CN109844452A - 将几何参考标记安装在地面上以便校准机动车辆和相关设备的电动或电子部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将标识区域安装在基本上平坦的水平地面上以便校准机动车辆的相机的方法，该方法包括：‑将该车辆定位在该地面上，车轮与该车辆的纵向轴线(X)平行，‑将几何参考设备定位在该车辆周围的地面上，所述参考设备包括形成标尺(11‑14)的一组分开的长形板，每个标尺(11‑14)具有至少部分地置于该地面上的下平坦面并且足够刚性而不会在所述下面的平面上变形，通过将该调整设备的标尺根据预定示意图与该车辆相距预定距离地放置在该地面上来实现定位。本发明还涉及相应设备。

Description

将几何参考标记安装在地面上以便校准机动车辆和相关设备 的电动或电子部件的方法

本发明涉及一种将几何参考标记安装在基本上平坦的水平地面上以便校准机动车辆和适当设备的电动和/或电子部件的方法。

在机动车辆中使用例如ADAS(先进驾驶辅助系统)技术的新嵌入式技术导致机动车辆指导者在工厂中和在出售后进行新的电动/电子部件校准和/或学习操作。这些操作可以由一个或多个部件的物理和/或电子调整组成，该一个或多个部件例如是摄影机(光学视觉)、雷达/测距仪(电磁波)、声呐(声波)、特别地用红外线的LIDAR(光检测和测距)远程检测装置、激光器(通过辐射的受激发射而产生的光放大)；光(光束)投影仪。

对于所涉及的技术的正确操作必可不少的这些学习操作通常是费力的并且实施复杂，尤其是在出售之后。通常，这些操作包括将工具、标记等物理定位在车辆周围的精确区域中。在工厂中，调整可以在专用区域中执行，工具或标记能够永久存在于地面上。在售后车间中，特别是以所需准确度放置工具或标记可能证明是有问题的，所述工具或标记不能永久存在。此外，不存在容易使用且便宜的工具或标记。

本发明旨在通过提出一种将几何参考标记安装在基本上平坦的水平地面上以便校准机动车辆和适当设备的电动和/或电子部件的方法来至少部分地克服这些缺点，所述安装方法包括：

-将该车辆定位在该地面上，其中，车轮与该车辆的纵向轴线平行，

-将几何参考设备定位在该车辆周围的地面上，所述参考设备包括形成标尺的一组不同的长形板，每个标尺具有至少部分地置于该地面上的平面底面并且每个标尺足够刚性而不会在所述底面的平面上变形，通过将该调整设备的标尺根据预定图案与该车辆相距预定距离地放置在该地面上来执行该定位。

使用这种类型的标尺使得能够克服地面条件(特别是当该地面不是完全平坦时)并且确保几何参考标记的线性度。此外，由于标尺不是固定在地面上的，因此这些标尺可以在任何地方使用尤其是在出售之后、或如果不希望将车辆挪到专用区域的话甚至在工厂中使用。

安装此类几何参考设备特别适用于校准车辆的例如从以下项选出的一个或多个电动和/或电子部件：摄影机、雷达/测距仪、声呐、LIDAR远程检测装置、激光器、以及前灯。

由于标尺彼此不同，因此这些标尺还可以根据多种图案进行布置，该多种图案可以与部件校准所需的不同几何参考标记相对应。

为了便于标尺相对于车辆的相对定位并且为了有更好的定位准确性，可以优选地将所述参考设备以这样的方式定位，即该参考设备在至少两个不同点处(例如在车轮处)与车辆接触。

为此，至少一个标尺可以与车辆的两个车轮接触，该标尺能够与车辆的纵向方向平行地或与该方向成直角地延伸。该标尺与车轮之间可以直接接触、或例如通过使用被布置在该标尺与车轮之间的、与其轴线平行的预定尺寸的至少一个间隔件进行非直接接触。间隔件的尺寸于是可以根据参考设备与车辆之间的预定距离来选出。

通常，使用的标记与车辆的纵向方向平行或成直角。此外，有利地，调整设备的标尺可以被定位成与车辆的纵向轴线成直角或平行。特别地，标尺的一个部分可以被定位成与纵向轴线平行而另一个部分与该纵向轴线成直角。

在这种特定布置中，并且针对标尺相对于彼此的任何其他布置，标尺可以相对于预定轴线、例如相对于车辆的中心纵向轴线或根据特定应用所需的几何参考标记相对于任何其他轴线对称地分布。

通过使用铅垂线和适当尺寸的角撑架可以简单地实现标尺的定位。

特别地，可以借助于被定位在存在于车辆上的中央标记(例如前部或后部处的商品型号标志或尾门打开按钮)上的铅垂线来执行将标尺定位在车辆的中心纵向轴线上。也可以借助于铅垂线来执行将标尺定位在车轮的轴线上。

特别是当成直角的标尺没有顶接时，标尺之间的直角可以通过使用足够大的角撑架来实现。

不同的标尺可以按任何顺序放入就位，但是首先定位与车轮接触的标尺可能是有利的。

为了便于这些标尺与不同车辆模板相适配，调整设备的标尺的长度可以是可调节的。于是可以选择标尺的长度以便使所述标尺形成所考虑的车辆的所述预定几何参考标记图案。该长度可以被选择成使标尺的至少一部分与其他标尺顶靠，这可以利于其定位。

本发明还涉及一种用于校准机动车辆的电动或电子部件的方法，该方法包括：

-通过实施根据本发明的安装方法来安装适用于校准所述电动或电子部件的几何参考标记，

-将所述校准所需的一个或多个对准元件定位在相对于该几何参考标记的预定位置上，

-借助于该或这些对准元件来校准所述电动或电子部件。

特别地，该或多个对准元件可以支承抵靠几何参考设备、与标尺平行布置或与标尺形成预定角度。

该或这些对准元件可以包括目标、特别是竖直目标，例如竖直的反射面板等。

本发明最后涉及一种用于校准机动车辆的电动和/或电子部件的几何参考设备，该几何参考设备包括形成标尺的一组不同的长形板，每个标尺具有平面底面，每个标尺足够刚性而不会在该底面的平面上变形。

此类设备可以特别地用于实施本发明的安装方法和校准方法。

为了便于标尺相对于彼此的并且相对于车辆的定位、或对准元件相对于参考设备的定位，标尺的至少一部分可以具有从控制点、分度件、角度测量元件、角度标记元件中选出的至少一个标识元件。分度件可以是沿标尺的长度延伸的刻度。可以针对不同的车辆模板或不同的预定几何参考标记图案提供该或这些控制点。角度测量元件使得能够相对于标尺按不同角度定位元件。可以将斜角规固定到标尺上。标记元件与标尺形成预定角度。可以是具有与这种预定角度相对应的取向的板。

为了便于标尺的使用、特别是针对不同尺寸的车辆的使用，标尺的至少一部分的长度可以是可调节的。为此，标尺可以伸缩或甚至由通过任何适当手段(卡扣配合、嵌套、磁化等)成对链接的节段形成。

几何参考设备可以包括成对的标尺，所述成对的标尺彼此不平行、可选地成直角、被安装成相对于彼此滑动。这可以利于放置可以或可以不正交的几何参考标记。

现在将参照所附的非限定性附图来对本发明进行说明，在附图中：

-图1展现了配备有电动和电子部件的机动车辆的平面视图；

-图2A、2B、2C示意性地展示了车辆以及可以借助于根据本发明的几何参考设备来使用的不同的几何参考标记的平面视图；

-图3A示意性地展示了车辆的透视图，几何参考设备和对准元件按照用于校准前相机的布置被安装在该车辆周围；

-图3B示意性地展示了车辆的透视图，几何参考设备和对准元件按照用于校准LIDAR远程检测装置的布置被安装在该车辆周围；

-图4和图5各自展示了根据本发明的不同实施例的几何参考设备的标尺的透视图；

-图6展示了根据另一个实施例的几何参考设备的标尺的侧视图；

-图7展示了根据本发明的另一个实施例的几何参考设备的两个标尺的透视图；

-图8和图9是根据本发明的其他实施例的几何参考设备的两个标尺的平面视图；

-图10展示了车辆的前视图。

在本说明书中，术语前、后、顶、底参照车辆的前后方向。轴线X、Y、Z分别对应于车辆的纵向轴线(从前至后)、横向轴线和竖直轴线。

图1展示了机动车辆1的平面视图，该机动车辆配备有前相机2、后相机3、LIDAR远程检测装置4、前灯5和6。ADAS类型的技术可以使用这些不同电动和电子部件。为此，有必要对其进行校准，该校准通常使用预定几何参考标记，该预定几何参考标记由地面上的对准区域通常利用垫子进行限定，这些垫子呈现出不能够针对不同的车辆模板加以适配并且难以准确定位的缺点。这种几何参考标记可以在将用于校准的计算机中预先限定。

本发明提出几何参考设备10，该几何参考设备可以在任何地方、并且特别是在车间的地面上或任何其他位置上准确地、容易地并且快速地放置到位。这种设备还使得能够形成不同的几何参考标记图案。

图2A、图2B、图2C展示了用本发明的几何参考设备10可以产生的几何参考标记的实例。在这些图中，车辆1被示意性地展示为前车轮7a、7b以及后车轮8a、8b。

图2A的几何参考标记图案形成框架，其横向侧C1、C2支承抵靠前车轮和后车轮。纵向侧C3、C4在前车轮的车桥的轴线上支承抵靠前车轮。作为变体，仅有横向侧可以与同一车桥、前车桥或后车桥的两个车轮接触抵靠。

图2B的几何参考标记图案形成框架，其横向侧C1支承抵靠前车轮。框架形式的延伸部A支承抵靠该横向侧C1并且从车辆突出到该车辆前方。

图2C的几何参考标记图案与图2B的标记类似，但框架B形式的延伸部在此是侧向的支承抵靠纵向侧C4。

但是，本发明不限于与每种类型的校准匹配的特定几何参考标记图案。然而，几何参考标记通常使用与车辆的纵向轴线和横向轴线平行的线。

如已经提及的，根据本发明的几何参考设备10可以用于形成多种形式的几何参考标记。

图3A和图3B展示了根据又其他图案布置在车辆1周围的几何参考设备10。这种对准设备10具有形成标尺(用11到14指代)的一组不同的长形板。

应注意到，这些标尺在此具有直线型并且彼此成直角的边缘。换言之，每个标尺展现出矩形形式，其长度比宽度大得多。

标尺是基本上相同的并且基本上以其长度而不同。

每个标尺11-14还足够刚性而不会在其底面的平面上变形。这些标尺可以是金属的、例如由铝、钢或其他金属合金制成、或甚至由聚合物材料或涂覆有聚合物材料的金属材料制成，只要其展现出所期望的刚度即可。

参考图4到图9描述多种标尺实施例。

如图4展示的，一个或多个标尺11-14可以在其长度上标有刻度或甚至包括对准记号。

在图4展示的实施例中，标尺11包括平面底面11a以及具有刻度11c的顶面11b。顶面11b优选地是平面的，但是可以设想是非平面的面。

图5展示的实施例中，标尺111由几个区段121、122形成，这几个区段沿其纵向方向彼此滑动。这使得能够设定标尺的长度。区段121之一具有标记121c，该标记在此为矩形黑线形式。于是区段122的底壁123可以相对薄(例如1cm或更少)以便当两个区段置于地面上时底面121a与底面122a之间的标高差距相对小。

图6展示的实施例中，标尺211由彼此嵌套的几个区段221、222形成。

在图5和图6展示的实施例中，每个区段具有水平平面上的矩形形式。显然地，本发明不限于这些区段的特定形式或区段的特定数量。应注意到的是，用于将不同区段相链接的装置优选地以这样的方式布置，即标尺在其整个长度上是直线型的。

图7展示的实施例中，两个标尺311和312被安装成相对于彼此滑动，同时彼此成直角。为此，可以提供在第一标尺311上滑动的短标尺313，第二标尺312被安装成在短标尺313上滑动。显然地，可以提供任何其他类型的滑动联结。还可以提供的是使得标尺中仅有一个标尺能够相对于另一个标尺滑动和/或使得标尺不以直角而是根据另一个预定角度交叉。

图8展示的实施例中，标尺411配备有角度测量元件415。该角度测量元件采用长形板形式，其一端415被安装成在标尺411的顶面411c上借助于螺钉416等旋转。角分度件416使得能够测量元件415与标尺411之间形成的角度，螺钉416使得能够在达到选定的角度时使元件415固定。元件415的箭头形状端418使得能够便于读取角度。在标尺由几个区段产生的情况下，一个区段可以配备有这种角度测量元件415。

图9展示的实施例中，标尺511包括在此为三角形形式的固定角度标记元件515。

上文描述的标尺的不同实施例可以彼此组合。此外，根据本发明的设备可以包括不同实施例的标尺。

现在参考图3A、图3B、以及图10来描述借助于根据本发明的设备10安装几何参考标记的实例。标尺11到14是如图4所展示的。

这些图中，车辆1置于基本上平坦的水平地面上。

基本上平坦的理解成意味着表面展现出不超过5cm高、优选地不超过4cm高的不规则性。

由于每个标尺足够刚性而不会在与其底面平行的平面上变形，因此应理解的是，即使当标尺放置于不规则地面上、底面由于该地面的不规则性而没有完全置于地面上时，该标尺仍然是直线型的，这允许使用几何参考标记来对电动/电子部件进行校准。当标尺的底面不是严格平面时、例如在标尺彼此交叉或标尺由节段构成的情况下，上述内容同样适用。

车辆1的前驱动车轮7a、7b被定位成与车辆的纵向轴线X平行。

车轮与轴线平行理解成意味着车轮的平面与轴线平行或甚至车轮的旋转轴线与该轴线成直角。因而，当这些轮车是“直的”并且包括车轮的平面与车辆的纵向竖直平面不形成角度时，车轮与车辆的纵向轴线平行。

一旦车辆被定位，对准设备10就可以根据适于所期望校准的图案布置在车辆周围的地面上。

图3A中展示的几何参考标记适于校准车辆的前相机2。

可以如下地布置不同标尺：

-第一标尺11和第二标尺12被定位在车辆的长度上、与纵向轴线X平行、相应地支承抵靠前车轮7a、7b。

-接着第三标尺14被定位在车辆的前部、与横向轴线Y平行。为此，该第三标尺放置成相对于标尺11和12成直角。第三标尺14具有与车辆的中心纵向轴线X对齐的标记元件15。为此目的，如图10所示，铅垂线20可以从车辆的中心标记21延伸。第三标尺14还定位成与前车桥相距预定距离，该预定距离是通过将铅垂线20沿图3A中展示的线16定位来测量的。

因而，不同的标尺与车辆相距预定距离地交叉，该预定距离是根据计算机用来校准的几何参考标记选出的。几何参考设备10还在几个点处与车辆接触，这允许相对于车辆的准确定位。

一旦几何参考标记已经安装好，就可以将校准所需的对准元件18定位在相对于几何参考标记的预定位置上。这种对准元件18在此为包括两个目标的反射性竖直面板。这种面板18布置成与车辆的横向轴线Y平行、与前车桥相距预定距离、并且在按照Y的特定位置上。当标尺14已经以这种特定距离定位时，足以将面板18相对于标尺14定位在就Y而言所期望的位置上，该位置在此与标记15相对应。

接着可以通过合适的计算机使用对准元件18来执行校准前相机。

图3B中展示的几何参考标记适于校准车辆的LIDAR远程检测装置4。

可以如下地布置不同标尺：

-第一标尺11和第二标尺12被定位在车辆的长度上、与纵向轴线X平行、相应地支承抵靠前车轮7a、7b。

-接着第三标尺13被定位在车辆的前部、与横向轴线Y平行、支承抵靠车轮。

-接着第四标尺14被定位在车辆的前部、与横向轴线Y平行、与标尺13相距预定距离。为此，第四标尺放置成相对于标尺11和12成直角。

因而，不同的标尺与车辆相距预定距离地交叉，该预定距离是根据计算机用来校准的几何参考标记选出的。

一旦几何参考标记已经安装好，就可以将校准所需的对准元件19定位在相对于几何参考标记的预定位置上。这种对准元件19在此为包括基本上竖直折线的反射性竖直面板。这种面板19根据相对于车辆的横向轴线Y的预定角度α布置成与前车桥相距预定距离、并且在就Y而言的某一位置上。当标尺14已经以这种特定距离定位时，足以将面板19相对于标尺14根据所需的特定角度α定位在就Y而言所期望位置上。可能地，标尺可以包括如上所述的角度对准元件，从而便于按照所寻求的角度放置面板19。

接着可以通过合适的计算机使用对准元件19来执行校准LIDAR远程检测装置。

在上述的实例中，纵向标尺直接支承抵靠车轮。但是可以设想，如在图2A展示的几何参考标记中，这些纵向标尺布置成与车轮有一定距离。在这种情况下，间隔件或其他标尺22可以被定位成在车桥的轴线上、与这些纵向标尺成直角。

还应注意到的是，在图中几何参考设备10以这样的方式定位，即标尺的一部分与另一个标尺相顶靠。这可以利于特别是借助于图3A展示的角撑架23来控制这些标尺之间的角度。但是，标尺并非必须为调节角度而顶靠相邻标尺，只要角撑架23足够长来放置成支承抵靠有待定位的两个标尺使其成直角就足够了。

本发明已经描述了放置根据纵向和横向方向定向的标尺。然而，根据本发明的几何参考设备的标尺可以按并非直角的角度相对于彼此布置。于是可以使用角度测量工具，例如斜角规或形成所需角度的拐角工具。因而理解的是，根据本发明的设备可以用于任何类型的图案。此外，该设备可以在任何地方容易且快速地放置到位。最后，可以针对不同的车辆模板、特别是当至少某些标尺具有可调节的长度时将该设备放置到位。

因而，根据本发明的几何参考设备可以用于将一个或多个非常不同的对准元件准确地定位，使得该几何参考设备可以用于多种类型的校准。

Claims (10)

1.一种将几何参考标记安装在基本上平坦的水平地面上以便校准机动车辆(1)的电动和/或电子部件的方法，所述安装方法包括：

-将该车辆(1)定位在该地面上，其中，车轮与该车辆的纵向轴线(X)平行，

-将几何参考设备(10)定位在该车辆周围的地面上，所述参考设备(10)包括形成标尺(11-14)的一组不同的长形板，每个标尺(11-14)具有至少部分地置于该地面上的平面底面(11a)并且足够刚性而不会在所述底面的平面上变形，通过将该调整设备的标尺根据预定图案与该车辆相距预定距离地放置在该地面上来执行该定位。

2.如权利要求1所述的安装方法，其中，所述参考设备(10)以这样的方式定位，即该参考设备在至少两个不同点处与该车辆接触。

3.如权利要求1或2述的安装方法，其中，该几何参考设备的这些标尺(11-14)被定位成与该车辆的纵向轴线(X)成直角或平行、任选地相对于该车辆的中心纵向轴线对称地分布。

4.如权利要求1至3中任一项所述的安装方法，其中，预定尺寸的至少一个间隔件(22)在定位该对准设备期间被定位在车轮(7a)与标尺之间。

5.如权利要求1至4中任一项所述的安装方法，其中，这些标尺(11-14)的长度可调节，该长度被选择成使所述标尺形成所述预定图案。

6.一种校准机动车辆的电动或电子部件的方法，包括：

-通过实施如权利要求1到5中任一项所述的安装方法来安装适用于校准所述电动或电子部件的几何参考件，

-将所述校准所需的一个或多个对准元件(18，19)定位在相对于该几何参考标记的预定位置上，

-借助于该或这些对准元件(18，19)来校准所述电动或电子部件。

7.一种用于校准机动车辆的电动和/或电子部件的几何参考设备(10)，该几何参考设备包括形成标尺(11-14)的一组不同的长形板，每个标尺具有平面底面(11a)，每个标尺足够刚性而不会在该底面的平面中变形。

8.如权利要求7所述的几何参考设备(10)，其特征在于，这些标尺的至少一部分具有从控制点、分度件、角度测量元件、角度标记元件中选出的至少一个标识元件。

9.如权利要求7或8所述的几何参考设备(10)，其特征在于，这些标尺的至少一部分的长度是可调节的。

10.如权利要求7至9中任一项所述的几何参考设备(10)，其特征在于，该几何参考设备包括成对的标尺、所述成对的标尺彼此不平行、任选地成直角、被安装成相对于彼此滑动。