퐼)2
𝜎=√1푖퐸(4)
푁−1
反射强度测量区分度:
휎
퐶퐼=×100%(5)
퐼퐸
式中:
𝜎——精度;
퐶퐼——反射率区分度;
퐼푅——反射强度论值;
퐼푖——反射强度第i次测量值;
푁——测量次数。
输出两个映射表:
1)描绘反射强度与准度的曲线퐼푅−퐼퐸,横轴为理论反射强度퐼푅,纵轴为反射强度测量均值퐼퐸。
2)描绘反射强度与区分度曲线,横轴为反射强度퐼푅,纵轴为反射强度归一化的区分度퐶퐼,输出퐼푅−퐶퐼
映射表。
5.2.2不同距离下的反射强度测试
5.2.2.1测试条件
包括:
a)入射角:0±5°;
b)反射板:反射率为50%±3%的朗伯体漫反射板;
c)转台垂直角精度:0.1°;
d)转台水平角精度:0.1°;
e)测距位置为: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测试要求
针对50%反射率板进行测试,计算反射强度的距离影响系数。
应测试所有方向,每个方向定点采集不少于100帧。
5.2.2.3测试方法
测试步骤为:
a)将50%的漫反射率反射板立于安装台正前方5m处;
b)将被测雷达固定在转台上,转台旋转中心轴应与雷达竖直中心轴重合,调整激光雷达与反射板,
使反射板的平面垂直于激光雷达法线方向(出光方向);
c)每帧选取入射角在0±5°以内的点,所选点的入射角尽量无限接近0°,采集至少超过不少于100
帧;
d)依次调整50%的反射板与安装台的距离,重复以上步骤a至步骤c。
5.2.2.4判定方法
不同距离下的反射强度测量均值:
퐼+퐼+퐼+퐼+퐼+퐼
퐼=퐸5퐸10퐸20퐸40퐸80퐸100(6)
퐸푑푁
反射强度变化量
퐼푟푎푛푔푒=푀푎푥(퐼퐸푑)−푀푖푛(퐼퐸푑)(7)
反射强度的距离影响系数:
퐼푟푎푛푔푒
훿푑=(8)
퐼퐸푑
式中:
퐼푅——反射强度理论值;
퐼푚푎푥——反射强度퐼퐸푑最大值;
퐼푚푖푛——反射强度퐼퐸푑最小值;
퐼퐸푚——距离m下的反射强度均值。
每个测试点,统计不少于100帧数据,根据2种方式判定:
1)绘制距离与反射强度曲线,其中横轴为距离d,纵轴为反射强度均值퐼퐸푚,绘制푑−퐼퐸푚曲线;
2)计算6个距离下反射强度均值的最大变化范围퐼푟푎푛푔푒对50%反射率板的反射强度距离影响系数δ。
5.2.3反射强度的一致性
5.2.3.1测试条件
包括:
a)入射角:0±5°;
b)距离:10m±0.02m;
c)反射板:反射率为50%±3%的朗伯体漫反射板;
d)转台垂直角精度:0.1°;
e)转台水平角精度:0.1°。
其它同5.1.1.1。
5.2.3.2测试要求
每个方向在特定距离下、检测特定反射率反射板的反射强度的均值;
统计N个方向的均值、均值的均方差;
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在测试条件下,每个方向定点采集不少于不少于100帧。
5.2.3.3测试方法
测试步骤为:
a)将反射率50%的反射板置于转台正前方10m±0.02m处;
b)将被测雷达固定在转台上,转台旋转中心轴应与雷达竖直中心轴重合,调整激光雷达与反射板,
使反射板的平面垂直于激光雷达法线方向(出光方向);
c)设置雷达水平角度和垂直角度的旋转方式,使每个方向的入射角在0±5°内,每个方向采集数据
不少于100帧,遍历所有方向;
d)依次遍历每个方向,选取入射角在0±5°以内的点,所选点的入射角尽量无限接近0°,采集不
少于100帧。
5.2.3.4判定方法
所有方向的反射强度的均值:
∑푁퐼
퐼=1퐸푛(9)
퐸푁푁
式中:
퐼퐸푛——第n方向的反射强度均值。
所有N个方向的反射强度均值的均方差:
∑푁(퐼−퐼)2
𝜎=√1퐸푛퐸푁(10)
푁푁
所有N个方向的反射强度均值的一致性(区分度):
휎푁
퐶퐼푁=×100%(11)
퐼퐸푁
通过2种方式判定:
1)描绘方向与反射强度均值的曲线,其中横轴为方向号n,纵轴为对应方向的反射强度均值퐼퐸푛,输出
푛−퐼퐸푛表;
2)输出所有方向的均值퐼퐸푁、均值的一致性(区分度)퐶퐼푁。
5.3角度
5.3.1激光雷达角度分辨率
5.3.1.1测试条件
测试条件包括:
a)压力:100KPa±20KPa;
b)温度:23℃±5℃;
c)湿度:20%RH~80%RH;
d)照度:100lux-100000lux(照度计探头方向平行于漫反射测试板进行记录,测试结果需要标明当前
测试环境的照度值即可);
e)测试距离:10m±0.02m;
f)不小于50cm×50cm、反射率80%±5%的朗伯体漫反射板;
g)转台精度:0.01°;
h)测试区域:视场内的九宫格区域。
5.3.1.2测试要求
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测试激光雷达的角度分辨率。
5.3.1.3测试方法
测试步骤为:
a)将激光雷达放置于二维转台上,保证激光雷达与转台同轴,打开并预热激光雷达;
b)在激光雷达正前方10m±0.02m处放置反射板;
c)旋转激光雷达,观察点云直至标定板边缘对应点云从第一个线/点移动到相邻的下一线/点,如图1
中,从线/点2移动到线/点3,从位置a变为位置b,此时转台转过的角度γ휃即为当前两线的角度分
辨率;
d)遍历激光雷达所有线,测量每相邻两个线/点间的分辨率;
e)垂直方向的角度分辨率与该方法一致,转台旋转方向更改为垂直方向,反射板改为垂直方向。
5.3.1.4判定方法
转台转过的角度γ휃即为当前两线的角度分辨率。
注:非等角度扫描取最小角度。
图1角度分辨率测试原理图
5.3.2分辨力(率)
5.3.2.1测试标板要求
参考GB/T19953-2005和ISO12233-2000规定的ISO分辨率测试图,分为反射式分辨率测试图和透
射式分辨率测试图,与ISO分辨率测试图等效制作应符合下列条件:
a)在雷达探测波段范围内,反射式分辨率测试图中白色部分的最大反射率𝜌푚푎푥与黑色部分的最小反
射𝜌푚푖푛率之比:(40≤𝜌푚푎푥/𝜌푚푖푛≤80),其中大于1400LW/PH的高频段允许𝜌푚푎푥/𝜌푚푖푛≥18;
b)在雷达探测波段范围内,透射式分辨率测试图中白色部分的最大透射率휏푚푎푥与黑色部分的最小透
射率휏푚푖푛之比:(40≤휏푚푎푥/휏푚푖푛≤80),其中大于1400LW/PH的高频段允许휏푚푎푥/휏푚푖푛≥18;
c)基本图案单元线宽的相对误差不得超出±5%;
d)将等效的分辨率测试图等比例放大或缩小,放大或缩小的倍数应遵循激光雷达中心和边缘视场的
分辨率在测试图标称的分辨率以内;
e)符合GB/T19953-2005规定的等效条件下,与ISO分辨率测试图具有同等测试效果的分辨测试图,
可用ISO分辨率测试图中的标准图案单元组合配置,或用其他单元组合配置而成。
制作的等效分辨率测试图如下所示:
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图225-250LW/PH分辨率测试图
图350-500LW/PH分辨率测试图
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图4100-2000LW/PH分辨率测试图
5.3.2.2测试图照明方法
5.3.2.2.1反射式
说明:
1—哑光黑墙或黑底
2—测试图(采用近似朗伯基材)
3—照明光源(功率300~1000μW/cm²可调,使图卡内任意位置的照度都在图卡中心照度的±10%以内,照明光源波段应覆盖雷达激光波段)或大
于等于30000lux的太阳光
4—雷达
5—挡板,以防止雷达镜头直接照明
6—根据边框测试图调整距离
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图5反射式分辨率测试图照明方法
5.3.2.2.2透射式
标引序号说明:
1—照明光源(功率300~1000μW/cm²可调,使图卡内任意位置的照度都在测试图中心照度的±10%以内,照明光源波段应覆盖雷达激光波段,
应采用漫射光源)
2—测试图
3—根据边框测试图卡调整距离
4—雷达
图6透射式分辨率测试图照明方法
5.3.2.3测试要求
测试雷达接收模组的水平分辨率、垂直分辨率和45°分辨率等。
5.3.2.4测试方法
测试方法如下:
a)选取合适的分辨率测试图和照明方法,将激光雷达放置于二维平移台上,被检测的雷达的焦平面
应与分辨率测试图平行,调成灰度图模式,在水平方向灰度图画框线亦应与测试标板框线相平行,
调整测试距离使分辨率测试图的有效高度充满灰度图画幅的高度,或按需要选取仅占画幅高度的
若干分之一等;
b)对测试标板进行灰度图采集,取4次测量的平均值进行评价,作为测试区域1中心视场的水平和
垂直分辨率;
c)水平移动雷达,使得标板在雷达的水平边缘视场,取4次测量的平均值进行评价,作为测试区域
2和3水平边缘视场的水平和垂直分辨率;
d)垂直移动雷达,使得标板在雷达的垂直边缘视场,取4次测量的平均值进行评价,作为测试区域
4和5垂直边缘视场的水平和垂直分辨率;
e)测试45°分辨率时,对于低分辨率测试图,可以将雷达旋转45°进行测试;对于100-2000LW/PH
高度的分辨率测试图,可以通过水平和垂直方向移动来测试45°分辨率,即测试区域6、7、8和
9,被检测的雷达焦平面始终与分辨率测试图平行;
f)通过雷达灰度图进行视觉评价,或通过软件判读。
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图7雷达灰度图画面的测试区域
5.3.2.5判定方法
判读时应遵循下列原则:
a)监视器显示或打印输出的放大率不作规定;
b)应从低空间频率向高空间频率的方向依次观察;
c)以可分辨的线数发生变化处(如:由5线变为4线、由9线变为8线、线条中间断开或模糊不清
等)的截止空间频率作为视觉分辨率的读取值;
d)视觉分辨率高于600LW/PH时,统一以50LW/PH分挡取值;低于600LW/PH时,则以10LW/PH
分挡取值。
注:虚线以上可以被解析,虚线以下不可以被解析,虚线即为读取值。
图8判定图解
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根据以下公式换算分辨率计算值:
a)如果分辨率测试图的高度正好充满灰度图画面,则读数×100即为分辨率值;
灰度图画面高度
b)如果分辨率测试图的高度没有充满灰度图画面,则读数为:×读数
分辨率测试图在灰度图画面中所占的高度
×100;
灰度图画面拍摄到分辨率测试图对应的实际高度
c)如果分辨率测试图的高度超出灰度图画面,则读数为:×读数
分辨率测试图的实际高度
×100;
d)在同一测试距离下的分辨率计算的系数为同一值。
5.3.3视场角(FOV)
5.3.3.1测试条件
测试条件包括:
a)压力:100KPa±20KPa;
b)温度:23℃±5℃;
c)湿度:20%RH~80%RH;
d)照度:100lux-100000lux(照度计探头方向平行于漫反射测试板进行记录,测试结果需要标明当前
测试环境的照度值即可);
e)测试距离:10m±0.02m;
f)不小于50cm×50cm、反射率80%±5%的朗伯体漫反射板;
g)转台精度:0.01°;
h)测试区域:视场内的九宫格区域。
5.3.3.2测试要求
激光雷达的视场角,以成像幅面的长度尺寸决定,如图4右侧所示。
注:全FOV方向由厂家协商。
图9视场角示意图
5.3.3.3测试方法
测试步骤为:
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a)将雷达放置于转台上方,保证旋转中心和雷达中心重合;
b)在雷达前方约3-5m处放置一块反射板,如图4所示;
c)将雷达放置在原点处,打开雷达并预热,开始采集点云;
d)旋转转台,当开始观察不到反射板边缘时,记录此时转台的角度,多次测量取平均值记为휑푖;
e)将雷达归位,反向旋转转台,当开始观察不到反射板另一个边缘时,记录此时转台的角度,多次
测量取平均值记为휑푗;
f)更换雷达位置和转台旋转方向,多次测量取平均值。
5.3.3.4判定方法
根据以下公式,计算出转台旋转方向上的FOV大小,
퐹푂푉=|휑푖−휑푗|−훽02(13)
式中:
훽02——反射板相对测试原点的张角。
5.3.4漏检角
5.3.4.1测试条件
包括:
a)测试距离:3-5m;
b)长10cm、宽1cm、反射率10%±0.5%的方杆;
c)测试方向:在九宫格内选取,九宫格内可选一个或多个方向,具体方向厂家协商。
其它同5.3.2.1。
5.3.4.2测试要求
激光雷达水平或垂直方向被测物体被漏检测的角度范围。
图10GAP测试原理图
5.3.4.3测试方法
测试步骤为:
a)将激光雷达放置在离地100cm位置处的二维转台上,保持与转台同轴,通电读取点云数据;
b)在距离激光雷达3-5m处放置宽度为1cm的方杆,测试水平方向漏检角时,方杆应垂直放置,测
试垂直方向漏检角时,方杆应水平放置;
c)水平或垂直旋转转台,观察方杆对应点云,统计方杆对应不少于100帧点云的探测概率值;
d)旋转激光雷达,统计方杆对应点云在不同角度对应探测概率值两次为50%时对应转台旋转过的角
度,即为当前两点间的漏检角值。
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5.3.4.4判定方法
记录在不同方向上水平或垂直相邻两点间的漏检角度。
5.4拖点
5.4.1测试条件
包括:
不小于1.5m×1.5m,反射率为10%±0.5%和90%±3%的朗伯体漫反射板。
其它同5.3.2.1。
5.4.2测试要求
一束激光在同一方向上两前后交叠物体上引起的边缘之间假点。
注:此假点不是噪点。
5.4.3测试方法
测试步骤为:
a)选用两块反射率为90%的朗伯体目标板分别作为前板和后板;
b)在可旋转台上安装激光雷达,设置转台高度与目标板中心高度差不超过0.1m;
c)在距激光雷达水平距离2m±2cm处垂直放置前目标板,在前目标板后0.3m±2cm处放置后目
标板,确保从激光雷达正入射角度观察,前后板部分重叠;
d)打开点云可视化设备,判断前后目标板之间是否存在拖点;
e)观察点云可视化设备,并向后移动后板,直到前后板之间的拖点消失,记录拖点消失两板之间的
距离;
图11拖点测试示意图
5.4.4判定方法
记录在不同距离条件下板中间拖点的存在状态和数量。
5.5干扰
5.5.1对向干扰
5.5.1.1测试条件
包括:
测试暗室不小于6m×6m×3m,照度0.001lx-2000lx,室内墙面反射率不超过10%±0.5%。
其它同5.1.1.1。
注:也可以在室内用帷幕屏蔽一个空间测量,帷幕反射率不超过10%±0.5%。
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5.5.1.2测试要求
激光雷达被对向干扰时,精准度及噪点率。
5.5.1.3测试方法
测试步骤为:
a)待测雷达和干扰雷达水平工作,距离为1m,调整雷达,使干扰雷达发射通道与待测雷达接收通道
相对正入射;
b)打开待测雷达并预热,录制点云2分钟;
c)打开干扰雷达,俯仰方向在竖直FOV内缓慢摇动待测雷达转台,待测雷达录制2分钟点云;
d)复位待测雷达,旋转方向在水平FOV内缓慢摇动待测雷达转台,待测雷达录制2分钟点云;
e)分别在2m、4m下重复步骤a至步骤d。
1m
图12对向测试示意图
5.5.2同向干扰
5.5.2.1测试条件
包括:
1.5m×1.5m、反射率为80%±5%朗伯体漫反射板,及符合GB/T18833-2012的Ⅲ类及以上标准的高反
牌。
其它同5.5.1.1。
5.5.2.2测试要求
激光雷达被同向干扰时,精准度及噪点率。
1m
图13同向测试示意图
5.5.2.3测试方法
测试步骤为:
a)待测雷达和干扰雷达水平高度相同,距离为1m,调整雷达,使干扰雷达发射通道与待测雷达接收
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通道;
b)打开待测雷达并预热,录制点云2分钟;
c)打开干扰雷达,俯仰方向在竖直FOV内缓慢摇动待测雷达转台,待测雷达录制2分钟点云;
d)复位待测雷达,旋转方向在水平FOV内缓慢摇动待测雷达转台,待测雷达录制2分钟点云;
e)分别在1m、2m、4m距离下重复步骤a至步骤d;
f)更换为Ⅲ类及以上标准的高反牌,重复步骤a至步骤e。
5.5.3红外灯干扰
5.5.3.1测试条件
波段范围覆盖激光雷达使用波段,波段带宽大于激光雷达使用波段30nm,功率不小于85w,发散角小
于30°的近红外LED灯源;
其它同5.5.1.1。
5.5.3.2测试要求
激光雷达被红外灯干扰时的噪点率。
5.5.3.3测试方法
测试步骤为:
a)红外灯和干扰雷达水平工作,发射法线在同一水平面上,水平距离1m,正对射;
b)打开红外灯,俯仰方向在竖直FOV内缓慢摇动待测雷达转台,待测雷达录制2分钟点云;
c)复位待测雷达,旋转方向在水平FOV内缓慢摇动待测雷达转台,待测雷达录制2分钟点云;
d)分别在2m、4m处重复步骤a至步骤c。
1m
图15同向测试示意图
5.5.4判定方法
a)计算干扰前后的距离精准度
b)定义距离在푑−|푑−푑|−푘𝜎<푑푖<푑+|
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