CN111801546B - 车辆传感器校准对准和方法 - Google Patents

Abstract

装置包括：具有反射表面（102）的目标结构（101）和平行于车辆的轴定向的横杆结构；具有穿过通道（108）和瞄准表面（109）的第一参考结构（107）；具有激光发射器（102）的第二参考结构（111）。在方法中，第一参考结构与车辆最靠近目标结构的一侧的中点对准，并且具有激光发射器的第二参考结构与车辆最远离目标结构的一侧的中点对准，其中激光发射器朝向目标结构定向。发射的激光束穿过第一参考结构的通道，并被反射表面反射。调整目标结构在反射位置处的相对角度和对准，使得反射光束被反射到第一结构上瞄准表面的指定区域上。激光测量可以是以线发生器的形式，来在对准中向用户提供视觉帮助。

Description

车辆传感器校准对准和方法

技术领域

本公开涉及设置在车辆内以供高级驾驶员辅助系统使用的传感器、并且特别是使用雷达、光学或声波信号的传感器的校准。

背景技术

在具有高级驾驶员辅助系统的车辆中，相关联传感器需要校准以实现恰当操作。作为定期维护的部分或者在特定情况下（诸如挡风玻璃或车辆的其他玻璃组件的修理或更换），可能需要校准。某些车辆玻璃修理可以是现场完成的，诸如在车主家中或营业场所。当前的校准工具通常体积庞大且固定，并且需要将车辆带到汽车服务中心或类似的受控环境中。

因此，合期望的是，具有足够机动的校准装置使得校准程序可以在汽车服务中心之外的期望位置处执行。

发明内容

本公开的一个方面针对一种对准装置，所述对准装置由多个部分构成并且可操作来将目标结构放置在恰当的位置中以执行车辆传感器校准。

本公开的另一方面针对一种方法，所述方法用于将校准装置的目标结构组件放置在恰当的位置中并与车辆对准，以便对车辆执行成功传感器校准。

本公开的另外的方面针对激光发射器的利用以便相对于车辆对校准装置的组件进行对准。

下面将参考附图更详细地解释本公开的以上方面和其他方面。

附图说明

图1是在车辆的传感器校准期间相对于车辆定位的校准装置的图示。

图2是使校准装置相对于车辆就位以用于传感器校准的设定的图示。

图3是具有激光发射器的参考结构的图示，该激光发射器相对于校准装置的横杆结构测量轮的轴线。

图4是参考结构的图示，该参考结构具有相对于车辆定位来为车辆的传感器校准做准备的穿过通道和瞄准表面。

图5是参考结构的图示，该参考结构具有相对于车辆定位来为车辆的传感器校准做准备的激光发射器。

图6是描述将校准装置相对于车辆放置就位来为车辆的传感器校准做准备的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图公开了图示的实施例。然而，要理解，意图所公开的实施例仅仅是可以以各种和替代形式体现的示例。附图不一定按比例，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定组件的细节。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是作为教导本领域技术人员如何实践所公开的概念的代表性基础。

图1描绘了根据本文公开的教导的实施例在使用车辆传感器校准装置对车辆进行传感器校准期间的车辆100。所描绘的车辆传感器校准装置是多组件装置，其在校准期间利用目标结构101作为传感器的参考。目标结构101可以包括反射表面102，反射表面102至少部分地设置在基础目标结构101上。目标结构101沿着基准线103定位，基准线103在所描绘的实施例中被限定为在预定距离x处平行于车辆100的轴线105伸展的线。在所描绘的实施例中，轴线105被限定为通过车辆100的前轮的中心点形成的线，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他布置。实际上，目标结构101相对于车辆100的距离、角度和位置将由车辆100及其传感器的配置和规格来确定。

车辆传感器校准装置还包括具有穿过通道108和瞄准表面109的第一参考结构107。穿过通道108可以准许光穿过第一参考结构107的主体。车辆传感器校准装置还包括具有激光发射器112的第二参考结构111。

在针对传感器校准的设定期间，第一参考结构107被定位在车辆100最靠近目标结构101的一侧的中心点处，其中瞄准表面109定向在目标结构101的方向上。第二参考结构111被定位在车辆100相对侧的中心点处，其中激光发射器112定向在第一参考结构107的方向上。在所描绘的实施例中，第一参考结构107定位在车辆100的前部，并且第二参考结构111定位在车辆100后部，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他布置。所描绘的实施例可以利用目标结构101来校准靠近车辆100的前部定位的传感器。作为举例而非限制，其他实施例可以将车辆定向在相反方向上，使得第一参考结构107靠近车辆100后部定位，并且第二参考结构111靠近在车辆100的前部定位，从而将目标结构101放置在适于校准靠近车辆100后部设置的传感器的位置中。

可以利用激光发射器112实现目标结构101、第一参考结构107和第二参考结构111的对准。激光发射器112可以设置在第二参考结构111上，使得其在车辆100的主体下方。在所描绘的实施例中，激光发射器112可以沿着第二参考结构111的高度可调整地定位，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他配置。激光发射器112可以被激活以在第一参考结构107的方向上生成发射的激光束113。在所描绘的实施例中，激光束113在车辆100下方行进穿过第一参考结构107的穿过通道108。目标结构101然后可以沿着基准线103定位，使得它在发射的激光束113的路径中。然后可以对准目标结构101，使得发射的激光束113从反射表面102反射，从而形成反射光束115。可以继续调整目标结构101的对准，直到反射光束115被引导到第一参考结构107的瞄准表面109上。因为发射的激光束113和反射光束115以直线发射，所以当反射光束115终止在瞄准表面109的指定部分处时，校准装置可以被对准。在所描绘的实施例中，激光发射器112可以是线发生器，其可以提供发射的激光束113和反射光束115的路径的视觉指示。光束路径的视觉指示可以是有利的，这是因为它在除了反射或终止点之外的沿着光束的点处向用户提供对准的视觉参考。

在所描绘的实施例中，可以使用连接到车辆诊断端口并且可操作来在校准期间控制车辆传感器的功能的加密狗117来进一步协调主动传感器校准。在所描绘的实施例中，加密狗117可操作来连接到车辆100的OBD-II端口，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他配置。

校准装置的附加组件可以用于恰当地定位目标结构101。图2提供了在用于车辆100的传感器校准的装置的设定期间附加的这类组件的图示。

因为轴线105（未示出）是对车辆100的抽象参考点，所以可以关于车辆100的物理测量来测量基准线103的位置和定向。通过将横杆结构与车辆100的轮对准，横杆结构201可以放置在平行于轴线105的位置中。横杆结构201可以抵靠车辆100的前轮的胎面放置。在一些实施例中，横杆结构可以相对于车辆100定位在不同的位置中，诸如抵靠后轮的胎面、与挡泥板对准、或者在不偏离本文公开的教导的情况下本领域普通技术人员认识到的任何其他参考点处。在所描绘的实施例中，横杆结构201设置在包含轴线105的平面后方，并且多个致动构件203可以在轴线105的方向上从横杆结构201延伸，用于横杆结构201的主体与包括轴线105的平面之间的距离测量。在致动构件203上的点与轮的中心点之间进行测量，并且可以使用标尺、卷尺或本领域普通技术人员已知的任何其他合适的测量仪器来完成测量。在所描绘的实施例中，使用具有第二激光发射器208的第三参考结构207来完成测量。在所描绘的实施例中，第二激光发射器208主动发射线激光209，这将在下面参考图3以附加细节进行描述。在所描绘的实施例中，第三参考结构207可以在功能上与第二参考结构111等同，并且在一些实施例中，第二参考结构111可以用于在传感器校准期间在轴线105与车辆100的适当侧对准之前确定轴线105位置的目的。

图3提供了在根据本文公开的教导的一个实施例中使用第三参考结构207来相对于横杆结构201测量轮的中心点301的特写图示。在所描绘的实施例中，横杆结构201抵靠前轮胎的胎面放置就位。第二激光发射器208被激活以生成对准光束303。在所描绘的实施例中，第二激光发射器208是线发生器，并且对准光束303是可见线，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他配置。在第二激光发射器208被激活之后，第三参考结构207可以被定位成使得对准光束303与中心点301相交。在所描绘的实施例中，对准光束305附加地在多个致动测量305之一处与致动构件203相交。与对准光束303相交的特定致动测量305将在也包括轴线105（见图1）的平面内部。因此，特定的致动测量305可以在测量基准线（见图1）的恰当位置中用作参考。在所描绘的实施例中，致动构件203被设置在车辆100的轮旁边，但是一些实施例可以在沿着横杆结构201的不同点处包括附加的致动构件203。参考回图2，所描绘的实施例可以包括设置在横杆结构201中心处的附加致动构件203。利用居中致动构件203的对应特定致动测量305可以有利地辅助用户更快地确定目标结构101的恰当位置。

在图3中描绘的实施例中，致动测量305包括致动构件203内的多个测量孔，但是其他实施例可以包括标尺标记、视觉指示器或在不偏离本文公开的教导的情况下本领域普通技术人员认识到的任何其他形式的致动测量。在所描绘的实施例中，测量孔可以有利地为测量仪器提供物理锁定点，以在恰当测量轴线105与基准线103之间的距离x（见图1）中耦合到致动构件203。在所描绘的实施例中，距离x可以使用卷尺（未示出）来测量，但是其他实施例可以利用标尺、预定长度的线缆、光学测距仪或在不偏离本文公开的教导的情况下本领域普通技术人员已知的任何其他替代的距离测量仪器来测量该距离。

图4描绘了第一参考结构107关于车辆100在适于传感器校准的位置中的放置。在所描绘的实施例中，第一参考结构107可以放置在车辆100前部的中点处。在所描绘的实施例中，车标401可以在车辆100前部上居中，并且可以为车辆100前部的中点提供方便的参考点。第一参考结构107可以包括可以指示第一参考结构107的中点的第一对准指示器407。当第一对准指示器407在车标401上居中时，第一参考结构107可以与车辆100对准。在所描绘的实施例中，第一对准指示器407可以沿着第一参考结构107的高度可定位，以适应车辆100的更多种多样的配置，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他配置。其他实施例可以包括定位第一参考结构107的其他方式。在一些实施例中，车辆100可以包括示出用于第一参考结构107的对准点的专用指示器。在一些实施例中，车辆100一侧的中点可以使用测量仪器来确定，所述测量仪器诸如卷尺、标尺、具有预定长度的构件、具有预定长度的线缆、或者在不偏离本文公开的教导的情况下本领域普通技术人员已知的任何其他测量仪器。所描绘的实施例针对第一参考结构107与车辆100一侧的中点的对准，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他对准。一些实施例可以根据车辆100和设置在车辆100内的传感器的规格而包括替代布置。

图4还提供了第一参考结构107、特别是相对于穿过通道108和瞄准表面109的附加细节。在所描绘的实施例中，穿过通道108包括从瞄准表面109的底部延伸到第一参考结构107的基部形成的通道。在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括穿过通道107的其他配置。在所描绘的实施例中，瞄准表面109包括十字准线图案，以提供恰当对准的视觉指示，但是其他实施例可以包括其他配置，诸如靶心、目标或在不偏离本文公开的教导的情况下本领域普通技术人员认识到的任何其他替代配置。瞄准表面109的视觉指示可以有利地为用户提供恰当对准的视觉参考，使得当反射光束115（见图1）与瞄准表面109的图示部分相交时，该装置在车辆100的传感器的规格内充分对准。

图5描绘了第二参考结构111相对于车辆100的放置。在所描绘的实施例中，第二参考结构111可以放置在车辆100后部的中点处，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他布置。第二参考结构111可以包括可以指示第二参考结构111的中点的第二对准指示器507。在所描绘的实施例中，当第二对准指示器507与车辆100后部的中点对准时，第二参考结构111可以与该中点对准。在所描绘的实施例中，测量后部中点，但是其他实施例可以包括确定中点的其他形式。在一些实施例中，车辆100一侧的中点可以使用测量仪器来确定，所述测量仪器诸如卷尺、标尺、具有预定长度的构件、具有预定长度的线缆、或者在不偏离本文公开的教导的情况下本领域普通技术人员已知的任何其他测量仪器。在一些实施例中，牌照509可以在车辆100后部上居中，并且可以相对于牌照509而不是车辆100的整个后部来测量中点。在一些实施例中，后部车标（未示出）可以存在于车辆100后部的中点处，并且第二参考结构111可以相对于后部车标对准。在一些实施例中，不同的标记可以指示车辆100后部的中点。在一些实施例中，锁定机构可以指示车辆100后部的中点。其他实施例可以包括在不偏离本文公开的教导的情况下本领域普通技术人员认识到的其他布置。在所描绘的实施例中，第二对准指示器507可以沿着第二参考结构111的高度可定位，以适应针对车辆100的更多种多样的配置，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他布置。

附加地注意到，在其中意图校准靠近车辆100后部设置的传感器的情形中，可以颠倒第一参考结构107和第二参考结构111的定位技术。在这类情形中，上述相对于车辆100前部对准第一参考结构107的技术可以用于对准第二参考结构111，并且上述对准第二参考结构111与车辆100后部的技术可以用于对准第一参考结构107。在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括车辆100相对于车辆传感器校准装置的其他布置。

图6描绘了示出根据本文公开的教导的一个实施例的布置用于车辆传感器校准的车辆校准装置的方法的流程图。该方法在步骤600处通过如下操作开始：在车辆的前轮后方放置横杆结构。在步骤602处，基于横杆结构的位置测量每个前轮的中心点，以限定轴线。

在步骤604处，将目标结构放置在由距轴线的预定距离限定的基准线上。在所描绘的实施例中，预定距离是在水平方向上测量的，即，基准线被限定为距包括轴线的平面预定距离并且垂直于车辆支撑表面（例如，垂直于地面或地板）的线。在目标结构被放置在基准线上之后，在步骤606处，第一参考结构与车辆最靠近目标结构的一侧的中点对准。在步骤608处，第二参考结构与车辆的相对侧对准，使得第二参考结构的激光发射器朝向第一参考结构定向。

在步骤610处，激光器从第二结构朝向目标结构发射光束，并且在所描绘的实施例中，激光束被发射穿过第一参考结构的穿过通道。在步骤612处，沿着基准线定位目标结构，使得目标结构的反射表面朝向第一参考结构反射回发射的激光束。一旦反射表面就位以反射激光束，在步骤614处就微调目标结构的对准，直到反射的激光束击中设置在第一参考结构上的瞄准表面的指定部分。一旦反射的激光束正击中瞄准表面的指定部分，校准装置就是对准的。

普通技术人员将认识到，在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他次序。例如，目标结构、第一参考结构和第二参考结构的放置顺序不影响对准的最终结果，只要发射的激光束和反射的激光束被恰当地调整以分别穿过所述穿过通道和击中所述瞄准表面的指定部分即可。图6包括本文公开的教导的一个实施例，并且作为举例而非限制地被呈现。

虽然上面描述了示例性实施例，但是并不意图这些实施例描述了所公开的装置和方法的所有可能形式。而是，说明书中使用的词语是描述性的而非限制性的词语，并且应理解，在不脱离所要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。各种实现实施例的特征可以被组合以形成所公开概念的另外实施例。

Claims (17)

1.一种可操作来校准车辆的传感器的车辆传感器校准装置，所述校准装置包括：

具有反射表面的目标结构；

横杆结构，可操作来提供对基准线的参考，在传感器校准期间，目标结构沿着所述基准线定位；

具有穿过通道和瞄准表面的第一参考结构，第一参考结构可操作来与车辆最靠近基准线的一侧的中点对准；以及

第二参考结构，具有激光发射器并且可操作来与车辆最远离基准线的一侧的中点对准，其中激光发射器朝向基准线定向。

2.根据权利要求1所述的车辆传感器校准装置，其中，目标结构包括三脚架结构，并且反射表面至少部分地设置在三脚架的基部上。

3.根据权利要求1所述的车辆传感器校准装置，其中，激光发射器可定位成在车辆的主体下方发射激光束。

4.根据权利要求3所述的车辆传感器校准装置，其中，激光发射器可定位成使激光束发射穿过第一参考结构的穿过通道。

5.根据权利要求4所述的车辆传感器校准装置，其中，当激光发射器被定位成使激光束发射穿过第一参考结构的穿过通道时，目标结构被对准以将激光束从反射表面反射到第一参考结构的瞄准表面上。

6.根据权利要求1所述的车辆校准装置，其中，激光发射器是线发生器。

7.根据权利要求1所述的车辆校准装置，其中，横杆结构可操作来提供对关于车辆的轮的中心点的基准线的参考。

8.根据权利要求7所述的车辆校准装置，还包括具有激光发射器的第三参考结构，所述激光发射器可操作来关于横杆结构测量车辆的轮的中心点。

9.根据权利要求1所述的车辆校准装置，还包括车辆加密狗，其可操作来连接到车辆的诊断端口并在传感器校准期间控制车辆的传感器。

10.一种在车辆前部对准具有反射表面的目标结构的方法，所述车辆具有需要使用目标结构进行校准的传感器，所述方法包括：

将目标结构放置在距车辆的轴线预定距离处限定的基准线上；

将具有穿过通道和瞄准表面的第一参考结构放置在车辆最靠近基准线的一侧的中点处的位置中；

将具有激光发射器的第二参考结构放置在车辆最远离基准线的一侧的中点处的位置中，基准线与朝向第一参考结构瞄准的激光发射器进行定向；

使来自第二参考结构的激光发射器的发射的激光束发射穿过第一参考结构的穿过通道；

将目标结构定位在基准线上的反射位置处，其中发射的激光束被反射表面反射，结果产生反射光束；以及

调整目标结构在反射位置处的相对角度和对准，使得反射光束被反射到第一结构上瞄准表面的指定区域上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，轴线由车辆的轮的旋转点限定。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，轴线由车辆的前轮的旋转点限定。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，使用利用第二激光发射器的第三参考结构测量车辆的轮的旋转点。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，相对于具有铰接测量构件的横杆结构进一步测量车辆的轮的旋转点，横杆结构用于提供对基准线的参考。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，使用第二参考结构的激光发射器来测量车辆的轮的旋转点。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，使用具有铰接测量构件的横杆结构进一步测量车辆的轮的旋转点，横杆结构用于提供对基准线的参考。

17.根据权利要求10所述的方法，其中，车辆最靠近基准线的侧是车辆的前部。

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