BE1027090A1 - Verfahren zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeuges zur Erfassung des Raumes seitlich des Fahrzeuges relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeugs zur Erfassung des Raums seitlich des Fahrzeugs relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem durch eine Vermessung in einem Prüfstand. Dabei ist der Prüfstand zur Durchführung von Mess- und / oder Einstellarbeiten von Aggregaten des Fahrzeugs ausgestaltet und weist eine Messvorrichtung (101) zur Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordnetes Koordinatensystem (401) auf. Weiterhin wurde vorab bei einer Kalibrierung des Prüfstandes das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) relativ zu einem Koordinatensystem (401) des Prüfstands definiert zugeordnet. Die Messeinheit (102) ist mechanisch derart an der Messvorrichtung (101) befestigt (103, 104), dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit (102) bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) definiert zugeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung (101) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Ra. d 1 BE2020/5342

BESCHREIBUNG Verfahren zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeuges zur Erfassung des Raumes seitlich des Fahrzeuges relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeuges zur Erfassung des Raumes seitlich des Fahrzeuges relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Aus der WO 2010/025723 A1 ist es bekannt, zu einem Fahrzeug Parameter der Fahmwerkgeometrie in einem Prüfstand zu bestimmen. Zu den Parametern der Fahrwerkgeometrie gehören die Spur- und Sturzwinkel der Räder sowie die x-, y- und z-Positionen der Radmittelpunkte. Die x-Position bezieht sich dabei auf die Längsrichtung des Fahrzeugs, die y-Position auf die Richtung in der horizontalen Ebene, die senkrecht orientiert ist zur Längsrichtung des Fahrzeugs. Die z-Position bezieht sich auf die vertikale Richtung. Aus diesen Größen können weitere Werte ermittelt werden, die zu den Parametern der Fahrwerkgeometrie gehören. Dazu gehört beispielsweise die Richtung der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs, die definiert ist als die Winkelhalbierende der Spurwinkel der nicht gelenkten, angetriebenen Achse eines Fahrzeugs. Die Parameter der Fahrwerkgeometrie werden bestimmt, indem jedem Rad jeder Fahrzeugseite jeweils eine Messvorrichtung zugeordnet ist, die wenigstens einen Parameter der Orientierung der jeweiligen Radebene erfasst bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordnetes Koordinatensystem (Prüfstand-Koordinatensystem). Bei der dort beschriebenen Vorgehensweise werden Messungen der Parameter der Fahrwerkgeometrie in zwei Positionen in Längsrichtung des Prüfstandes (X-Richtung) zur Kompensation des Radschlages vorgenommen. Bei der dort beschriebenen Vorgehensweise werden in beiden Positionen die Parameter der Fahrwerkgeometrie der Räder sowohl der gelenkten als auch der nicht gelenkten Achse bestimmt. Um dabei bei den Rädernder gelenkten Achse auch einen Lenkeinschlag berücksichtigen zu können, wird in beiden Positionen des Fahrzeuges weiterhin der Lenkwinkel erfasst über die Lenkradstellung (in Verbindung mit der Lenkübersetzung).

Aus der EP 2 321 618 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen und Einstellen der Parameter der Fahrwerksgeometrie eines Fahrzeuges bekannt. Dabei sind die nach dem Prinzip der Photogrammmetrie arbeitenden Messvorrichtungen zur Bestimmung der Parameter der Fahrwerkgeometrie der Räder (Spur- und Sturzwinkel sowie der x-, y- und z- Positionen der Radmittelpunkte) verfahrbar. Es ist weiterhin ein Mittel zur Erfassung des Verfahrweges der Messvorrichtung vorhanden. Zum Ausstattungsumfang von Fahrzeugen können Aggregate zur Erfassung des Raumes gehören. Derartige Aggregate sind ein wesentlicher Bestandteil von Fahrerassistenzsystemen sowie auch von Systemen zum autonomen Fahren.

Diese Aggregate können beispielsweise Kameras zur optischen Erfassung des Raumes sein oder Radarsensoren. Diese Aggregate können auch angeordnet sein zur Erfassung des Raumes in seitlicher Richtung des Fahrzeuges.

Zu diesen Fahrerassistenzsystemen können auch sogenannte Spurwechselassistenten gehören. Für diese Spurwechselassistenten ist neben der Erkennung der Fahrspur auch wichtig, zu erkennen, ob sich Verkehrsteilnehmer in einer parallelen Fahrspur befinden, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug im toten on Winkel der Fahrzeugspiegel befindet. Je nach Funktionsumfang dieser Spurwechselassistenten kann auch bewertet werden, in welcher Entfernung sich diese anderen Verkehrsteilnehmer und gegebenenfalls auch, mit welcher Relativgeschwindigkeit zum eigenen Fahrzeug sich diese anderen Verkehrsteilnehmer bewegen.

Für die Aggregate und die damit verbundene Erfassung des Raumes ist es wesentlich, dass die Richtung, in der bestimmte Objekte und / oder andere Verkehrsteilnehmer erfasst werden, relativ zu einer definierten Richtung des

Fahrzeugs bekannt sind. Diese definierte Richtung des Fahrzeugs ist vorzugsweise die Richtung der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs. Die Aggregate haben ein intrinsisches Koordinatensystem. Das bedeutet, dass diese Aggregate die Erfassung des Raumes zunächst bezogen auf ein eigenes (d.h. dem jeweiligen Aggregat zugeordnetes) Koordinatensystem vornehmen. Für die vorliegende Anwendung und Verwendung der Aggregate in einem Fahrzeug ist es wesentlich, die Erfassung des Raumes durch das Aggregat auf das Koordinatensystem des Fahrzeugs zu beziehen. Hierzu kann vorgesehen werden, dass das jeweilige Aggregat in einer Sollposition und mit einer Sollorientierung des intrinsischen Koordinatensystems des Aggregats relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem eingebaut wird. Der Einbau des Aggregats ist mit gewissen Toleranzen verbunden. Deswegen kann es beim Einbau des Aggregats zu einer Abweichung der Istposition des Aggregats von der Sollposition des Aggregats kommen und / oder zu einer Abweichung der Istorientierung des intrinsischen Koordinatensystems des Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem zur Sollorientierung des intrinsischen Koordinatensystems des Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines Aggregats eines Fahrzeuges zur Erfassung des Raumes seitlich des Fahrzeuges relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem zu vereinfachen.

Dazu wird gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen, die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeugs zur Erfassung des Raums seitlich des Fahrzeugs relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem vorzunehmen. Dies erfolgt gemäß Anspruch 1 durch eine Vermessung in einem Prüfstand. Nach Anspruch 1 ist der Prüfstand zur Durchführung von Mess- und / oder Einstellarbeiten von Aggregaten des Fahrzeugs ausgestaltet. Der Prüfstand weisteine Messvorrichtung auf zur Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordnetes Koordinatensystem.

Diese Vermessung kann erfolgen durch eine Messung der Spur- und / oder Sturzwinkel sowie gegebenenfalls der x-, y- und z- Positionen der Radmittelpunkte der Räder durch die Messvorrichtung.

Zur Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordnete Koordinatensystem ist das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung relativ zu einem Koordinatensystem des Prüfstands definiert. Diese Definition des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung relativ zu einem Koordinatensystem des Prüfstands erfolgt durch eine Kalibrierung des Prüfstandes mit der Messvorrichtung. Eine derartige Kalibrierung kann beispielsweise im Zusammenhang mit der Inbetriebnahme des Prüfstandes und ggf.

; auch bei Wartungsarbeiten an dem Prüfstand selbst vorgenommen werden. Eine bekannte Vorgehensweise besteht darin, eine Vorrichtung als sogenannte Kalibrierlehre vorzusehen, die in dem Prüfstand positioniert wird. Diese Kalibrierlehre weist definierte Messflächen und Messpunkte auf. Über diese Kalibrierlehre wird bei der Kalibrierung des Prüfstandes das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung relativ zu dem Koordinatensystem der Kalibrierlehre definiert. Das Koordinatensystem der Kalibrierlehre ist hierbei das Koordinatensystem des Prüfstands. Bei einer Kalibrierung ohne einen solche Kalibrierlehre muss in anderer Weise das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung relativ zu einem Koordinatensystem des Prüfstandes definiert werden. Diese Kalibrierung erfolgt vor der Vermessung eines Fahrzeugs mittels der — Messvorrichtung. Nach der vorliegenden Erfindung weist der Prüfstand eine Messeinheit auf, die mit dem ersten Aggregat des Fahrzeuges zusammenwirkt zur Messung der Position und

Orientierung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.

Dabei ist die Art der Messeinheit von dem jeweiligen Aggregat abhängig.

Für 5 Kameras können beispielsweise definierte optische Targets als Messeinheitverwendet werden.

Die Targets sind über deren Größe, Position und deren Ausrichtung definiert.

Die Position und die Ausrichtung der Targets definieren in diesem Fail das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.

Durch eine Auswertung des von der Kamera aufgenommenen Bildes kann ermittelt werden, obindem Bild das Target in einer bestimmten Position, mit einer bestimmten Ausrichtung und in einer bestimmten Größe erkannt wird.

Wenn das erste Aggregat ein Radarsensor ist, kann als Messeinheit beispielsweise ein Dopplersimulator verwendet werden.

Der Dopplersimulator empfängt ein vondem ersten Aggregat ausgesendetes Radarsignal und sendet ein (entsprechend frequenzverschobenes) Signal zurück, das ein Objekt reflektieren würde, das sich im Kegel des Radarsignals befindet und sich relativ zum Fahrzeug bewegt.

Bei einer „passenden“ Ausrichtung und Position des Radarsensors (erstes Aggregat) zum Dopplersimulator (Messeinheit), empfängt der Radarsensor das von dem

Dopplersimulator zurückgesendete Signal in signifikanter Stärke.

Über die Messeinheit ist es somit möglich, das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats des Fahrzeugs relativ zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messeinheit zu bestimmen, das in Bezug auf das Koordinatensystem des

Prüfstandes über die Kalibrierlehre bekannt ist.

Dies erfolgt durch das Zusammenwirken der Messeinheit mit dem ersten Aggregat.

Dieses Zusammenwirken führt dazu, dass das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheitgemessen wird.

Die Messeinheit ist außerdem mechanisch derart an der Messvorrichtung befestigt, dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung definiert zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit relativ zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung bekannt ist. Damit lässt sich eine Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats zum fahrzeugbezogenen Koordinatensystem vornehmen.

Diese Zuordnung wird abgeleitet aus der Messung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.

Dabei wird die definierte Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung berücksichtigt.

Durch diese definierte Zuordnung lässt sich das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats aus der zuvor genannten Messung umrechnen in einen Bezug dieses intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung.

Weiterhin wird die Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems mittels der Messvorrichtung berücksichtigt.

Daraus ergibt sich dann die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem.

î 30 Die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs erfolgt relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem, indem diese Zuordnung abgeleitet wird aus der Messung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische

Koordinatensystem der Messeinheit. Dabei erfolgt diese Zuordnung unter Berücksichtigung der definierten Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung sowie weiterhin unter Berücksichtigung der Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems mittels der Messvorrichtung. Es sind insbesondere die relative Position und Orientierung jedes erwähnten Koordinatensystems zum Koordinatensystem des Prüfstandes bekannt.

Die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem kann verwendet werden, um eine Kalibrierung des ersten Aggregats bezogen auf das jeweilige Fahrzeug vorzunehmen.

Diese Kalibrierung kann darin bestehen, dass die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zum Koordinatensystem des Fahrzeugs in einer Auswerteeinrichtung gespeichert wird. In der Auswerteeinrichtung können nachfolgend im laufenden Betrieb die erfassten Signale des ersten Aggregats entsprechend der Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zum Koordinatensystem des Fahrzeugs umgerechnet werden, so dass die erfassten Signale des ersten Aggregats bezogen auf das Koordinatensystem des Fahrzeugs zur Verfügung stehen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 sind die Messvorrichtung mit der daran befestigten Messeinheit in dem Prüfstand definiert bewegbar.

| Dabei bedeutet „definiert bewegbar“, dass die Translation und Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung relativ zu dem Koordinatensystem des Prüfstandes durch die Bewegung der Messvorrichtung bekannt sind. Vorteilhaft ist durch die mechanische Verbindung zwischen Messeinheit und Messvorrichtung die gleiche Translation und Rotation auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit relativ zum Bezugssystem des Fahrwerkstandes gegeben.

Die Bewegung der Messvorrichtung kann beispielsweise durch Verschieben der Messvorrichtung auf einer Schiene in X- und Y-Richtung erfolgen.

Dabei können ausgehend von einer bekannten Endposition der Messvorrichtung die relativen Bewegungen entlang der Schiene durch definierte Verfahrwege vorgegeben werden. Die Endposition der Messvorrichtung kann insbesondere durch einen Anschlagspunkt festgelegt sein. Es ist dann möglich, durch eine Steuerungsvorrichtung und zugeordnete Stellmittel die Messvorrichtung entlang der Schiene um eine definierte Strecke zu verschieben. Durch (vektorielles) Aufsummieren der definierten Strecken aufeinander folgender Verschiebevorgänge der Messvorrichtung ist die Position der Messvorrichtung in der Steuerungsvorrichtung bekannt. Vorteilhaft kann diese Position — beispielsweise in bestimmten Zeitabständen und / oder nach Erreichen eines bestimmten betragsmäßig summierten Wertes der Verschiebestrecken — normiert werden, indem die Messvorrichtung definiert in die Endposition zurückgefahren wird. Die in der Steuerungsvorrichtung gespeicherte Position der Messvorrichtung wird dann auf diese Endposition gesetzt.

Eine weitere Möglichkeit ist die Messung der absoluten Position der Messvorrichtung auf der Schiene.

Mit dieser Messung kann mittels einer Regelungseinrichtung mit zugeordneten Stellmitteln die Messvorrichtung zusammen mit der Kalibrierlehre definiert im Prüfstand bewegt werden. Bestandteil der Regelungseinrichtung sind Messmittel, mittels denen die aktuelle Position der Messvorrichtung bezogen auf eine Ausgangsposition der Messvorrichtung erfasst werden kann. Es wird damit mit dieser Regelungseinrichtung und den zugeordneten Stellmitteln möglich, die Messvorrichtung an definierte Positionen im Fahrzeugprüfstand zu bewegen.

Eine Ausgangsposition der Kalibrierlehre wird als X0-Position definiert. Diese Ausgangsposition (X0) der Kalibrierlehre definiert das Koordinatensystem des Prüfstands. Das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung wird zu einer

Ausgangsposition (X0'-Position) der Messvorrichtung, in der die Messpunkte und Messflächen der Kalibrierlehre in der Ausgangsposition XO im Erfassungsbereich der Messvorrichtung liegen, auf dieses Koordinatensystem des Prüfstands kalibriert.

Weil die Messvorrichtung in dem Prüfstand verfahrbar ist, muss auch für weitere Positionen, die die Messvorrichtung in dem Prüfstand einnehmen kann, eine Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung bezogen auf das Koordinatensystems des Prüfstands für diese weiteren Positionen vorgenommen werden.

Diese weiteren Positionen werden entsprechend mit den definierten Strecken und definierten Verfahrwegen korreliert, die in der Steuerungsvorrichtung gespeichert werden. Ebenso können diese weiteren Positionen mit entsprechenden Positionen korreliert werden, die mittels der Messmittel der Regelungseinrichtung erfasst werden.

Es ist weiterhin ein Tracking-System vorhanden. Die Kalibrierlehre wird in dem Prüfstand so verfahren, dass die Kalibrierlehre mit den Messflächen und Messpunkten sich wiederum im Erfassungsbereich der Messvorrichtung befindet, wenn sich die Messvorrichtung in einer der weiteren Positionen befindet. Mittels der Tracking-Systems wird dabei die Abweichung der Istposition und der Istorientierung der Kalibrierlehre gegenüber dem Zustand in der XO-Position erfasst. Die Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung auf das Koordinatensystem des Prüfstands erfolgt dann für die weiteren Positionen, indem das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung in der jeweiligen weiteren Position auf das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre in der Position bezogen wird, in der sich die Kalibrierlehre befindet. Über das Tracking-System ist die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Kalibrierlehre in dieser Position (in der die Kalibrierlehre im Prüfstand verfahren wurde) gegenüber der XO- Position der Kalibrierlehre im Prüfstand bekannt. Damit kann das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung in der weiteren Position bezogen (d.h. „Kalibriert“) werden auf das Koordinatensystem des Prüfstands.

Es ist möglich, alle für nachfolgende Prüfvorgänge im Prüfstand für alle in Frage kommenden weiteren Positionen der Messvorrichtung jeweils eine Kalibrierung vorzunehmen. Wenn eine Kalibrierung für eine ausreichende Zahl von weiteren Positionen vorgenommen wurde, kann eine Kalibrierung für darüber hinausgehende zusätzliche Positionen auch vorgenommen werden, indem die durchgeführten Kalibriervorgänge für eine oder mehrere der weiteren Positionen herangezogen werden derart, dass eine Kalibrierung für eine oder mehrere zusätzliche Positionen extrapoliert oder interpoliert wird.

Gemäß einem Merkmal des Anspruchs 1 ist die Messeinheit mechanisch derart an der Messvorrichtung befestigt, dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung definiert zugeordnet ist. Über diese definierte Zuordnung ist auch das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit zu dem intrinsischen Koordinatensystem des Prüfstands kalibriert, wenn das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung auch für die weiteren Positionen der Messvorrichtung im Prüfstand zu dem Koordinatensystem des Prüfstands kalibriert ist.

Anspruch 3 betrifft eine Messvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäfen Verfahrens. Die Messvorrichtung weist Kopplungsmittel auf zur mechanischen Befestigung der Messeinheit an der Messvorrichtung. Dabei wirken die Kopplungsmittel der Messvorrichtung mit Gegenkopplungsmitteln der Messeinheit derart zusammen, dass bei der mechanischen Befestigung der Messeinheit an der Messvorrichtung durch das Zusammenwirken der Kopplungsmittel und der Gegenkopplungsmittel das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung definiert zugeordnet ist. Dabei bedeutet diese definierte Zuordnung, dass Translation und Rotation (d.h. Position und Orientierung) des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit relativ zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung bekannt sind. Erfolgt eine Translation und / oder Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung, ergibt sich aus der definierten Zuordnung ebenso die darausfolgende Translation und / oder Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit.

Dies ermöglicht einen Rückbezug zu dem Koordinatensystem der Kalibrierlehre und damit des Prüfstandes, so dass Translation und / oder Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit relativ zum Koordinatensystem des Prüfstands ebenfalls bekannt sind.

Die bauliche Einheit vereinfacht damit vorteilhaft die Bestimmung der Position und Orientierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit relativ zu dem Koordinatensystem des Prüfstandes. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Messvorrichtung relativ im Prüfstand bewegt wird. Diese Bewegung der Messvorrichtung im Prüfstand hat im Zusammenhang mit der Messeinheit den Vorteil, dass sich auch die Messeinheit im Prüfstand definiert bewegen lässt. Vorteilhaft lässt sich damit die Messeinheit im Prüfstand so positionieren, dass zu einem Fahrzeug mehrere Aggregate vermessen werden können. Dies ist von Vorteil für die Kalibrierung mehrerer Aggregate des Fahrzeugs gleichzeitig.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 eine Detailansicht der Vorrichtung, Fig. 3 zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen, Fig.4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig.5 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung sowie des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit auf das Koordinatensystem des Prüfstands,

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines Aggregats eines Fahrzeugs auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem im Fahrzeugprüfstand und Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Auswertung von Signalen des Aggregats des Fahrzeugs im laufenden Fahrbetrieb. In Figur 1 ist eine erfindungsmäßige Vorrichtung dargestellt. Diese besteht aus einer Messvorrichtung 101 und einer Messeinheit 102. Die Messvorrichtung 101 ist über Kopplungsmittel 103 und dem ihm zugeordneten | Gegenkopplungsmittel 104 mit der Messeinheit in definierter Weise verbunden. So ist die relative Position und Orientierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung 101 relativ zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messeinheit 102 definiert festgelegt.

Das Kopplungsmittel 103 ist als Schiene ausgestaltet, auf der das Gegenkopplungsmittel 104 als Schlitten zusammen mit der Messeinheit 102 definiert in vertikaler Richtung (Z-Richtung) verfahren werden kann.

Die Messvorrichtung 101 besitzt einen Schlitten 105, der entlang einer (hier nicht dargestellten) Schiene geführt ist, die in dem Prüfstand angeordnet ist. In der Darstellung der Figur 4 ist diese Schiene mit der Bezugsziffer 403 bezeichnet. Diese Schiene ist in dem Prüfstand zumindest im Wesentlichen in X-Richtung orientiert. Die gesamte Einheit, bestehend aus der Messvorrichtung 101, der Messeinheit 102 sowie den Kopplungsmitteln 103 und den Gegenkopplungsmitteln 104 kann definiert in dem Prüfstand mittels des Schlittens 105 sowie der zugehörigen Schiene im Prüfstand mittels eines Antriebsmittels 106 verschoben werden.

Es ist außerdem noch ein Schienensystem 107 zu sehen, mittels dem die Messvorrichtung 101 — und damit auch die Messeinheit 102 — definiert in Y-Richtung des Prüfstandes verschoben werden kann.

Es ist weiterhin noch eine Lasermesseinrichtung 108 dargestellt. Es handelt sich hierbei um einen Sensor zur Entfernungsmessung. Diese Lasermesseinrichtung 108 dient dazu, die Kopplung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit 102 zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 zu justieren, indem die Kopplung 103, 104 der Messeinheit 102 an die Messvorrichtung 101 entsprechend eingestellt wird. Diese Justierung der Kopplung 103, 104 erfolgt ebenfalls mittels der Kalibrierlehre. Dies ist im Zusammenhang mit Figur 4 nochmals erläutert. Die Lasermesseinrichtung 108 ist so montiert, dass darüber definiert das intrinsische Koordinatensystem der Lasermesseinrichtung 108 dem intrinsischen Koordinatensystem der Messeinheit 102 zugeordnet ist. Durch eine Justierung der Kopplung 103, 104 wird das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit 102 dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 definiert zugeordnet. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass mittels der Lasermesseinheit 108 Messungen an der Kalibrierlehre vorgenommen werden können. Das ist mit der Messeinheit 102 — soweit diese ein Dopplersimulator für einen Radarsensor ist - direkt und unmittelbar so nicht der Fall. In Figur 2 ist eine Detailansicht der Kopplung zwischen dem Kopplungsmittel 103 und dem Gegenkopplungsmittel 104 mit der daran befestigten Messeinheit 102 dargestellt. Ebenso ist nochmals die Lasermesseinheit 108 bezeichnet. In Figur 3 sind zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen nebeneinander dargestellt. Dabei ist die Messeinheit 102 mittels der Kopplung, bestehend aus dem Kopplungsmittel 103 und dem Gegenkopplungsmittel 104. mit der Messvorrichtung 101 gezeigt. Es ist zu sehen, dass die Messeinheit 102 in zwei verschiedenen Positionen an der Messvorrichtung 101 angebracht werden kann. Für diese beiden Positionen ergibt sich jeweils wieder eine definierte Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit 102 zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung 101.

In Figur 4 ist die Kalibrierung einer erfindungsgemäBen Vorrichtung in einem Prüfstand skizziert. Die Kalibrierlehre 401 ist zusammen mit der Messvorrichtung 101 auf einer Schiene 403 in X-Richtung um definierte Wegstrecken verfahrbar.

Dabei wird die Position und Orientierung der Kalibrierlehre 401 durch die Tracking- Mittel 405 relativ zu dem Ausgangspunkt der Kalibrierlehre 401 — der XO-Position — ermittelt. Außerdem erfolgt eine Ausrichtung und Messung des y-Abstandes des 5: Kopplungsmittels 103 sowie des zugeordneten Gegenkopplungsmittels 104 zur Kalibrierlehre 401 mittels der Lasermesseinheit(en) 108, die in der Darstellung der Figur 4 allerdings nicht nochmals mit Bezugsziffern versehen wurden. Die Position und Anbringung der Lasermesseinheit 108 kann den Figuren 1 und 2 entnommen werden. Die Kalibrierlehre 401 weist Messflächen 402 auf, in die Löcher 404 eingebracht sind. Die Kalibrierlehre 401 wird so angemessen, dass der Laserstrahl der Lasermesseinheiten 108 jeweils durch eines der Löcher 404 in den Messflächen 402 dringt. Hinter den Löchern 404 sind noch weitere Auftreffflächen 406 in einem definierten Abstand zu den Löchern 404 angebracht. Die Laserstrahlen treffen auf diese Auftreffflächen. Es wird somit das Kopplungsmittel 103 sowie das Gegenkopplungsmittel 104 mit Hilfe der Lasermesseinheit zum einen gegenüber der Kalibrierlehre 401 so ausgerichtet, dass die Laserstrahlen die Löcher 404 in den Messflächen 402 durchdringen. Außerdem werden mittels der Lasermesseinheiten 108 die Abstände der Lasermesseinheiten 108 zu den Auftreffflächen 406 ermittelt.

Die Tracking-Mittel 405 sind Sensoren zur Abstandsmessung. Damit lassen sich die Abstände der Messvorrichtungen 101 beim Verfahren entlang der Schiene 403 relativ zur X0'-Position bestimmen. Die Tracking-Mittel 405 können beispielsweise Lasersensoren sein.

Die Messflächen 402 der Kalibrierlehre 401 werden von der Messvorrichtung 101 erfasst. Über die Auswertung der Messung der Messflächen 402 durch die Messvorrichtung 101 wird das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre 401 ermittelt. Mittels der Tracking-Mittel 405 ist die aktuelle Position und die aktuelle Orientierung der Kalibrierlehre 401 relativ zur X0-Position der Kalibrierlehre bekannt. Das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre 401 in der XO-Position ist das Koordinatensystem des Prüfstands.

Damit ist es möglich, das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 auf das Koordinatensystem des Prüfstands zu kalibrieren.

Das gilt auch für die weiteren Positionen, wenn die Messvorrichtung 101 in dem Prüfstand entlang der Schiene 403 und / oder entlang der Schiene 107 bewegt wurde.

Zunächst wird das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre 401 ermittelt.

Aus der Zuordnung der aktuellen Position und der aktuellen Orientierung der Kalibrierlehre entsprechend der aktuellen Position der Kalibrierlehre zur X0-Position der Kalibrierlehre kann das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 auf das Koordinatensystem des Prüfstands auch für die weiteren Positionen der Messvorrichtung 101 kalibriert werden.

Figur 5 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung sowie des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit auf das Koordinatensystem des Prüfstands.

In dem Schritt 501 erfolgt eine Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung 101 auf das Koordinatensystem der Kalibrierlehre 401. Wie bereits erläutert ist dieses Koordinatensystem der Kalibrierlehre 401 das Koordinatensystem des Prüfstands.

Die Kalibrierung erfolgt, indem mittels der Messvorrichtung 101 die Messflächen 402 der Kalibrierlehre 401 vermessen werden.

In dem Schritt 502 erfolgt die Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit 102 auf das Koordinatensystem des Prüfstands.

Nach der vorliegenden Erfindung ist das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit 102 dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 definiert zugeordnet.

Aus der Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung auf das Koordinatensystem des Prüfstands ergibt sich damit über diese definierte Zuordnung die Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit 102 auf das Koordinatensystem des Prüfstands.

Nach Ausführung der Kalibrierung wird der Kalibriervorgang beendet.

Figur 6 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines Aggregats eines Fahrzeugs auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem.

Indem Schritt 601 erfolgt eine Vermessung der Paramater der Fahrwerkgeometrie des in dem Prüfstand stehenden Fahrzeugs mit der Messvorrichtung 101. Wie erläutert ergibt sich das fahrzeugbezogene Koordinatensystem aus den Parametern der Fahrwerkgeometrie (geometrische Fahrachse). Weil die Messvorrichtung 101 zuvor auf das Koordinatensystem des Prüfstands kalibriert wurde (501), ergibt sich aus der Messung im Schritt 601 die Zuordnung des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems zum Koordinatensystem des Prüfstands. In dem Schritt 602 erfolgt eine Vermessung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit 102. Weiterhin wird das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats des Fahrzeugs in dem Schritt 602 bezogen auf das Koordinatensystem des Prüfstands. Hierbei handelt es sich um eine Umrechnung in dem Sinne, dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit 102 zuvor kalibriert wurde auf das Koordinatensystem des Prüfstands (501, 502). Damit ist aus dem Schritt 602 die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das Koordinatensystem des Prüfstands bekannt. In dem Schritt 603 erfolgt dann die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem. Aus dem Schritt 602 ist die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das Koordinatensystem des Prüfstands bekannt. Aus der Messung in dem Schritt 601 sowie der zugehörenden und zuvor durchgeführten Kalibrierung in den Schritten 501 und 502 ist weiterhin die Zuordnung des Koordinatensystems des Prüfstands zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem bekannt. Daraus kann in dem Schritt 603 durch eine Umrechnung eine Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs zum fahrzeugbezogenen Koordinatensystem erfolgen.

Vorteilhaft kann diese ermittelte Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs zum fahrzeugbezogenen Koordinatensystem gespeichert werden. Bei nachfolgenden Messungen im laufenden Fahrbetrieb können dann die Messergebnisse des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem umgerechnet werden. Diese Vorgehensweise ist in der Prinzipdarstellung des entsprechenden Verfahrens in Figur 7 zu sehen. Es geht hierbei um die Auswertung von Signalen des Aggregats des Fahrzeugs im laufenden Fahrbetrieb. In dem Schritt 701 wird das Signal des Aggregats des Fahrzeugs aufgenommen. In dem Schritt 702 wird das Signal des Aggregats (das im Schritt 701 im intrinsischen Koordinatensystem des Aggregats vorliegt) umgerechnet mit der Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des Aggregats zum fahrzeugbezogenen Koordinatensystem. Diese Zuordnung wurde zuvor im Prüfstand in dem Schritt 603 vorgenommen. Mit dieser Umrechnung liegt das Signal des Aggregats vor bezogen auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem.

In dem Schritt 703 erfolgt die weitere Auswertung des Signals des Aggregats, das auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem umgerechnet wurde. Diese weitere Auswertung kann die Verwendung dieses Signals in Fahrerassistenzsystemen oder in Systemen des autonomen Fahrens betreffen.

Claims (3)

Rz d 18 BE2020/5342 ANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeugs zur Erfassung des Raums seitlich des Fahrzeugs relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem durch eine Vermessung in einem Prüfstand, > wobei der Prüfstand zur Durchführung von Mess- und / oder Einstellarbeiten von Aggregaten des Fahrzeugs ausgestaltet ist, > wobei der Prüfstand eine Messvorrichtung (101) aufweist zur Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordneten Koordinatensystem, > wobei vorab bei einer Kalibrierung des Prüfstandes das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) relativ zu einem Koordinatensystem (401) des Prüfstands definiert zugeordnet wurde, dadurch gekennzeichnet, > dass der Prüfstand eine Messeinheit (102) aufweist, die mit dem ersten Aggregat des Fahrzeugs zusammenwirkt zur Messung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit (102), > dass die Messeinheit (102) mechanisch derart an der Messvorrichtung (101) befestigt ist (103, 104), dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit (102) bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) definiert zugeordnet ist, > dass die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem erfolgt (603), indem diese Zuordnung abgeleitet wird aus der Messung (602) des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit (102) > unter Berücksichtigung der definierten Zuordnung (502) des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit (102) zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) sowie

> unter Berücksichtigung der Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems mittels der Messvorrichtung (101; 501, 601).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (101) mit der daran befestigten Messeinheit (102) in dem Prüfstand definiert bewegbar ist (105, 403; 107).

3. Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (101) Kopplungsmittel (103) aufweist zur mechanischen Befestigung der Messeinheit (102) an der Messvorrichtung (101), wobei die Kopplungsmittel (103) der Messvorrichtung (101) mit Gegenkopplungsmitteln (104) der Messeinheit (102) derart zusammenwirken, dass bei der mechanischen Befestigung der Messeinheit (102) an der Messvorrichtung (101) durch das Zusammenwirken der Kopplungsmittel (103) und der Gegenkopplungsmittel (104) das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit (102) dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) definiert zugeordnet ist.