BE1027090A1 - Method for assigning the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle for recording the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system and device for carrying out the method - Google Patents
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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.The present invention relates to a method for assigning the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle for recording the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system by means of a measurement in a test stand. The test stand is designed to carry out measurement and / or adjustment work on units of the vehicle and has a measuring device (101) for measuring at least one axis of the vehicle-related coordinate system based on a coordinate system (401) assigned to the test stand. Furthermore, during a calibration of the test stand, the intrinsic coordinate system of the measuring device (101) was assigned in a defined manner relative to a coordinate system (401) of the test stand. The measuring unit (102) is mechanically attached (103, 104) to the measuring device (101) in such a way that the intrinsic coordinate system of the measuring unit (102) is assigned in a defined manner in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring device (101). The invention also relates to a measuring device (101) for performing the method.
Description
Ra. d 1 BE2020/5342Ra. 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).DESCRIPTION Method for assigning the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle to capture the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system and device for performing the method. The invention relates to a method for assigning the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle to capture the space laterally of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system and a device for performing the method. From WO 2010/025723 A1 it is known to determine parameters of the chassis geometry for a vehicle in a test stand. The parameters of the chassis geometry include the toe and camber angles of the wheels as well as the x, y and z positions of the wheel centers. The x-position relates to the longitudinal direction of the vehicle, the y-position to the direction in the horizontal plane that is oriented perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle. The z-position refers to the vertical direction. From these variables, further values can be determined which belong to the parameters of the chassis geometry. This includes, for example, the direction of the vehicle's geometric travel axis, which is defined as the bisector of the toe angle of the non-steered, driven axle of a vehicle. The chassis geometry parameters are determined by assigning a measuring device to each wheel on each side of the vehicle, which detects at least one parameter of the orientation of the respective wheel plane based on a coordinate system assigned to the test bench (test bench coordinate system). In the procedure described there, measurements of the parameters of the chassis geometry are made in two positions in the longitudinal direction of the test stand (X direction) to compensate for the wheel runout. In the procedure described there, the parameters of the chassis geometry of the wheels of both the steered and the non-steered axle are determined in both positions. In order to also be able to take a steering angle into account for the wheels of the steered axle, the steering angle is still recorded in both positions of the vehicle via the steering wheel position (in conjunction with the steering ratio).
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.A method and a device for determining and setting the parameters of the chassis geometry of a vehicle are known from EP 2 321 618 B1. The measuring devices working according to the principle of photogrammetry for determining the parameters of the chassis geometry of the wheels (toe and camber angles as well as the x, y and z positions of the wheel centers) can be moved. There is also a means for detecting the travel path of the measuring device. The scope of equipment of vehicles can include units for recording the space. Such units are an essential part of driver assistance systems as well as systems for autonomous driving.
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.These units can, for example, be cameras for optical detection of the room or radar sensors. These units can also be arranged to cover the space in the lateral direction of the vehicle.
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.So-called lane change assistants can also belong to these driver assistance systems. In addition to recognizing the lane, it is also important for these lane change assistants to recognize whether road users are in a parallel lane, especially when the vehicle is in the blind spot of the vehicle mirror. Depending on the scope of functions of these lane change assistants, it is also possible to evaluate the distance at which these other road users are and, if applicable, also at what speed these other road users are moving relative to their own vehicle.
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 desFor the units and the associated recording of the space, it is essential that the direction in which certain objects and / or other road users are recorded is relative to a defined direction of the
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.Vehicle are known. This defined direction of the vehicle is preferably the direction of the geometric driving axis of the vehicle. The aggregates have an intrinsic coordinate system. This means that these aggregates initially record the space in relation to their own (i.e. assigned to the respective aggregate) coordinate system. For the present application and use of the units in a vehicle, it is essential to relate the coverage of the space by the unit to the coordinate system of the vehicle. For this purpose, it can be provided that the respective unit is installed in a target position and with a target orientation of the intrinsic coordinate system of the unit relative to a vehicle-related coordinate system. The installation of the unit is associated with certain tolerances. Therefore, when installing the unit, the actual position of the unit may deviate from the target position of the unit and / or the actual orientation of the intrinsic coordinate system of the unit relative to the vehicle-related coordinate system can differ from the target orientation of the intrinsic coordinate system of the unit relative to the vehicle-related coordinate system .
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.The object of the present invention is to simplify an assignment of the intrinsic coordinate system of a unit of a vehicle for recording the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system.
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.To this end, it is proposed according to claim 1 that the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle be assigned to capture the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system. According to claim 1, this is done by measuring in a test stand. According to claim 1, the test stand is designed to carry out measurement and / or adjustment work on units of the vehicle. The test stand has a measuring device for measuring at least one axis of the vehicle-related coordinate system in relation to a coordinate system assigned to the test stand.
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.This measurement can be carried out by measuring the toe and / or camber angles and, if necessary, the x, y and z positions of the wheel centers of the wheels by the measuring device.
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.In order to measure at least one axis of the vehicle-related coordinate system with reference to a coordinate system assigned to the test stand, the intrinsic coordinate system of the measuring device is defined relative to a coordinate system of the test stand. This definition of the intrinsic coordinate system of the measuring device relative to a coordinate system of the test stand takes place by calibrating the test stand with the measuring device. Such a calibration can be carried out, for example, in connection with the commissioning of the test stand and, if necessary,
; 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; can also be carried out during maintenance work on the test bench itself. One known procedure is to provide a device as a so-called calibration gauge that is positioned in the test stand. This calibration gauge has defined measuring surfaces and measuring points. When calibrating the test stand, this calibration gauge defines the intrinsic coordinate system of the measuring device relative to the coordinate system of the calibration gauge. The coordinate system of the calibration gauge is the coordinate system of the test stand. In the case of a calibration without such a calibration gauge, the intrinsic coordinate system of the measuring device must be defined in a different way relative to a coordinate system of the test stand. This calibration takes place before a vehicle is measured by means of the measuring device. According to the present invention, the test stand has a measuring unit that interacts with the first unit of the vehicle to measure the position and
Orientierung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.Orientation of the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
Dabei ist die Art der Messeinheit von dem jeweiligen Aggregat abhängig.The type of measuring unit depends on the particular unit.
Für 5 Kameras können beispielsweise definierte optische Targets als Messeinheitverwendet werden.For example, defined optical targets can be used as the measuring unit for 5 cameras.
Die Targets sind über deren Größe, Position und deren Ausrichtung definiert.The targets are defined by their size, position and orientation.
Die Position und die Ausrichtung der Targets definieren in diesem Fail das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.In this case, the position and the alignment of the targets define the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
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.By evaluating the image recorded by the camera, it can be determined whether the target is recognized in the image in a certain position, with a certain orientation and in a certain size.
Wenn das erste Aggregat ein Radarsensor ist, kann als Messeinheit beispielsweise ein Dopplersimulator verwendet werden.If the first unit is a radar sensor, a Doppler simulator, for example, can be used as the measuring unit.
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.The Doppler simulator receives a radar signal transmitted by the first unit and sends back a (correspondingly frequency-shifted) signal that would reflect an object that is located in the cone of the radar signal and is moving relative to the vehicle.
Bei einer „passenden“ Ausrichtung und Position des Radarsensors (erstes Aggregat) zum Dopplersimulator (Messeinheit), empfängt der Radarsensor das von demWith a "suitable" alignment and position of the radar sensor (first unit) to the Doppler simulator (measuring unit), the radar sensor receives this from the
Dopplersimulator zurückgesendete Signal in signifikanter Stärke.Doppler simulator returned signal in significant strength.
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 desUsing the measuring unit, it is thus possible to determine the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle relative to the intrinsic coordinate system of the measuring unit, which is related to the coordinate system of the
Prüfstandes über die Kalibrierlehre bekannt ist.Test stand is known via the calibration gauge.
Dies erfolgt durch das Zusammenwirken der Messeinheit mit dem ersten Aggregat.This takes place through the interaction of the measuring unit with the first unit.
Dieses Zusammenwirken führt dazu, dass das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheitgemessen wird.This interaction leads to the intrinsic coordinate system of the first unit being measured in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
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.The measuring unit is also mechanically attached to the measuring device in such a way that the intrinsic coordinate system of the measuring unit is assigned in a defined manner in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring device. This means that the intrinsic coordinate system of the measuring unit is known relative to the intrinsic coordinate system of the measuring device. This enables the intrinsic coordinate system of the first assembly to be assigned to the vehicle-related coordinate system.
Diese Zuordnung wird abgeleitet aus der Messung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.This assignment is derived from the measurement of the intrinsic coordinate system of the first unit in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
Dabei wird die definierte Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung berücksichtigt.The defined assignment of the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the intrinsic coordinate system of the measuring device is taken into account.
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.This defined assignment allows the intrinsic coordinate system of the first unit to be converted from the aforementioned measurement into a relationship between this intrinsic coordinate system of the first unit and the intrinsic coordinate system of the measuring device.
Weiterhin wird die Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems mittels der Messvorrichtung berücksichtigt.Furthermore, the measurement of at least one axis of the vehicle-related coordinate system by means of the measuring device is taken into account.
Daraus ergibt sich dann die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem.This then results in the assignment of the intrinsic coordinate system of the first assembly relative to the vehicle-related coordinate system.
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 intrinsischeî 30 The intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle is assigned relative to the vehicle-related coordinate system, in that this assignment is derived from the measurement of the intrinsic coordinate system of the first unit in relation to the intrinsic one
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.Coordinate system of the measuring unit. This assignment takes place taking into account the defined assignment of the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the intrinsic coordinate system of the measuring device and also taking into account the measurement of at least one axis of the vehicle-related coordinate system by means of the measuring device. In particular, the relative position and orientation of each mentioned coordinate system to the coordinate system of the test stand are known.
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.The assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit relative to the vehicle-related coordinate system can be used to calibrate the first unit in relation to the respective vehicle.
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.This calibration can consist in storing the assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit relative to the coordinate system of the vehicle in an evaluation device. In the evaluation device, the recorded signals of the first unit can subsequently be converted during operation according to the assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit relative to the coordinate system of the vehicle, so that the recorded signals of the first unit are available in relation to the coordinate system of the vehicle.
In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 sind die Messvorrichtung mit der daran befestigten Messeinheit in dem Prüfstand definiert bewegbar.In one embodiment of the invention according to claim 2, the measuring device with the measuring unit attached to it can be moved in a defined manner in the test stand.
| 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.| In this context, “defined movably” means that the translation and rotation of the intrinsic coordinate system of the measuring device relative to the coordinate system of the test stand are known through the movement of the measuring device. The mechanical connection between the measuring unit and the measuring device advantageously results in the same translation and rotation on the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the reference system of the chassis.
Die Bewegung der Messvorrichtung kann beispielsweise durch Verschieben der Messvorrichtung auf einer Schiene in X- und Y-Richtung erfolgen.The movement of the measuring device can take place, for example, by moving the measuring device on a rail in the X and Y directions.
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.Starting from a known end position of the measuring device, the relative movements along the rail can be specified by defined travel paths. The end position of the measuring device can in particular be determined by a stop point. It is then possible to move the measuring device along the rail by a defined distance using a control device and associated adjusting means. The position of the measuring device in the control device is known by (vectorial) adding up the defined distances of successive displacement processes of the measuring device. This position can advantageously be normalized - for example at certain time intervals and / or after reaching a certain summed value of the displacement distances - by moving the measuring device back into the end position in a defined manner. The position of the measuring device stored in the control device is then set to this end position.
Eine weitere Möglichkeit ist die Messung der absoluten Position der Messvorrichtung auf der Schiene.Another possibility is to measure the absolute position of the measuring device on the rail.
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.With this measurement, the measuring device together with the calibration gauge can be moved in a defined manner in the test stand by means of a control device with assigned adjusting means. Part of the control device are measuring means by means of which the current position of the measuring device can be recorded in relation to an initial position of the measuring device. With this control device and the associated adjusting means, it is thus possible to move the measuring device to defined positions in the vehicle test bench.
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 einerA starting position of the calibration gauge is defined as the X0 position. This starting position (X0) of the calibration gauge defines the coordinate system of the test stand. The intrinsic coordinate system of the measuring device becomes one
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.Starting position (X0'-position) of the measuring device, in which the measuring points and measuring surfaces of the calibration gauge are in the starting position XO in the detection area of the measuring device, calibrated to this coordinate system of the test stand.
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.Because the measuring device can be moved in the test stand, a calibration of the intrinsic coordinate system of the measuring device based on the coordinate system of the test stand must also be carried out for these further positions for further positions that the measuring device can occupy in the test stand.
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.These further positions are correspondingly correlated with the defined routes and defined travel paths, which are stored in the control device. These further positions can also be correlated with corresponding positions which are recorded by means of the measuring means of the control device.
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.There is still a tracking system in place. The calibration gauge is moved in the test stand in such a way that the calibration gauge with the measuring surfaces and measuring points is again located in the detection area of the measuring device when the measuring device is in one of the other positions. By means of the tracking system, the deviation of the actual position and the actual orientation of the calibration gauge compared to the state in the XO position is recorded. The calibration of the intrinsic coordinate system of the measuring device to the coordinate system of the test stand is then carried out for the further positions by referring the intrinsic coordinate system of the measuring device in the respective further position to the intrinsic coordinate system of the calibration gauge in the position in which the calibration gauge is located. The assignment of the intrinsic coordinate system of the calibration gauge in this position (in which the calibration gauge was moved in the test stand) in relation to the XO position of the calibration gauge in the test stand is known via the tracking system. This means that the intrinsic coordinate system of the measuring device in the further position can be related (i.e. "calibrated") to the coordinate system of the test stand.
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.It is possible to carry out a calibration in each case for all subsequent test processes in the test stand for all possible further positions of the measuring device. If a calibration has been carried out for a sufficient number of further positions, a calibration can also be carried out for further additional positions by using the calibration processes carried out for one or more of the further positions such that a calibration extrapolates for one or more additional positions or is interpolated.
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.According to a feature of claim 1, the measuring unit is mechanically attached to the measuring device in such a way that the intrinsic coordinate system of the measuring unit is assigned in a defined manner with respect to the intrinsic coordinate system of the measuring device. This defined assignment is also used to calibrate the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the intrinsic coordinate system of the test stand if the intrinsic coordinate system of the measuring device is also calibrated to the coordinate system of the test stand for the other positions of the measuring device in the test stand.
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.Claim 3 relates to a measuring device for carrying out the method according to the invention. The measuring device has coupling means for mechanical attachment of the measuring unit to the measuring device. The coupling means of the measuring device cooperate with counter-coupling means of the measuring unit in such a way that when the measuring unit is mechanically attached to the measuring device, the intrinsic coordinate system of the measuring unit is assigned to the intrinsic coordinate system of the measuring device in a defined manner through the interaction of the coupling means and the counter-coupling means. This defined assignment means that translation and rotation (i.e. position and orientation) of the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the intrinsic coordinate system of the measuring device are known. If the intrinsic coordinate system of the measuring device is translated and / or rotated, the defined assignment also results in the resulting translation and / or rotation of the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
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.This enables a reference to the coordinate system of the calibration gauge and thus of the test stand, so that translation and / or rotation of the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the coordinate system of the test stand are also known.
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.The structural unit thus advantageously simplifies the determination of the position and orientation of the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the coordinate system of the test stand. This also applies in particular when the measuring device is moved relatively in the test stand. This movement of the measuring device in the test stand has the advantage in connection with the measuring unit that the measuring unit can also be moved in a defined manner in the test stand. The measuring unit can thus advantageously be positioned in the test bench in such a way that several units can be measured for a vehicle. This is advantageous for the calibration of several units of the vehicle at the same time.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to drawings.
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,1 shows a device according to the invention in perspective view, FIG. 2 shows a detailed view of the device, FIG. 3 shows two devices according to the invention, FIG. 4 shows a device according to the invention, FIG. 5 shows a basic illustration of a method for calibrating the intrinsic coordinate system of the measuring device and the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the coordinate system of the test bench,
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.6 shows a basic illustration of a method for assigning the intrinsic coordinate system of a unit of a vehicle to the vehicle-related coordinate system in the vehicle test bench, and FIG. 7 shows a basic illustration of a method for evaluating signals from the unit of the vehicle while driving. A device according to the invention is shown in FIG. This consists of a measuring device 101 and a measuring unit 102. The measuring device 101 is connected via coupling means 103 and the | Negative coupling means 104 connected to the measuring unit in a defined manner. The relative position and orientation of the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 relative to the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 is defined in a defined manner.
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.The coupling means 103 is designed as a rail on which the counter-coupling means 104 can be moved as a slide together with the measuring unit 102 in a defined manner in the vertical direction (Z direction).
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.The measuring device 101 has a slide 105 which is guided along a rail (not shown here) which is arranged in the test stand. In the illustration of FIG. 4, this rail is denoted by the reference number 403. This rail is oriented at least essentially in the X direction in the test stand. The entire unit, consisting of the measuring device 101, the measuring unit 102 and the coupling means 103 and the counter-coupling means 104, can be moved in a defined manner in the test stand by means of the slide 105 and the associated rail in the test stand by means of a drive means 106.
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.A rail system 107 can also be seen, by means of which the measuring device 101 - and thus also the measuring unit 102 - can be displaced in a defined manner in the Y direction of the test stand.
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.A laser measuring device 108 is also shown. It is a sensor for distance measurement. This laser measuring device 108 serves to adjust the coupling of the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 to the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 by setting the coupling 103, 104 of the measuring unit 102 to the measuring device 101 accordingly. This adjustment of the coupling 103, 104 also takes place by means of the calibration gauge. This is explained again in connection with FIG. The laser measuring device 108 is mounted such that the intrinsic coordinate system of the laser measuring device 108 is assigned to the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 in a defined manner. By adjusting the coupling 103, 104, the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 is assigned to the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 in a defined manner. This procedure has the advantage that measurements can be made on the calibration gauge by means of the laser measurement unit 108. This is directly and immediately not the case with the measuring unit 102 - insofar as it is a Doppler simulator for a radar sensor. FIG. 2 shows a detailed view of the coupling between the coupling means 103 and the counter-coupling means 104 with the measuring unit 102 attached thereto. The laser measuring unit 108 is also designated again. In Figure 3, two inventive devices are shown side by side. The measuring unit 102 is shown by means of the coupling, consisting of the coupling means 103 and the counter-coupling means 104, with the measuring device 101. It can be seen that the measuring unit 102 can be attached to the measuring device 101 in two different positions. For these two positions there is again a defined assignment of the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 to the intrinsic coordinate system of the measuring device 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.The calibration of a device according to the invention in a test stand is sketched in FIG. The calibration gauge 401 can be moved together with the measuring device 101 on a rail 403 in the X direction by defined distances.
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.The position and orientation of the calibration gauge 401 is determined by the tracking means 405 relative to the starting point of the calibration gauge 401 - the XO position. In addition, the y-distance of the 5: coupling means 103 and the associated counter-coupling means 104 to the calibration gauge 401 are aligned and measured by means of the laser measuring unit (s) 108, which, however, are not provided with reference numbers again in the illustration in FIG. The position and attachment of the laser measuring unit 108 can be seen in FIGS. 1 and 2. The calibration gauge 401 has measuring surfaces 402 into which holes 404 are made. The calibration gauge 401 is adjusted so that the laser beam from the laser measuring units 108 penetrates through one of the holes 404 in the measuring surfaces 402. Further impact surfaces 406 are attached behind the holes 404 at a defined distance from the holes 404. The laser beams hit these impact surfaces. The coupling means 103 and the counter-coupling means 104 are thus aligned with the aid of the laser measuring unit on the one hand with respect to the calibration gauge 401 in such a way that the laser beams penetrate the holes 404 in the measuring surfaces 402. In addition, the distances between the laser measuring units 108 and the impingement surfaces 406 are determined by means of the laser measuring units 108.
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.The tracking means 405 are sensors for distance measurement. This allows the distances between the measuring devices 101 to be determined when moving along the rail 403 relative to the X0 ′ position. The tracking means 405 can be laser sensors, for example.
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.The measuring surfaces 402 of the calibration gauge 401 are recorded by the measuring device 101. By evaluating the measurement of the measuring surfaces 402 by the measuring device 101, the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 is determined in relation to the intrinsic coordinate system of the calibration gauge 401. The current position and the current orientation of the calibration gauge 401 relative to the X0 position of the calibration gauge are known by means of the tracking means 405. The intrinsic coordinate system of the calibration gauge 401 in the XO position is the coordinate system of the test stand.
Damit ist es möglich, das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 auf das Koordinatensystem des Prüfstands zu kalibrieren.It is thus possible to calibrate the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 to the coordinate system of the test stand.
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.This also applies to the other positions when the measuring device 101 was moved in the test stand along the rail 403 and / or along the rail 107.
Zunächst wird das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre 401 ermittelt.First, the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 is determined in relation to the intrinsic coordinate system of the calibration gauge 401.
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.From the assignment of the current position and the current orientation of the calibration gauge according to the current position of the calibration gauge to the X0 position of the calibration gauge, the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 can also be calibrated for the other positions of the measuring device 101 on the coordinate system of the test stand.
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.FIG. 5 shows a basic illustration of a method for calibrating the intrinsic coordinate system of the measuring device and the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the coordinate system of the test stand.
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.In step 501, the intrinsic coordinate system of the measuring device 101 is calibrated to the coordinate system of the calibration gauge 401. As already explained, this coordinate system of the calibration gauge 401 is the coordinate system of the test stand.
Die Kalibrierung erfolgt, indem mittels der Messvorrichtung 101 die Messflächen 402 der Kalibrierlehre 401 vermessen werden.The calibration takes place in that the measuring surfaces 402 of the calibration gauge 401 are measured by means of the measuring device 101.
In dem Schritt 502 erfolgt die Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit 102 auf das Koordinatensystem des Prüfstands.In step 502, the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 is calibrated to the coordinate system of the test stand.
Nach der vorliegenden Erfindung ist das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit 102 dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung 101 definiert zugeordnet.According to the present invention, the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 is assigned in a defined manner to the intrinsic coordinate system of the measuring device 101.
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.The calibration of the intrinsic coordinate system of the measuring device to the coordinate system of the test stand thus results in the calibration of the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 to the coordinate system of the test stand via this defined assignment.
Nach Ausführung der Kalibrierung wird der Kalibriervorgang beendet.The calibration process is ended after the calibration has been carried out.
Figur 6 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines Aggregats eines Fahrzeugs auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem.FIG. 6 shows a basic illustration of a method for assigning the intrinsic coordinate system of a unit of a vehicle to the vehicle-related coordinate system.
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.In step 601, the parameters of the chassis geometry of the vehicle standing in the test stand are measured with the measuring device 101. As explained, the vehicle-related coordinate system results from the parameters of the chassis geometry (geometric travel axis). Because the measuring device 101 was previously calibrated to the coordinate system of the test stand (501), the assignment of the vehicle-related coordinate system to the coordinate system of the test stand results from the measurement in step 601. In step 602, the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle is measured in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102. Furthermore, in step 602 the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle is related to the coordinate system of the test bench. This is a conversion in the sense that the intrinsic coordinate system of the measuring unit 102 was previously calibrated to the coordinate system of the test stand (501, 502). The assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle in relation to the coordinate system of the test stand is thus known from step 602. In step 603, the intrinsic coordinate system of the first assembly is assigned in relation to the vehicle-related coordinate system. The assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit in relation to the coordinate system of the test stand is known from step 602. The assignment of the coordinate system of the test stand to the vehicle-related coordinate system is also known from the measurement in step 601 and the associated and previously performed calibration in steps 501 and 502. From this, in step 603, an assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle to the vehicle-related coordinate system can take place by conversion.
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.This determined assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle to the vehicle-related coordinate system can advantageously be stored. During subsequent measurements while the vehicle is in operation, the measurement results of the first unit of the vehicle can then be converted in relation to the vehicle-related coordinate system. This procedure can be seen in the schematic diagram of the corresponding method in FIG. This involves evaluating signals from the vehicle's unit while driving. In step 701, the signal from the unit of the vehicle is recorded. In step 702 the signal of the unit (which is present in step 701 in the intrinsic coordinate system of the unit) is converted with the assignment of the intrinsic coordinate system of the unit to the vehicle-related coordinate system. This assignment was previously made in the test bench in step 603. With this conversion, the signal from the unit is available in relation to the vehicle-related coordinate system.
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.In step 703, the further evaluation of the signal of the unit takes place, which has been converted to the vehicle-related coordinate system. This further evaluation can relate to the use of this signal in driver assistance systems or in systems for autonomous driving.
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