CN111902700A - 用于对车辆中的位置传感器进行校准的方法、计算机程序、存储装置、控制设备和校准路段 - Google Patents

用于对车辆中的位置传感器进行校准的方法、计算机程序、存储装置、控制设备和校准路段 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对车辆（2）中的至少一个位置传感器（1）进行校准的方法，所述方法具有如下步骤：将具有来自预先限定的校准路段（4）的周围环境中的至少一个虚拟位置信息的地图存储在所述车辆（2）中；使所述车辆（2）在所述预先限定的校准路段（4）上移动；在所述车辆（2）在所述预先限定的校准路段（4）上移动期间，通过所述至少一个位置传感器（1）来识别至少一个实际位置信息（5）；执行在所述至少一个虚拟位置信息与所述至少一个实际位置信息（5）之间的比较；基于所述比较，在所存储的地图之内计算所述车辆（2）的基于地图的移动；计算所述车辆（2）的基于里程表的移动；并且依据在所述基于地图的移动与所述基于里程表的移动之间的比较，对所述至少一个位置传感器（1）进行校准。本发明还涉及一种计算机程序（7）、一种具有存储在其上的计算机程序（7）的存储装置、一种具有安装在其中的计算机程序（7）的控制设备（3）以及一种用于对位置传感器（1）进行校准的校准路段（4）。

Description

用于对车辆中的位置传感器进行校准的方法、计算机程序、存 储装置、控制设备和校准路段
技术领域
本发明涉及一种用于对在车辆中、尤其是在机动车中的位置传感器进行校准的方法。本发明还涉及一种用于执行校准方法的计算机程序、一种用于存储计算机程序的存储装置以及一种具有安装在其上的计算机程序的控制设备。本发明还涉及一种校准路段。
背景技术
在现代车辆中通常建造有多个位置传感器。借助于这些位置传感器，可以检测并分析来自车辆周围环境中的特征。根据所识别出的来自车辆周围环境中的特征，可以向车辆的驾驶员进行报告或者报警。在至少部分自主驾驶系统的情况下，可以基于所识别出的周围环境信息来直接干预车辆控制。这样，在像车道保持辅助那样的功能的情况下，例如可以识别道路上的车道线、计算车辆距该线的距离并且执行相对应的驾驶干预。
为了这种方法和系统可靠地起作用，重要的是精确地知道车辆中的一个或多个位置传感器的位置和方向。如果装配位置由于在生产中的由装配技术所造成的公差而不准确，则这导致传感装置的功能失效。为了考虑该问题，在车辆的生产设施或在工厂侧在车辆的制造地点建造用于对位置传感器进行校准的校准设施。在校准的框架内，检测相对于校准台的车辆位置和取向。还检测这些位置传感器相对于校准台的位置和取向。紧接着，基于这些信息，可以计算并且相对应地校准这些位置传感器相对于车辆的位置和取向。不过，该做法导致在车辆生产中的时间花费高并且因此也导致在车辆生产中的相对应地成本昂贵的花费。
还存在如下愿望：能够向最终客户提供如下车辆，该车辆具有尽可能完全被校准的传感装置。因此，应该尽可能避免客户对传感装置的教导。
发明内容
本发明的任务是：在对车辆中的位置传感器进行校准方面至少部分地考虑上文所描述的问题。本发明的任务尤其是：提供一种方法、一种计算机程序、一种具有计算机程序的存储装置、一种具有安装在其上的计算机程序的控制设备以及一种用于简单且成本低廉地校准车辆中的位置传感器的校准路段。
上述任务通过专利权利要求书来解决。上述任务尤其通过一种具有按照权利要求1的特征的方法、一种按照权利要求8的计算机程序、一种按照权利要求9的存储装置、一种按照权利要求10的控制设备以及一种具有按照权利要求11的特征的校准路段。本发明的其它优点从从属权利要求、说明书和附图中得到。在此，与按照本发明的方法相关联地描述的特征当然也与按照本发明的计算机程序、按照本发明的存储装置、按照本发明的控制设备、按照本发明的校准路段相关联地适用，而且分别反之亦然，使得关于各个发明方面的公开内容始终可以相互参考。
按照本发明的第一方面，提供了一种用于对车辆中的至少一个位置传感器进行校准的方法。该方法具有如下步骤：
- 将具有至少一个虚拟位置信息的地图存储在车辆中；
- 使车辆在预先限定的校准路段上移动；
- 在车辆在预先限定的校准路段上移动期间，通过该至少一个位置传感器来识别至少一个实际位置信息；
- 执行在该至少一个虚拟位置信息与该至少一个实际位置信息之间的比较；
- 基于该比较，在所存储的地图之内计算车辆的基于地图的移动；
- 计算车辆的基于里程表的移动；并且
- 依据在基于地图的移动与基于里程表的移动之间的比较，对该至少一个位置传感器进行校准。
在此，该至少一个虚拟位置信息来自预先限定的校准路段的周围环境。
在本发明的框架内，已经认识到：到目前为止只是在开阔地形被应用的用于校准车辆的传感装置的方法即使在没有时间上单独的制造步骤的情况下也能集成到车辆的制造过程中。在此，尤其是使用车辆在制造地点进行制造的框架内总归必须驶过的路段，作为校准路段。也就是说，优选地在车辆的制造地点使车辆在预先限定的校准路段上移动，该预先限定的校准路段对应于普通生产线、即车辆理论上即使在没有传感装置校准的情况下也会在其上移动的路段。由此，可以节省时间并且因此也可以节省相对应的成本。校准路段仍然也可能是远离制造地点的预先限定的路段。
在本发明的一个优选的设计变型方案中，可能的是：将具有车辆的制造地点的至少一个虚拟位置信息的地图存储在车辆中；并且在车辆的制造地点使车辆在预先限定的校准路段上移动。尤其是，使车辆（2）在其制造期间在预先限定的校准路段（4）上移动。
在按照本发明的校准期间，原则上不需要必须照管在校准路段上的校准的工作人员。这也节省了时间和成本。
同样不需要特殊设备来执行本方法。在车辆的制造地点或在车辆的生产线上的所有对象或周围环境特征都可用作位置信息。因此，按照本发明的方法可以特别简单地被实施，尤其是特别简单地被集成到现有的工艺过程中。
对该至少一个位置传感器的校准可包括：确定该至少一个位置传感器在车辆中的相对位置。也就是说，在校准的框架内，可以确定该至少一个位置传感器相对于车辆其余部分的位置。由此，可以补偿由于公差而造成的装配尺寸，所述由于公差而造成的装配尺寸可能会导致该至少一个位置传感器的错误测量。
在对该至少一个位置传感器进行校准的情况下，将基于地图的移动与基于里程表的移动彼此进行比较并且确定相应的移动之间的可能的区别。紧接着，根据有区别的移动，可以确定该至少一个位置传感器的可能的姿态不正，所述姿态不正例如由于建造不精确或者构件公差而造成。紧接着，所确定的误差可以被用于对该至少一个位置传感器的校准。
该至少一个位置传感器可以被理解为车辆的摄像机系统的至少一个摄像机传感器、例如以图像传感器为形式的摄像机传感器。该至少一个位置传感器还可以被理解为距离传感器、例如以超声传感器为形式的距离传感器。该至少一个位置传感器通常可以被理解为至少一个用于对车辆进行定位的位置传感器。
车辆的基于里程表的移动应被理解为车辆的依据车辆里程表来计算的移动。在当前情况下，里程表应被理解为一种用于依据车辆的推进系统的数据来确定车辆的位置和/或方向的方法。
在当前情况下，虚拟位置信息被理解为存储在车辆中的数字位置信息。虚拟位置信息尽可能对应于所要识别的实际位置信息。实际位置信息应被理解为物理位置信息，该物理位置信息可以通过该至少一个位置传感器来实际被识别或被测量。
在当前情况下，校准应被理解为用于对借助于该至少一个位置传感器来计算的基于地图的移动相对于借助于车辆的里程表来计算的基于里程表的移动而言的可能的偏差进行能可靠地重现的查明和记录的测量过程。
地图应被理解为来自预先限定的校准路段的周围环境中的至少所选择的部分的数字地图。地图可以被存储在摄像机系统中，例如被存储在摄像机系统的存储装置上。
按照本发明的另一实施方式，可能的是：在预先限定的校准路段上利用牵引装置来对车辆进行牵引。由此，可以特别精确地计算或确定基于里程表的移动。该至少一个位置传感器可以相对应地精确地被校准。该牵引装置的另一优点是：不需要人员来驾驶或移动车辆。由此，可以节省成本。由此，还可以以简单的方式来实现车辆沿着校准路段的特别精确的移动。该牵引装置可具有牵引滑轨、拉杆、绳索和/或链条，通过所述牵引滑轨、拉杆、绳索和/或链条沿着预先限定的校准路段来对车辆进行牵引。牵引滑轨可以在没有拉杆、链条和/或绳索的情况下以自主牵引滑轨的形式来被提供和使用。
还可能的是：在按照本发明的方法中，该至少一个实际位置信息沿重力方向在车辆上方被识别。也就是说，该至少一个实际位置信息在校准路段上或在校准路段上方高于车辆或在车辆上方地被识别。该至少一个实际位置信息可以被理解为在校准路段上或在校准路段处的预先限定的对象。这种对象尤其是校准牌或校准板。优选地，这些对象在校准路段上方被安装在车辆的制造地点的天花板上。由此，这些对象不妨碍在车辆的制造地点的其他人员或车辆。此外，这些对象应简单地被安装在天花板上。此外，相对不太可能的是：这些对象可能会在天花板上被其它对象挡住并且由此不再可能会被用于校准。在校准路段上的该至少一个实际位置信息应被理解为在校准路段上、在校准路段处、在校准路段旁边或在校准路段上方的至少一个实际位置信息，即在可由在校准路段上移动的车辆上的该至少一个位置传感器识别或检测该至少一个实际位置信息的位置处的至少一个实际位置信息。
还可能的是：在按照本发明的方法中，在预先限定的校准路段上使车辆至少部分地在建筑物之内移动。在建筑物之内，上文所提及的对象可以特别简单地被安装在校准路段上方。此外，在建筑物之内通常存在统一的、不受天气影响的周围环境条件或者可以按要求相对简单地提供统一的、不受天气影响的周围环境条件。这对于校准来说是有益的。建筑物例如可以被理解为在车辆的制造地点的车间。
在按照本发明的方法中，还可能的是：该校准通过在基于地图的移动与基于里程表的移动之间的多次比较迭代地被执行。由此，可以保证尽可能鲁棒的校准。在这种情况下，可以是有利的是：利用统计学方法通过多次测量来观察和分析误差，例如对误差求平均。
在按照本发明的方法中，还可能的是：借助于多个位置传感器来计算车辆的基于摄像机的移动，并且依据在基于地图的移动与基于里程表的移动之间的比较来同时或共同对这些位置传感器进行校准。在本发明的框架内的试验的情况下，已经证明：对不同位置传感器的多个测量值的共同的校准和相对应的总体考虑总是比单个结果的总和更精确。由此，还可以特别快地并且借此也成本低廉地完成针对车辆的全部位置传感器的校准。共同的校准可以借助于大数据分析（Big-Data-Analyse）来被执行，在该大数据分析的框架内，至少部分地并行地和/或借助于相互考虑来处理基于地图的和基于里程表的数据。
按照本发明的另一方面，提供了一种计算机程序。该计算机程序包括指令，在由计算机来实施该计算机程序时，这些指令促使该计算机实施在上文详细描述的方法。借此，按照本发明的计算机程序带来了与已经关于按照本发明的方法详细地被描述的相同的优点。
该计算机程序可以以任何适当的编程语言、诸如以JAVA或C++实现为计算机可读命令代码。该计算机程序可以被存储在计算机可读存储介质上，如数据磁盘、可移动驱动器、易失性或非易失性存储器或者内置存储器/处理器。该命令代码可以对计算机或者如控制设备那样的其它可编程设备进行编程，使得所希望的功能被实施。该计算机程序还可以在诸如因特网那样的网络中提供或被提供，在需要时可以由用户从诸如因特网那样的网络下载该计算机程序。该计算机程序可以以软件为形式、或以借助于一个或多个专用电子电路的计算机程序产品为形式、也就是说以硬件或者以任意混合的形式、也就是说借助于软件组件和硬件组件来实现或被实现。
按照本发明的另一方面，提供了一种存储装置，该存储装置具有存储在其上的计算机程序，其中该计算机程序被配置和设计用于执行如上文所描述的方法。借此，按照本发明的存储装置也带来了上文所描述的优点。该存储装置可以被理解为像记忆棒那样的数据载体，在该数据载体上存储该计算机程序。
还提供了一种具有安装在其上的计算机程序的控制设备，该计算机程序被配置和设计用于执行如上文所描述的方法。按照本发明的控制设备也带来了上文所描述的优点。优选地，该控制设备是车辆控制器或车辆控制设备的组成部分。
在本发明的框架内还提供了一种校准路段。优选地，该校准路段处在车辆的制造地点。该校准路段具有至少一个预先限定的位置信息，依据该至少一个预先限定的位置信息，可以通过如上文所描述的方法来对车辆的至少一个位置传感器进行校准。借此，也能借助于按照本发明的校准路段来获得上文所描述的优点。
附图说明
其它改善本发明的措施从随后对本发明的各种不同的实施例的描述中得到，这些实施例在附图中示意性地示出。从权利要求书、说明书或附图得知的全部特征和/或优点，包括设计细节和空间布局在内，不仅本身可以反映发明本质，而且可以以各种不同的组合来反映发明本质。
其中分别示意性地：
图1示出了在按照本发明的校准路段上的车辆；以及
图2示出了用于阐述按照本发明的一个优选的实施方式的方法的流程图。
具体实施方式
在图1中，示出了在车辆2的制造地点的校准路段4上的车辆2。在校准路段4上或在校准路段4上方固定不同的、预先限定的位置信息5，这些位置信息以三个设计得不一样并且彼此间隔开的校准板为形式。因此，这些校准板可以沿重力方向在车辆2上方被识别。在图1中示出的车辆2具有三个位置传感器1。
车辆2固定在牵引装置6上，通过该牵引装置，可以在校准路段4上沿着预先限定的轨迹来对车辆进行牵引。车辆具有控制设备3，该控制设备具有安装在其上的计算机程序7，该计算机程序被配置和设计用于执行稍后描述的方法。相对应地，计算机程序7包括指令，在由计算机来实施计算机程序7时，这些指令促使该计算机实施所希望的方法。计算机程序7还可以在单独的存储装置上提供。
紧接着，参考图2来阐述用于对车辆2的位置传感器1进行校准的方法。在此，以位置传感器1已经建造在其中的车辆为出发点。
在该方法中，在第一步骤S1中，将具有车辆2的制造地点的虚拟位置信息的地图存储在车辆2中。这些虚拟位置信息包括在图1中示出的以数字版本的校准板。在第二步骤S2中，借助于牵引装置6，在校准路段4上在预先限定的轨迹上移动或牵引车辆2。紧接着，在第三步骤S3中，通过位置传感器1来识别以校准板为形式的实际位置信息5，而车辆2在车辆2的制造地点的厂区的建筑物内在校准路段4上移动。然后，在第四步骤S4中，执行在虚拟位置信息与所识别出的实际位置信息5之间的比较。在第五步骤S5中，基于该比较在所存储的地图之内执行车辆2的基于地图的移动。在第六步骤S6中，计算车辆2的基于里程表的移动，即计算车辆2的依据里程表的移动。紧接着，在第七步骤S7中，可以依据在基于地图的移动与基于里程表的移动之间的比较来对这些位置传感器1进行校准。
除了所示出的实施方式之外，本发明还容许其它设计原理。这样，在图2中示出的步骤不必如所示出的那样依次进行，而是也可以以其它顺序和/或同时进行。
优选地，这些位置传感器1依据在基于地图的移动与基于里程表的移动之间的比较至少部分地同时被校准。该校准可以通过在基于地图的移动与基于里程表的移动之间的多次比较迭代地被执行。在此，利用统计学方法通过多次测量来观察和分析误差。所确定的误差可以作为相对应的参数被寄存在车辆2中的存储器上，例如被寄存在车辆2的摄像机系统的存储器上，并且可以被用于接下来的计算。
附图标记列表
1 传感器
2 车辆
3 控制设备
4 校准路段
5 位置信息
6 牵引装置
7 计算机程序。

Claims (11)

1.一种用于对在车辆（2）中的至少一个位置传感器（1）进行校准的方法，所述方法具有如下步骤：
- 将具有来自预先限定的校准路段（4）的周围环境中的至少一个虚拟位置信息的地图存储在所述车辆（2）中；
- 使所述车辆（2）在所述预先限定的校准路段（4）上移动；
- 在所述车辆（2）在所述预先限定的校准路段（4）上移动期间，通过所述至少一个位置传感器（1）来识别至少一个实际位置信息（5）；
- 执行在所述至少一个虚拟位置信息与所述至少一个实际位置信息（5）之间的比较；
- 基于所述比较，在所存储的地图之内计算所述车辆（2）的基于地图的移动；
- 计算所述车辆（2）的基于里程表的移动；并且
- 依据在所述基于地图的移动与所述基于里程表的移动之间的比较，对所述至少一个位置传感器（1）进行校准。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述预先限定的校准路段（4）处在所述车辆（2）的制造地点，并且使所述车辆（2）在其制造期间在所述预先限定的校准路段（4）上移动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在所述预先限定的校准路段（4）上利用牵引装置（6）来对所述车辆（2）进行牵引。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个实际位置信息（5）沿重力方向在所述车辆（2）上方被识别。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在所述预先限定的校准路段（4）上使所述车辆（2）至少部分地在建筑物之内移动。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述校准通过在所述基于地图的移动与所述基于里程表的移动之间的多次比较迭代地被执行。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
借助于多个位置传感器（1）来计算所述车辆（2）的基于摄像机的移动，并且依据在所述基于地图的移动与所述基于里程表的移动之间的比较来同时对所述位置传感器（1）进行校准。
8.一种计算机程序（7），所述计算机程序包括如下指令，在由计算机来实施所述计算机程序（7）时，所述指令促使所述计算机实施根据权利要求1至7之一所述的方法。
9.一种存储装置，所述存储装置具有存储在其上的计算机程序（7），所述计算机程序被配置和设计用于执行根据权利要求1至7之一所述的方法。
10.一种控制设备（3），所述控制设备具有安装在其上的计算机程序（7），所述计算机程序被配置和设计用于执行根据权利要求1至7之一所述的方法。
11.一种用于对车辆（2）进行校准的校准路段（4），所述校准路段具有至少一个预先限定的位置信息（5），依据所述至少一个预先限定的位置信息，能够通过根据权利要求1至7之一所述的方法来对所述车辆（2）的至少一个位置传感器（1）进行校准。
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