CN110312910B - 用于校准车辆辅助系统的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于校准车辆辅助系统的校准设备（6；18）包括：至少一个靶标图案（8；8a‑8d）；至少一个传感器（10；20），所述至少一个传感器构造为：探测待测量的车辆（4）相对所述校准设备（6；18）的位置和定向；和定位设备（14；24），所述定位设备构造为：基于由所述至少一个传感器（10；20）探测的所述待测量的车辆（4）的位置来定位所述至少一个靶标图案（8；8a‑8d），使得所述至少一个靶标图案（8；8a‑8d）相对所述待测量的车辆（4）以预先给定的定向布置在预先给定的位置。

Description

用于校准车辆辅助系统的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于校准车辆辅助系统（FAS）、尤其是用于为了FAS校准而检车车辆的位置、角度和方位的设备和方法。

背景技术

机动车越来越多地拥有驾驶员辅助系统（FAS），例如拥有车道保持辅助、车道变换报警（“lane change warning”），拥有车道偏离报警（“lane departure warning”），拥有热成像摄像机（“night vision（夜视）”）和/或拥有停车辅助。

尤其是在光学、也就是说基于摄像机的驾驶员辅助系统的情况下，需要驾驶员辅助系统的至少一个摄像机提供周围环境的精确的、与现实一致的并且正确地对准车辆的图像。为此，驾驶员辅助系统的所有摄像机都必须被校准。

在对例如前置摄像机的静态校准的情况下，使用具有光学图案（“靶标图案”）的测量板（“校准板”），例如以便借助于校准工具（“FAS校准工具”）使驾驶员辅助系统相对车辆的后轴取向。该取向尤其包括：正确地调整距离、偏航角度、滚动角度和俯仰角度。测量板必须在车辆中心左侧和右侧对齐并且相对于车辆的纵向行驶轴成直角地取向，以便利用距校准系统的相对应的距离可以将FAS校准。

测量板的取向必须精度高地来实现。因而，对测量板的手动取向花费高并且需要非常细心和经验。还需要具有平整地面的测量平台，以便避免高度方面的偏差。

还存在车辆特定的FAS、例如前置摄像机系统，所述前置摄像机系统需要动态校准行驶。为此，车辆例如借助于诊断设备到达校准模式，并且借助于在道路上的车道内以恒定速度的真实的行驶来教导。该动态校准行驶花费很高、费时而且在人口稠密地区难以呈现。

一些制造商规定了静态校准和动态校准的组合，该组合由两种校准方法组成。

本发明的任务是简化对车辆辅助系统的校准。

发明内容

按照本发明的一个实施例，用于校准车辆辅助系统的校准设备包括：至少一个靶标图案；至少一个传感器，该至少一个传感器构造为探测待测量的车辆相对该校准设备的位置和定向；和定位设备，该定位设备构造为基于由该至少一个传感器探测到的待测量的车辆的位置来定位至少一个靶标图案，使得该至少一个靶标图案相对待测量的车辆以预先给定的定向布置在预先给定的位置。

按照本发明的一个实施例，用于校准车辆辅助系统的方法包括：

(a) 将根据本发明的实施例的校准设备定位在待测量的车辆前面；

(b) 借助于至少一个传感器来确定车辆相对该校准设备的位置和定向；而且

(c) 定位至少一个靶标图案，使得该靶标图案相对车辆以预先给定的定向布置在预先给定的位置。

靶标图案可以是静态（靶标）图案，如其对于静态校准来说所需要的那样。但是，靶标图案也可以是变化的动态（靶标）图案、尤其是车道序列（视频序列），该变化的动态（靶标）图案结合辊式试验台能够实现对FAS的动态校准。因而，本发明的实施例也包括辊式试验台和按照本发明的实施例的校准设备的组合。

本发明能够实现：根据待测量的车辆的当前位置将至少一个靶标图案自动地定位在正确的位置。以这种方式，该定位可以快速地、方便地并且精度高地被执行。

尤其是不需要附加的辅助装置、诸如激光器，以便使靶标图案正确地取向。由此，减小了对于测量平台来说所需的空间。高度差也可以被定位设备考虑和补偿。因而，平整的测量平台不是必需的。

在一个实施例中，校准设备也包括运动设备，该运动设备构造为：使该至少一个靶标图案和/或整个校准设备机械地运动。以这种方式，该至少一个靶标图案可以通过机械运动自动地以预先给定的定向被定位在所希望的位置。

在一个实施例中，运动设备包括至少一个车轮或滚轮，该车轮/滚轮简化地使该至少一个靶标图案和/或整个校准设备机械地运动。

车轮或滚轮尤其可以在至少一条轨道中引导。通过车轮或滚轮与轨道的组合，该至少一个靶标图案和/或整个校准设备可以摩擦少地并且精度高地被引导到所希望的位置。

在一个实施例中，运动设备构造为：使该至少一个靶标图案绕着至少一个轴旋转，以便根据车辆在测量平台上的取向将该至少一个靶标图案以所希望的位置和定向准确地布置在测量平台上。

在一个实施例中，校准设备包括至少一个电子显示设备，该至少一个电子显示设备构造为光学地呈现该至少一个靶标图案。

定位设备尤其可以构造为：改变该至少一个靶标图案在该至少一个电子显示设备上的显示，以便使靶标图案以预先给定的定向定位在预先给定的位置。在一个实施例中，定位设备尤其构造为：也根据车辆在测量平台上的位置和取向来改变靶标图案在该至少一个电子显示设备上的大小、定向和/或位置。

因此，该至少一个靶标图案可以以所需要的大小、取向和定向来呈现，而为此并不需要使该至少一个靶标图案或该显示设备机械地运动。因而，包括至少一个这种电子显示设备的校准设备可以特别简单地、成本低廉地并且维护少地运行。因为不需要用于使该至少一个靶标图案运动的空间，所以可以特别节省空间地实现这种显示设备。

在一个实施例中，该至少一个传感器包括至少一个摄像机，该至少一个摄像机构造为光学地检测待测量的车辆。借助于传感器，可以特别简单地并且方便地确定车辆相对校准设备的位置。摄像机尤其可以构造为立体摄像机，以便可以沿全部三个空间方向精度高地确定车辆的位置和取向。也可以设置更多摄像机和/或传感器。

该至少一个传感器可以布置在不同的位置，尤其也可以布置在车辆上方的顶棚上。

为了改善校准的精度并且尤其是将从车辆的纵向行驶轴与车身纵轴的偏差得到的不准确度最小化，在车辆的后轴的车轮上可以安装车轮适配器，这些车轮适配器由至少一个摄像机检测，以便可以精度高地确定车辆的后轴的取向以及因此纵向行驶轴的取向。

替选地或附加地，车辆与校准设备的距离可以通过超声波传感器和/或通过机械传感器来确定。多个传感器的测量结果可以彼此结合，以便改善定位的精度。

在一个实施例中，对用于车辆测量的设备进行校准的方法包括：将例如可以以至少一个粘合点形式构造的标记安装在车辆上，以便简化通过至少一个传感器对车辆的取向和位置的自动确定和/或提高精度。

在此，该方法尤其可以包括：将该标记安装在车辆的纵向行驶轴上的一个位置处，例如安装在车辆的挡风玻璃上的后视镜下方。

附图说明

在下文，本发明的实施例依据附图进一步予以阐述：

图1示出了用于利用按照本发明的第一实施例的校准设备进行车辆测量的测量平台的示意性俯视图。

图2示出了用于利用按照本发明的第二实施例的校准设备进行车辆测量的测量平台的示意性俯视图。

图3示意性示出了在按照本发明的第二实施例的校准设备的显示设备上的靶标图案的图示。

具体实施方式

图1以示意图示出了用于利用待测量的车辆4和按照本发明的第一实施例的校准设备6进行车辆测量的测量平台2的俯视图。

校准设备6具有两个朝向车辆4的元件（校准板），用于呈现靶标图案8，这些靶标图案安装在支架7上，该支架基本上相对于车辆4的纵向行驶轴A水平地并且正交地延伸。

校准板可以是机械校准板，静态靶标图案8被印到这些机械校准板上。为了能够实现动态校准，这些校准板也可以构造得具有可变的图像显示设备，这些可变的图像显示设备能够实现：不仅呈现静态靶标图案8而且呈现动态靶标图案8、尤其是车道序列。这些可变的图像显示设备尤其可以包括屏幕和/或与适当的投影面相结合的投影仪。

支架7以能绕着轴B旋转的方式来安置，该轴B与测量平台2的平面正交地取向。通过绕着轴B枢转，支架7可以相对于车辆4的纵向行驶轴A成直角地取向。校准设备6具有：定位设备14，该定位设备构造用于使支架7枢转；和至少一个传感器10，该至少一个传感器检测车辆4相对校准设备6的位置和取向。

由至少一个传感器10提供的数据能够使定位设备14实现：使靶标图案8以相对于车辆4的所希望的位置和取向、也就是说以相对于车辆4的所希望的距离和角度来取向。传感器10尤其可以构造为摄像机10。

替选于或附加于在附图中示出的布置，至少一个传感器10也可以布置在其它位置，例如布置在车辆4上方的顶棚上。

在车辆4的所限定的位置、例如在后视镜11下方的纵向行驶轴A上，可以安装测量靶标12，以便使传感器10容易检测车辆4的位置和取向。测量靶标12例如可以构造为粘合点12，该粘合点可以在测量过程结束之后重新被除去。

定位设备14还构造为：使支架7并且与该支架一起使靶标图案8沿全部三个空间方向运动，以便可以使靶标图案8相对车辆4布置在所希望的位置。

支架7和靶标图案8尤其可以与车辆4的纵向行驶轴A成直角地（x轴）、平行于车辆4的纵向行驶轴A地（y轴）并且垂直于测量平台2的地板（垂直于图1的绘图平面）地被移动。

为此，校准设备6尤其可以安置在车轮和/或滚轮上，所述车轮和/或滚轮能够实现：使校准设备6并且因此使靶标图案8在空间内移动。车轮和/或滚轮可以在轨道16中引导，所述轨道构造在测量平台2的地板中或者构造在测量平台2的地板上。

图2和3示意性示出了按照本发明的校准设备18的第二实施例。

按照第二实施例的校准设备18静态地布置而且在朝向车辆4的一侧具有大面积的显示设备20，该显示设备可以构造为屏幕和/或构造为与至少一个（未示出的）投影仪相结合的投影面。显示设备20构造为，使得该显示设备能够显示不同的、尤其是任意的位置、大小和定向的静态或动态靶标图案8a-8d的图像。

按照第二实施例的校准设备18也配备有一个或多个传感器22，所述一个或多个传感器能够实现：确定车辆4相对校准设备18的空间位置和取向。

基于由至少一个传感器22提供的数据，定位设备24计算靶标图案8a-8d在显示设备20上的适合的位置、大小和取向。定位设备24对显示设备20进行操控，使得该显示设备将靶标图案8a-8d以所希望的取向和大小显示在所希望的位置。

图3以示意图示出了靶标图案8a-8d的四种示例性的图示。

根据车辆4在校准设备18前面的位置和取向，在车辆4的纵向行驶轴A的每一侧上分别显示靶标图案8a-8d的在图3中示出的图像中的一个图像。

按照第二实施例的校准设备18能够实现：考虑车辆4的纵向行驶轴A相对于显示设备20的中间轴M的移动，而且相对应地与显示设备20的中间轴M不对称地显示靶标图案8a-8d。

车辆4相对于校准设备18的不同的高度，如其例如在不平整的测量平台2上得到的那样，也可以由定位设备24通过靶标图案8a-8d在显示设备20上的图像的高度移动h来予以考虑和补偿。

如果车辆4如在图2中示出的那样布置，使得该车辆的纵轴A没有与显示设备20或校准设备18的平面正交地来取向，则靶标图案8a-8b失真地示出，以便考虑车辆4相对于显示设备20的非正交的取向并且将靶标图案8a-8b呈现得好像这些靶标图案与车辆4的纵轴A正交地取向。

为了能够实现动态校准，也可以呈现动态靶标图案、尤其是车道序列，而不是静态靶标图案8a-8d。

通过按照本发明的校准设备6、18，显著简化了在车辆测量时使用的靶标图案8、8a-8d的取向。通过靶标图案8、8a-8d的自动取向，尤其可以实现：靶标图案8a-8d总是精度高地相对于车辆4来取向。

Claims (10)

1.一种用于校准车辆辅助系统的校准设备（6；18），所述校准设备具有：

至少一个靶标图案（8;8a-8d），其中所述校准设备（18）包括至少一个电子显示设备（20），所述至少一个电子显示设备被构造成光学地显示至少一个靶标图案（8a-8d）；和

定位设备（14；24），所述定位设备被构造成基于由所述至少一个传感器（10；22）探测的待测量的车辆（4）的位置来定位所述至少一个靶标图案（8；8a-8d），使得所述至少一个靶标图案（8；8a-8d）相对于待测量的车辆（4）以预先给定的定向布置在预先给定的位置，

其特征在于，

所述校准设备（6；18）具有至少一个传感器（10；22）和定位设备（14；24），其中所述至少一个传感器被构造成探测待测量的车辆（4）相对于所述校准设备（6；18）的位置和定向，所述定位设备（14；24）被构造成基于由所述至少一个传感器（22）提供的数据来计算靶标图案（8a-8d）在显示设备（20）上的适合的位置、大小和取向，以及操控所述显示设备（20）使得该显示设备将所述靶标图案（8a-8d）以所希望的取向和大小显示在所希望的位置。

2.根据权利要求1所述的校准设备（6），其中所述至少一个靶标图案（8；8a-8d）包括静态靶标图案（8；8a-8d）和/或动态靶标图案（8；8a-8d）。

3.根据权利要求1所述的校准设备（6），其中所述至少一个靶标图案（8；8a-8d）是车道序列。

4.根据权利要求1所述的校准设备（6），其中所述校准设备（6）包括至少一个运动设备，所述至少一个运动设备被构造成使所述靶标图案（8）和/或所述校准设备（6）机械地运动，以便将所述靶标图案（8）以预先给定的定向定位在所希望的位置。

5.根据权利要求4所述的校准设备（6），其中所述运动设备包括至少一个车轮和/或至少一个滚轮，所述至少一个车轮和/或至少一个滚轮能够使所述靶标图案和/或所述校准设备（6）机械地运动，其中所述至少一个车轮和/或所述至少一个滚轮在至少一条轨道（16）中引导。

6.根据权利要求4所述的校准设备（6），其中所述运动设备被构造成：使所述至少一个靶标图案（8；8a-8d）绕着至少一个轴旋转。

7.根据权利要求1-6之一所述的校准设备（6；18），其中所述定位设备（14；24）被构造成：改变所述至少一个靶标图案（8a-8d）在所述至少一个电子显示设备（20）上的显示，以便将所述靶标图案（8a-8d）以预先给定的定向定位在预先给定的位置，其中所述定位设备（14；24）被构造成：改变所述靶标图案（8a-8d）在所述至少一个电子显示设备（20）上的大小和/或定向和位置。

8.根据权利要求1-6之一所述的校准设备（6；18），其中所述至少一个传感器（10；22）包括至少一个摄像机，所述至少一个摄像机被构造成光学地检测待测量的车辆（4）。

9.一种用于校准车辆辅助系统的方法，其中所述方法包括：

(a) 将根据上述权利要求1-8之一所述的校准设备（6；18）定位在待测量的车辆（4）前面；

(b) 借助于所述至少一个传感器（10、22）来确定所述车辆（4）相对所述校准设备（6；18）的位置和定向；

(c) 基于由所述至少一个传感器（22）提供的数据来计算靶标图案（8a-8d）在显示设备（20）上的适合的位置、大小和取向；以及

(d) 操控所述显示设备（20），使得该显示设备将所述靶标图案（8a-8d）以所希望的取向和大小显示在所希望的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法附加地包括：在步骤(b)之前，将标记（12）安装在所述车辆（4）上，其中所述方法包括：将所述标记（12）安装在所述车辆（4）的纵向行驶轴（A）上的至少一个位置上。

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