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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum gleichzeitigen Kalibrieren einer Mehrzahl von Kameras. Kameras finden heutzutage in sehr vielen technischen Gebieten Verwendung. So können Kameras beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, um relevante Informationen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Diese Informationen können daraufhin in einem oder mehreren elektronischen Assistenzsystemen ausgewertet und weiterverarbeitet werden. Im Bereich von Kraftfahrzeugen zählen hierzu beispielsweise Spurassistenzsysteme, Bremsassistenzsysteme, Fahrlichtassistenzsysteme und vieles mehr. Darüber hinaus finden jedoch Kameras und insbesondere auch Stereokameras zur räumlichen Erfassung eines Umgebungsbereiches, in vielen weiteren technischen Gebieten Verwendung.
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Vor der Verwendung einer Kamera muss die Kamera nach ihrer Herstellung und/oder auch nach ihrem endgültigen Einbau kalibriert werden. Während dieses Kalibriervorgangs werden die inneren Parameter (intrinsische Parameter) und die äußeren Parameter (extrinsische Parameter) der Kamera bestimmt. Diese Parameter können daraufhin in einem nicht-flüchtigen Speicherbereich der Kamera abgelegt werden. Innere Parameter einer Kamera sind zum Beispiel die Brennweite, die Pixelkoordinaten der Bildmitte, sowie die Pixelskalierung in horizontaler und vertikaler Richtung. Äußere Parameter definieren beispielsweise den Zusammenhang zwischen einem Kamerakoordinatensystem und einem Koordinatensystem der Umgebung.
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Bei der Kalibrierung von räumlichen Kamerasystemen, wie zum Beispiel Stereokameras, werden üblicherweise mindestens zwei Referenzobjekte (Referenzziele oder Englisch „targets“) voneinander beabstandet in einer genau vorbestimmten Entfernung zur Kamera angeordnet. Anschließend werden mit der zu kalibrierenden Kamera Bilder aufgezeichnet, um den Kalibriervorgang durchzuführen. Für eine erfolgreiche Kalibrierung müssen dabei die von der Kamera erfassten Referenzobjekte sehr präzise gefertigt werden. Insbesondere werden an die Genauigkeit der optischen Muster, die von der Kamera erfasst werden, sowie an deren räumliche Lage sehr hohe Anforderungen gestellt. Diese hohen Genauigkeitsanforderungen führen dazu, dass die entsprechenden Vorrichtungen zur Kalibrierung einer Kamera sehr teuer sind. Auch können solche hochpräzisen Kalibrieranordnungen durch eine mechanische Einwirkung sehr leicht beschädigt und somit unbrauchbar werden. Weiterhin können mit konventionellen Kalibriereinrichtungen die einzelnen Kameras jeweils nur sequentiell nacheinander kalibriert werden, was zu einem hohen zeitlichen Aufwand für die Kalibrierung von Kameras bzw. Kamerasystemen führt.
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Es besteht daher ein Bedarf nach einer zuverlässigen, effizienten und dennoch kostengünstigen Kalibrierung von Kameras. Insbesondere besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung und einem Verfahren, das eine effiziente und präzise Kalibrierung von Kameras, insbesondere räumlich erfassenden Kamerasystemen, ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Hierzu schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Kalibrieren einer Mehrzahl von Kameras. Die Vorrichtung umfasst eine Haltevorrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine Mehrzahl von Kameras zu fixieren. Die Mehrzahl von Kameras ist dabei entlang einer Achse angeordnet. Die Vorrichtung umfasst ferner eine erste Kalibrierfläche und eine zweite Kalibrierfläche. Die erste Kalibrierfläche und die zweite Kalibrierfläche weisen jeweils eine Außenkante auf, die parallel zu der Achse verläuft, entlang derer die Mehrzahl von Kameras angeordnet werden kann. Dabei ist auf der ersten Kalibrierfläche und der zweiten Kalibrierfläche ein vorbestimmtes Kalibriermuster angeordnet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren einer Mehrzahl von Kameras. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anordnens einer Mehrzahl von Kameras in einer erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung, des Empfangens von Bilddaten der zu kalibrierenden Kameras; des Bestimmens der Blickrichtung der Kameras in Bezug auf das Kalibriermuster der Kalibriervorrichtung; und des Berechnens eines Kalibrierparameters für die zu kalibrierenden Kameras basierend auf den empfangenen Bilddaten, dem vorbestimmten Kalibriermuster der Kalibriervorrichtung und der zuvor bestimmten Blickrichtung der Kameras in Bezug auf das Kalibriermuster.
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Vorteile der Erfindung
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Eine Idee, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, eine Mehrzahl von zu kalibrierenden Kameras mittels eines einzigen Kalibriermusters gleichzeitig zu kalibrieren. Auf diese Weise ist es möglich, den Durchsatz an Kameras während der Kalibrierung zu erhöhen. Es ist dabei für das gleichzeitige Kalibrieren mehrerer Kameras nur ein einziges Kalibriermuster erforderlich. Somit können auch mehrere Kameras simultan kalibriert werden, ohne dass für jede dieser Kamera eine eigene, hochpräzise und somit sehr teuere Kalibrierumgebung geschaffen werden muss.
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Durch die Aufteilung des Kalibriermusters auf zwei separate Kalibrierflächen, die dabei eine gemeinsame Außenkante aufweisen, wird dabei auch eine Kalibrierumgebung geschaffen, bei der die zu kalibrierenden Kameras auf Bildbereiche innerhalb des Kalibriermusters blicken, die unterschiedliche Abstände zu der zu kalibrierenden Kamera aufweisen. Auf diese Weise kann eine sehr effiziente Kalibrierung von räumlich erfassenden Kamerasystemen, wie zum Beispiel Stereokameras, erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Kalibrierfläche und die zweite Kalibrierfläche an der Außenkante miteinander verbunden, die parallel zu der Achse verläuft, entlang derer die Mehrzahl von Kameras angeordnet werden können. Die erste Kalibrierfläche und die zweite Kalibrierfläche bilden somit einen lückenlosen, geschlossenen Bereich, auf dem das Kalibriermuster angeordnet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Kalibrierfläche und die zweite Kalibrierfläche V-förmig zueinander angeordnet. Durch diese V-förmige Anordnung der beiden Kalibrierflächen zueinander entsteht eine räumliche Anordnung, die es ermöglicht, dass die Kameras während des Kalibriervorgangs auf ein Kalibriermuster blicken, das Teilbereiche in verschiedenen Abständen in Bezug auf die Kamera aufweist. Auf diese Weise kann insbesondere auch eine sehr gute räumliche Kalibrierung von Stereokameras oder ähnlichem erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Öffnungswinkel zwischen der ersten Kalibrierfläche und der zweiten Kalibrierfläche anpassbar. Durch das Anpassen des Öffnungswinkels zwischen den beiden Kalibrierflächen kann die Vorrichtung zum Kalibrieren der Kameras individuell für unterschiedliche Kameras bzw. Kamerasysteme angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das vorbestimmte Kalibriermuster auf der ersten Kalibrierfläche und der zweiten Kalibrierfläche ein nicht-periodisches Muster. Durch ein derartiges nicht-periodisches Muster zum Kalibrieren der Kameras kann anhand der von den einzelnen Kameras erfassten Bilddaten für jede Kamera individuell die genaue Blickrichtung auf das Kalibriermuster bestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Kalibrieren der Kameras eine oder mehrere Referenzmarken mit jeweils einem eindeutigen optischen Muster. Die Referenzmarke bzw. die Referenzmarken können dabei insbesondere auf der ersten Kalibrierfläche und/oder der zweiten Kalibrierfläche angeordnet sein. Die Referenzmarken sind dabei an jeweils genau vorbestimmten Positionen auf den Kalibrierflächen bzw. dem Kalibriermuster angeordnet. Auf diese Weise kann auch bei periodischen Kalibriermustern eine genaue Bestimmung der Blickrichtung der zu kalibrierenden Kamera erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Abstand zwischen den zu kalibrierenden Kameras entlang der Achse, an der die Kameras angeordnet werden können, anpassbar. Durch die Variation des Abstandes der Kameras und die damit verbundene genaue Positionierung der einzelnen Kameras an der Haltevorrichtung kann die Blickrichtung der Kameras in Bezug auf das Kalibriermuster bzw. die erste und zweite Kalibrierfläche eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner eine Kalibriereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, Bilddaten von einer zu kalibrierenden Kamera zu empfangen. Die Kalibriereinrichtung ist ferner dazu ausgelegt basierend auf den empfangenen Bilddaten und dem vorbestimmten Kalibriermuster einen oder mehrere Kalibrierparameter für die zu kalibrierende Kamera zu berechnen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kalibriereinrichtung dazu ausgelegt, Bilddaten von einer Mehrzahl von zu kalibrierenden Kameras gleichzeitig oder zumindest annähernd gleichzeitig zu empfangen und daraufhin für alle Kameras dieser Mehrzahl von Kameras jeweils einen Satz an Kalibrierparametern zu berechnen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kalibriereinrichtung dazu ausgelegt, die Blickrichtung der zu kalibrierenden Kamera unter Verwendung des vorbestimmten Kalibriermusters und/oder der Referenzmarken auf dem Kalibriermuster bzw. den Kalibrierflächen zu bestimmen. Auf diese Weise kann die Kalibriereinrichtung präzise die Blickrichtung der kalibrierenden Kamera ermitteln und daraufhin die erforderlichen Kalibrierparameter berechnen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kalibriereinrichtung dazu ausgelegt, Bilddaten von einer zu kalibrierenden Stereokamera zu empfangen. Die Kalibriervorrichtung kann daraufhin Kalibrierparameter für die zu kalibrierende Stereokamera bestimmen.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt zum Empfangen von Bilddaten einer zu kalibrierenden Kamera, die Bilddaten von mindestens zwei Bildsensoren einer zu kalibrierenden Stereokamera umfasst. Dabei berechnet der Schritt zum Berechnen der Kalibrierparameter Kalibrierparameter für die zu kalibrierende Stereokamera basierend auf diesen empfangenen Bilddaten.
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Weitere Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich unter Bezug auf die nachfolgenden Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Dabei zeigen:
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1: eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht auf eine Vorrichtung zum Kalibrieren von Kameras gemäß einer Ausführungsform;
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2: eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Kalibrieren von Kameras gemäß einer weiteren Ausführungsform;
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3: eine schematische Darstellung einer Ansicht auf die Kalibrierflächen einer Vorrichtung zum Kalibrieren von Kameras gemäß noch einer weiteren Ausführungsform;
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4: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zum Kalibrieren von Kameras gemäß einer weiteren Ausführungsform zugrunde liegt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum gleichzeitigen Kalibrieren einer Mehrzahl von Kameras 20-i. Die Vorrichtung 1 zum Kalibrieren von Kameras umfasst eine Haltevorrichtung 21, an der eine Mehrzahl von Kameras 20-i befestigt werden kann. Die in dem hier dargestellten Beispiel gewählte Anzahl von drei Kameras 20-i wieder dient dabei lediglich zu Anschauungszwecken und stellt keine Beschränkung dar. Die Kameras 20-i können dabei an der Haltevorrichtung 21 derart angeordnet werden, dass sie alle entlang einer Achse zwischen den Punkten A und A’ angeordnet sind. Bei den Kameras 20-i kann es sich dabei grundsätzlich um eine beliebige Art von Kameras handeln. In einer speziellen Ausführungsform können dabei insbesondere auch Stereokameras mit zwei Objektiven an der Haltevorrichtung 21 befestigt werden. Dabei können die Stereokameras insbesondere auch so an der Haltevorrichtung 21 befestigt werden, dass alle Objektive der einzelnen Stereokameras 20-i entlang der Achse A-A’ angeordnet sind. Aber auch eine andere Anordnung von Stereokameras ist darüber hinaus grundsätzlich möglich.
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Die Vorrichtung 1 zum Kalibrieren einer Mehrzahl von Kameras 20-i umfasst darüber hinaus eine erste Kalibrierfläche 11 und eine zweite Kalibrierfläche 12. Die beiden Kalibrierflächen 11 und 12 umfassen dabei jeweils eine Außenkante 11a bzw. 12a, die parallel zu der Achse A-A’ verläuft, entlang derer die Mehrzahl von Kameras 20-i angeordnet sind. Die beiden Kalibrierflächen 11 und 12 sind dabei vorzugsweise entlang dieser beiden Kanten 11a und 12 miteinander verbunden. Auf diese Weise bilden die beiden Flächen 11 und 12 einen gemeinsamen, zusammenhängenden Bereich. Die Achse A-A’ entlang derer die Mehrzahl von Kameras 20-i angeordnet sind, verläuft somit parallel zu der Achse B-B’, die durch die beiden Kanten 11a bzw. 12a gebildet wird, an der die beiden Kalibrierflächen 11 und 12 zusammenstoßen.
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Auf der ersten Kalibrierfläche 11 und der zweiten Kalibrierfläche 12a ist dabei ein optisches Muster angebracht, das als Kalibriermuster dient. Bei diesem Kalibriermuster kann es sich beispielsweise um ein monochromatisches Muster handeln. Je nach spektralem Erfassungsbereich der zu kalibrierenden Kameras 20-i kann dieses Kalibriermuster einen Kontrast für die entsprechenden Wellenlängen aufweisen. So kann es sich beispielsweise um ein schwarz-weißes Muster im sichtbaren Lichtbereich handeln. Ebenso ist auch ein Kalibriermuster möglich, das ausreichenden Kontrast im infraroten oder ultravioletten Lichtbereich aufweist. Die beiden Kalibrierflächen 11 und 12 und somit das Kalibriermuster, das auf diesen Flächen aufgebracht ist, kann dabei von einer oder mehrerer geeigneten Lichtquellen (hier nicht dargestellt) beleuchtet werden.
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Als Kalibriermuster eignet sich jede Art von Muster, das zur Kalibrierung der Kameras 20-i geeignet ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Kalibriermuster um ein schachbrettartiges Muster handeln. Alternativ ist auch ein Muster aus konzentrischen Kreisen möglich. Auch punktförmige oder linienförmige Kalibriermuster sind möglich. Darüber hinaus sind zur Kalibrierung von Farbkameras auch anstelle von schwarz-weißen Mustern geeignete mehrfarbige Kalibriermuster möglich. Die Abmessung der beiden Kalibrierflächen 11 und 12 sollte dabei so groß gewählt werden, dass während des Kalibriervorgangs der von den Kameras 20-i erfasste Bildbereich kleiner ist als die Ausdehnung des Bereichs, über den sich die erste und zweite Kalibrierfläche 11 und 12 erstrecken. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass alles Kameras 20-i nur einen Teil des Kalibriermusters erfassen und dabei nicht über das Kalibriermuster hinaus blicken.
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Da die zu kalibrierenden Kameras 20-i entlang der Achse A-A’ zueinander jeweils leicht versetzt angeordnet sind, wird jede der Kameras 20-i einen etwas anderen Teilbereich des Kalibriermusters auf den beiden Kalibrierflächen 11 und 12 erfassen. Für eine genaue Ermittlung des Teilbereichs des Kalibriermusters, das von den jeweiligen zu kalibrierenden Kameras 20-i erfasst wird, sollte das Kalibriermuster ein eindeutiges, nicht-periodisches Muster aufweisen. Hierzu ist zunächst grundsätzlich jede Art von nicht-periodischem Muster geeignet, das sowohl in vertikaler Richtung (entlang der Achse B-B’) als auch in horizontaler Richtung (senkrecht zu der Achse B-B’) eine eindeutige Zuordnung erlaubt. Bei genauer Kenntnis des Kalibriermusters kann er somit durch Vergleiche der von einer Kamera gelieferten Bilddaten mit dem bekannten Kalibriermuster die genaue Blickrichtung einer Kamera 20-i ermittelt werden.
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Periodische Muster, wie zum Beispiel periodische schachbrettartige Muster oder periodische Punkt- oder Linienmuster sind hierzu ohne weitere Ergänzungen zunächst nicht geeignet. Um auch für solche zunächst periodische Muster eine eindeutige Zuordnung der Blickrichtung der einzelnen Kameras 20-i auf das Kalibriermuster zu ermöglichen, kann das Kalibriermuster um geeignete Referenzmarken ergänzt werden, wie dies weiter unten näher beschrieben wird.
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Zum Kalibrieren der Kameras 20-i werden die Kameras 20-i auf der Halterung 21 entlang der Achse A-A’ angeordnet. Gegebenenfalls kann dabei der Abstand zwischen den einzelnen Kameras 20-i entlang der Achse A-A’ angepasst werden. Während des Kalibriervorgangs erfasst daraufhin jede der Kameras 20-i einen Teilbereich des Kalibriermusters auf den Kalibrierflächen 11 und 12. Daraufhin werden die Bilddaten, die die jeweilige Kamera 20-i nach der Erfassung liefert, von einer Kalibriereinrichtung 30 empfangen und ausgewertet. Dabei bestimmt die Kalibriereinrichtung 30 unter anderem auch den genauen Bildbereich des Kalibriermusters, auf den die jeweilige zu kalibrierende Kamera 20-i blickt und der von der Kamera somit erfasst wird. Hierzu ist eine sehr präzise Kenntnis des Kalibriermusters auf den beiden Kalibrierflächen 11 und 12 erforderlich. Darüber hinaus muss auch die genaue Position der jeweiligen Kamera 20-i auf der Haltevorrichtung 21 entlang der Achse A-A’ genau bekannt sein.
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Anschließend kann die Kalibriereinrichtung 30 basierend auf den empfangenen Bilddaten der jeweiligen zu kalibrierenden Kamera 20-i einen oder mehrere Kalibrierparameter bestimmen. Die Kalibrierparameter können dabei sowohl innere (intrinsische) als auch äußere (extrinsische) Kalibrierparameter umfassen. Insbesondere kann die Kalibriereinrichtung 30 beispielsweise Linsenparameter, wie beispielsweise eine Verzeichnung, die Brennweite, einen Hauptachsenpunkt oder ähnliches bestimmen. Darüber hinaus kann auch speziell für Stereokameras auch die genaue Lage der einzelnen Bilderfassungseinheiten der Kamera (Imager) zueinander ermittelt werden. Auch eine relative Rotation bzw. Translation der Bilderfassungseinheiten ist möglich.
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Nachdem die erforderlichen Kalibrierparameter für eine Kamera ermittelt worden sind, können diese ermittelten Kalibrierparameter beispielsweise in einen nicht-flüchtigen Speicher der Kamera geschrieben werden. Alternativ ist es auch möglich, die ermittelten Kalibrierparameter separat bereitzustellen.
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Für die Ermittlung der Kalibrierparameter in der Kalibriereinrichtung 30 muss die Kalibriereinrichtung 30 dabei eine sehr präzise Kenntnis über die Lage der beiden Kalibrierflächen 11 und 12, sowie der Ausgestaltung des Kalibriermusters auf diesen beiden Kalibrierflächen 11 und 12 haben. Hierzu können diese Informationen beispielsweise in einem geeigneten Speicher der Kalibriereinrichtung 30 hinterlegt sein. Beispielsweise ist es möglich, das Kalibriermuster zuvor hochpräzise zu vermessen und das Ergebnis dieser Messung in dem Speicher der Kalibriereinrichtung 30 zu hinterlegen. Weiterhin ist für den Kalibriervorgang auch eine genaue Kenntnis der einzelnen Positionen der zu kalibrierenden Kameras 20-i erforderlich. Beispielsweise kann die Haltevorrichtung 21 hierzu an zuvor genau vermessenen und bekannten Positionen eine Aufnahme für die jeweiligen zu kalibrierenden Kameras aufweisen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Positionen der zu kalibrierenden Kameras 20-i variabel sind und vor bzw. während des Kalibriervorgangs diese Positionen der einzelnen zu kalibrierenden Kameras 20-i durch eine geeignete Messvorrichtung bestimmt werden können.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Kalibriervorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Wie dabei zu erkennen ist, sind die erste Kalibrierfläche 11 und die zweite Kalibrierfläche 12 V-förmig zueinander angeordnet. Die beiden Kalibrierflächen 11 und 12 bilden dabei einen Winkel α. Dieser Winkel α kann beispielsweise etwa einen Winkel von 90° bilden. Je nach Anwendungsfall sind jedoch auch größere oder kleinere Öffnungswinkel α möglich. Selbst Öffnungswinkel α von mehr als 90 Grad sind möglich. In diesem Fall bilden die beiden Kalibrierflächen 11 und 12 ein V, dessen Spitze in Richtung der zu kalibrierenden Kameras 20-i weist. Insbesondere ist es auch möglich, dass der Öffnungswinkel α zwischen der ersten Kalibrierfläche 11 und der zweiten Kalibrierfläche 12 veränderbar ist. Somit kann die Kalibriervorrichtung 1 für verschiedene Kameratypen individuell sehr einfach angepasst werden. Vor den beiden Kalibrierflächen 11 und 12 ist dabei die Haltevorrichtung 21 für die zu kalibrierenden Kameras 20-i angeordnet. Aufgrund der V-förmigen Anordnung der beiden Kalibrierflächen 11 und 12 existieren dabei auf den beiden Kalibrierflächen 11 und 12 jeweils Positionen, die unterschiedlich weit von den zu kalibrierenden Kameras 20-i entfernt sind. Auf diese Weise stehen insbesondere für die Kalibrierung von Stereokameras mehrere Positionen mit einem unterschiedlichen Abstand zu der Kamera 20-i auf den Kalibrierflächen 11 und 12 zur Verfügung. Ist die Position der zu kalibrierenden Kameras 20-i in Bezug auf die Kalibrierflächen 11 und 12, sowie der gegebenenfalls variable Öffnungswinkel α bekannt, so kann daraus auch auf die unterschiedlichen Entfernungen zwischen Kamera 20-i und Kalibrierflächen 11 und 12 geschlossen werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung der beiden Kalibrierflächen 11 und 12 mit zusätzlichen Referenzmarken 15-i. Jede dieser Referenzmarken 15-i weist dabei ein individuelles optisches Muster auf. Ist für jede dieser Referenzmarken 15-i die genaue räumliche Position innerhalb des Kalibriermusters bekannt, so kann daraus auch durch Detektion der jeweiligen Referenzmarken 15-i in den von den zu kalibrierenden Kameras 20-i erfassten Bilddaten auf den genauen Bereich geschlossen werden, der von jeder der zu kalibrierenden Kamera 20-i erfasst worden ist. Dabei muss jedoch sichergestellt werden, dass jede der zu kalibrierenden Kameras 20-i mindestens eine der auf dem Kalibriermuster aufgebrachten Referenzmarken 15-i erfasst. Eine Erfassung von mehr als einer Referenzmarke 15-i durch eine der zu kalibrierenden Kameras 20-i ist dabei jedoch unproblematisch.
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Durch die Verwendung von solchen eindeutigen Referenzmarken 15-i innerhalb des Kalibriermusters ist es dabei auch möglich, ein periodisches Kalibriermuster, wie beispielsweise ein Schachbrettmuster oder ein Muster aus periodischen bzw. regelmäßigen Linien oder Punkten zu verwenden. Die genaue Zuordnung des Blickbereiches jeder der zu kalibrierenden Kameras 20-i erfolgt dabei durch Detektion einer oder mehrerer Referenzmarken 15-i.
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Die Referenzmarken 15-i mit ihrem individuellen optischen Muster können dabei unmittelbar in dem Kalibriermuster enthalten sein. Alternativ können auch weitere Elemente auf der ersten Kalibrierfläche 11 und/oder der zweiten Kalibrierfläche 12 angeordnet werden, die die Referenzmarken 15-i enthalten.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zum Kalibrieren einer Mehrzahl von Kameras 20-i gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt. Zunächst wird in einem Schritt S1 eine Mehrzahl von Kameras 20-i in einer zuvor beschriebenen Kalibriervorrichtung angeordnet. Dabei können die Kameras 20-i beispielsweise in der Haltevorrichtung 21 fixiert werden. Zur Kalibrierung der zu kalibrierenden Kameras 20-i werden daraufhin in Schritt S2 von jeder der zu kalibrierenden Kameras 20-i Bilddaten empfangen. Diese empfangenen Bilddaten werden daraufhin verwendet, um in Schritt S3 die Blickrichtung der Kameras 20-i in Bezug auf das Kalibriermuster der Kalibriervorrichtung 1 zu bestimmen. Nachdem die Blickrichtung der Kameras 20-i in Bezug auf das Kalibriermuster bestimmt worden ist, wird in Schritt S4 für jede der zu kalibrierenden Kameras mindestens ein Kalibrierparameter berechnet. Die Berechnung des Kalibrierparameters erfolgt dabei basierend auf den empfangenen Bilddaten, dem bekannten, vorbestimmten Kalibriermuster auf der ersten und der zweiten Kalibrierfläche 11 bzw. 12 der Kalibriervorrichtung 1, sowie der zuvor bestimmten Blickrichtung der Kamera 20-i.
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Für das Kalibrieren von räumlich erfassenden Kameras, wie zum Beispiel Stereokameras, können in dem Schritt S2 zum Empfangen von Bilddaten die Bilddaten von mehreren Bildsensoren empfangen werden. Insbesondere ist es möglich, die Bilddaten von den beiden Bildsensoren einer zu kalibrierenden Stereokamera zu empfangen. Daraufhin werden in dem Schritt S4 zum Berechnen des Kalibrierparameters Kalibrierparameter für eine derartige räumliche Kamera, insbesondere eine Stereokamera, berechnet.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Kalibrieren einer Mehrzahl von Kameras, insbesondere auch zum gleichzeitigen Kalibrieren einer Mehrzahl von Stereokameras. Hierzu werden mehrere zu kalibrierende Kameras entlang einer Achse angeordnet, so dass alle diese Kameras ein Teilbereich eines vor den Kameras angeordneten Kalibriermusters erfassen. Dieses Kalibriermuster ist dabei auf zwei zueinander V-förmig angeordneten Kalibrierflächen vor den zu kalibrierenden Kameras angeordnet. Durch ein nicht-periodisches Kalibriermuster oder die Anordnung von zusätzlichen Referenzmarken auf dem Kalibriermuster ist dabei eine eindeutige Bestimmung der Blickrichtung jeder der zu kalibrierenden Kameras möglich. Hierdurch ist insbesondere eine Mehrfachnutzung des Kalibriermusters vor den Kameras möglich.
