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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugprüfstand zum Kalibrieren und/oder Testen von Systemen eines Fahrzeugs, die wenigstens eine Kamera umfassen sowie ein Verfahren zur Durchführung der Kalibrierung und / oder Tests von Systemen eines Fahrzeugs, die wenigstens eine Kamera umfassen.
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Kameras werden vorne, an den Seiten und ggf. auch im hinteren Bereich von Fahrzeugen unter anderem eingesetzt für Fahrerassistenzsysteme. Die Kameras können dabei auch im oberen Bereich (Dachbereich) vorgesehen werden sowie auch für den Unterflurbereich (besonders bei unwegsamem Gelände). Diese Kameras sind beispielsweise als Spurhalteassistenten bekannt oder auch zur Erkennung von Hindernissen, die eine Kollisionsgefahr darstellen. Bei diesen Fahrerassistenzsystemen werden aus der Auswertung der Kamerabilder – ggf. unter Berücksichtigung der Auswertung weiterer Sensorsignale – Warnhinweise ausgegeben, wenn ein Betriebszustand als kritisch erkannt wird. Derartige Kameras spielen zudem eine immer größere Rolle bei Systemen, die das autonome Fahren eines Fahrzeugs zum Ziel haben. Derartige Systeme müssen in der Lage sein, komplexe Situationen zutreffend zu erkennen, um in die Stellmittel des Fahrzeugs (Beschleunigen, Bremsen, Lenken) richtig eingreifen zu können.
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Relevante Sensoren sind Kameras, Radarsensoren und optische Abstandssensoren. Die Radarsensoren können mittig in der Front oder im Heck (im Folgenden Front-Radarsensor genannt) oder seitlich in der Front oder im Heck (im Folgenden Seiten-Radarsensor genannt) des Fahrzeugs verbaut sein.. Die Front-Radarsensoren messen den Bereich der Fahrspur des Fahrzeugs (Abstand zu Objekten oder vorausfahrenden bzw. nachfolgenden Fahrzeugen). Die Seiten-Radarsensoren betreffen die Messung von Objekten und insbesondere auch von Fahrzeugen, die sich seitlich hinter der Fahrspur des Fahrzeugs befinden. Mit diesen Seiten-Radarsensoren können Hindernisse und andere Fahrzeuge erkannt werden, die relevant werden bei einem Wechsel der Fahrspur. Die optischen Abstandssensoren funktionieren beispielsweise auf Infrarotbasis.
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Die korrespondieren Messmittel des Fahrzeugprüfstands sollen im Zusammenhang mit diesem Schutzrecht allgemein als Targets bezeichnet werden. Diese Targets sind für die einzelnen Sensoren des Fahrzeugs unterschiedlich. Wie nachstehend erläutert, können die Targets für die Radarsensoren feststehende oder schwenk-/kippbare Spiegel bzw. Platten, Cornerreflektoren – nachfolgend nur als „Spiegel“ bezeichnet – oder auch Dopplergeneratoren sein. Für die optischen Abstandssensoren können diese Targets sogenannte Lichtkästen sein.
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Bei den Front-Radarsensoren kommt es darauf an, dass diese zutreffend ausgerichtet sind. Hierzu werden üblicherweise Radarstrahlen-reflektierende Flächen (Spiegel) verwendet. Diese Spiegel haben eine definierte Ausrichtung in Bezug auf die Ausrichtung des Fahrzeugs. Wenn der Front-Radarsensor richtig kalibriert ist, trifft der von dem Spiegel reflektierte Radarstrahl wieder auf den Front-Radarsensor. Wenn der Spiegel so ausgerichtet ist, dass die Senkrechte auf seine Fläche parallel orientiert zur geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs ist, kann eine Kalibrierung erfolgen, indem der Front-Radarsensor so justiert wird, dass der von dem Spiegel reflektierte Radarstrahl gerade wieder auf den Front-Radarsensor auftrifft. Die Justage der Radarsensoren kann durch den Radarsensor selbst erfolgen, oder durch eine manuelle Justage durchgeführt werden.
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Die Seiten-Radarsensoren werden üblicherweise mittels Doppelgeneratoren kalibriert und getestet. Diese Dopplergeneratoren werden in einer definierten Richtung bezogen auf die Position des Fahrzeugs sowie die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs positioniert. Bei der Kalibrierung und dem Test der Seiten-Radarsensoren werden diese Radarsensoren kalibriert, indem diese so justiert werden, dass die Seiten-Radarsensoren die Dopplergeneratoren in der richtigen (d.h. in der definierten) Richtung erkennen. Mittels der Dopplergeneratoren lässt sich auch ein Funktionstest durchführen dahingehend, dass ein sich bewegendes Objekt simuliert wird. Es kann getestet werden, ob der Seiten-Radarsensor die simulierte Bewegung des Objekts zutreffend erkennt.
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Es ist ersichtlich, dass auch die Front-Radarsensoren mittels Dopplergeneratoren als Targets kalibriert und – in diesem Fall – auch getestet werden können, ob diese die simulierte Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs richtig erkennen.
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Soweit die Seiten-Radarsensoren nur kalibriert werden sollen und nicht in ihrer Funktion getestet werden sollen, kann dies ebenfalls unter Verwendung von Spiegeln als Targets erfolgen.
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Für die Einstellung von Scheinwerfern eines Fahrzeugs sind sogenannte Lichtkästen bekannt. Diese werden vor dem Scheinwerfer positioniert mit einer definierten Ausrichtung auf die Symmetrieachse des Fahrzeugs Mit einem solchen Lichtkasten lässt sich überprüfen, ob die Abstrahlrichtung der Fahrzeugscheinwerfer richtig eingestellt ist. Für eine Überprüfung von optischen Abstandssensoren lässt sich ein vergleichbares Messmittel einsetzen. Mit einem derartigen Lichtkasten – ausgelegt auf die Detektion von Licht der Wellenlänge des optischen Abstandssensors – lässt sich überprüfen, ob der optische Abstandssensor richtig ausgerichtet ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei Fahrzeugen eine Kalibrierung von Kameras und / oder eine Durchführung von Tests von Systemen, die wenigstens eine Kamera umfassen, durchführen zu können.
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Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst mittels eines Fahrzeugprüfstandes zur Durchführung von Tests von Systemen eines Fahrzeugs, die wenigstens eine Kamera umfassen. Der Fahrzeugprüfstand weist eine Sollposition für das Fahrzeug auf. Den Kameras von zu testenden Systemen ist zumindest eine eine Bilddarstellung wiedergebende und/oder eine Bilddarstellung darstellende Fläche zugeordnet. Außerdem sind mehrere Streulicht absorbierende Elemente angeordnet, die jeweils aus einer wandförmigen Abgrenzung des Fahrzeugprüfstandes bestehen, die ein Eindringen von Licht in den Fahrzeugprüfstand reduzieren. Weiterhin können durch Beleuchtungseinheiten definierte Lichtverhältnisse für Tests dargestellt werden. Mehrere dieser wandförmigen Abgrenzungen ergeben eine allseitige seitliche Begrenzung des Fahrzeugprüfstands. Außerdem ist eine Tragstruktur vorhanden mit wenigstens einem oberhalb des Fahrzeugs angeordneten länglichen Tragelement. Der Fahrzeugprüfstand weist weiterhin Stellmittel auf zur Bewegung zumindest einer der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Flächen und / oder wenigstens einer Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierenden Einheit und / oder wenigstens einer Einheit zur Prüfung eines optischen Abstandssensors und/oder wenigstens einer Einheit zur Prüfung eines Nachtsichtgerätes des Fahrzeugs in horizontaler Richtung entlang dem wenigstens einen Tragelement.
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Die Systeme, die wenigstens eine Kamera umfassen, können so ausgestaltet sein, dass diese mehrere Kameras umfassen. Die Anzahl der Kameras kann beispielsweise zwei sein. Mit einem solchen System können durch eine stereophotogrammetrische Bildauswertung dreidimensionale Bilder und auch dreidimensionale Szenen mittels der beiden Kameras erfasst und bewertet werden. Alternativ oder zusätzlich können die Systeme auch so ausgestaltet sein, dass diese einen oder mehrere Radarsensoren umfassen und/oder einen oder mehrere optische Abstandssensoren.
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Die Sollposition des Fahrzeugs kann definiert sein, indem der Fahrzeugprüfstand ein Positioniersystem aufweist, durch das eine exakte Positionierung des Fahrzeugs im Fahrzeugprüfstand möglich ist. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem das Fahrzeug auf einer Positioniereinheit exakt positioniert wird.
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Mit dieser exakten Positionierung ist gemeint, dass die eine Bilddarstellung wiedergebende(n) und/oder eine Bilddarstellung darstellende(n) Fläche(n) und / oder die Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierende(n) Einheit(en) im Hinblick auf ein gemeinsames Bezugssystem ausgerichtet sind und dass die Position und Ausrichtung des Fahrzeugs im Hinblick auf dieses gemeinsame Bezugssystem bekannt ist.
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Damit wird es möglich, eine Kalibrierung der Kameras, Radarsensoren bezogen auf die Fahrzeuggeometrie bzw. auch auf die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs vorzunehmen. Sofern die Lage der geometrischen Fahrachse relativ zur Fahrzeuggeometrie bekannt ist, kann die Lage der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs ermittelt werden aus einer definierten Lage der Fahrzeuggeometrie.
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Die Kalibrierung kann vorgenommen werden, indem der jeweiligen Kamera ein Referenzbild angezeigt wird. Die Einstellung der Kameras erfolgt über Steuergerätekommunikation automatisch.
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Einstellung von Front-Radarsensoren: Messung des Abstrahlwinkels zur geometrischen Fahrachse mit einem Spiegel. Einstellung automatisch über Steuergerätekommunikation oder manuell über Stellschrauben. Einstellung von optischen Abstandsensoren: Messung des Abstrahlwinkels zur geometrischen Fahrachse mit einem Lichtkasten. Einstellung automatisch über Steuergerätekommunikation oder manuell über Stellschrauben. Einstellung der Seiten-Radarsensoren: Positionserfassung von Dopplergeneratoren und Einstellung über Steuergerätekommunikation.
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Die zumindest eine Fläche kann eine Bilddarstellung wiedergeben, wenn mittels eines Bildausgabegerätes (beispielsweise ein Projektor oder ein Beamer) ein Bild auf die Fläche projiziert wird, so dass dieses Bild auf der Fläche dargestellt wird. Auf der Fläche kann eine Bilddarstellung auch dargestellt werden, indem die Fläche als Bildschirm ausgestaltet ist, der so angesteuert wird, dass das Bild auf dem Bildschirm dargestellt wird. Ebenso ist es möglich, dass auf die Fläche ein Referenzmuster aufgebracht ist. Diese Fläche stellt also ebenfalls ein Target dar im Sinne dieses Schutzrechtes.
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Ein Bild kann dabei auch aus mehreren Teilbildern bestehen. Beispielsweise ist es möglich, eine größere Fläche vorzusehen, auf der – räumlich getrennt – Bilder für verschiedene Kameras mit unterschiedlichen Blickrichtungen nebeneinander beziehungsweise übereinander dargestellt werden.
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Mit einem solchen Fahrzeugprüfstand ist es möglich, zu erkennen, ob auf der wenigstens einen Fläche dargestellte Bilder von den Kameras der Systeme des Fahrzeugs zutreffend erkannt werden.
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Dies kann die Frage betreffen, ob von der Kamera überhaupt das Bild richtig erkannt wird. Dies betrifft die Frage, ob bei der Installation die Kamera richtig angeschlossen wurde. Beim Test eines Systems kann auch überprüft werden, ob zu einem erkannten Referenzbild bzw. zu einer erkannten Folge von Referenzbildern von Steuergeräten im Fahrzeug die Ausgangssignale ausgegeben werden, die Sollwerten der Ausgangssignale zu diesem (diesen) Referenzbilder(n) entsprechen. Dies entspricht der Vorgehensweise, bei der von den Systemen Hinweis- bzw. Warnsignale an Fahrzeugführer ausgegeben werden.
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Soweit die Systeme im Sinne eines autonomen Fahrens auch in Stellmittel des Fahrzeugs eingreifen (Beschleunigen, Bremsen, Lenken) kann ein Test des Gesamtsystems auch einschließen, dass der Fahrzeugprüfstand weiterhin die Funktionalität eines lenkbaren Rollprüfstandes aufweist. Für die Ausgestaltung eines derartigen Prüfstandes wird auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung
DE 10 2015 115 607.5 verwiesen. Mit der Verwendung eines lenkbaren Rollenprüfstandes wird es möglich, zu erkennen, ob zu dem Referenzbild bzw. zu den Referenzbildern die Eingriffe in die Stellsysteme des Fahrzeugs erfolgen, die als Sollwerte für diese Eingriffe bei dem entsprechenden Referenzbild bzw. den entsprechenden Referenzbildern vorgesehen sind. Bei einem solchen Gesamtsystem ist es auch möglich, Teile dieses Gesamtsystems zu testen. Beispielsweise kann die Funktionalität eines Teilsystems getestet werden, indem das Ansteuersignal für die Stellmittel des Fahrzeugs mit einem Sollwert verglichen wird, der von dem Referenzbild bzw. den Referenzbildern abhängt. Dazu muss aus dem Gesamtsystem dieses Ansteuersignal abgegriffen werden. Bei dem Funktionstest kann daher eine separate Prüfung des Teils des Gesamtsystems erfolgen, die die Erfassung des Referenzbildes und dessen Auswertung betrifft von dem Teil des Gesamtsystems, der die mechanische Aktorik der Stellmittel des Fahrzeugs betrifft.
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Bei der Prüfung, ob die dargestellten Bilder zutreffend erkannt werden, ist es auch möglich, eine Kalibrierung der Kameras vorzunehmen in dem Sinne, dass die Referenzbilder bzw. Referenzmarkierungen in den Referenzbildern von den Kameras in der richtigen Richtung bezogen auf die Ausrichtung des Fahrzeugs erkannt werden.
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Durch die mehreren Streulicht absorbierenden Elemente wird vorteilhaft der Kontrast der Bilddarstellung erhöht und der Einfluss von Streulicht gemindert.
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Es hat sich gezeigt, dass je dichter eine „Kapselung“ des Fahrzeugprüfstands gegenüber Streulicht durchgeführt wird, der Kontrast der Bilddarstellungen umso besser wird. Außerdem können durch zusätzliche Beleuchtungsmittel definierte Lichtverhältnisse dargestellt werden. Hierzu wird auf die Ausgestaltung nach Anspruch 2 verwiesen.
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Es wird eine allseitige seitliche Begrenzung des Fahrzeugprüfstands erreicht, indem mehrere dieser Streulicht absorbierenden Elementes vorhanden sind, die jeweils eine wandförmige Abgrenzung bilden.
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Die Absorption von Streulicht kann verbessert werden, wenn die Wände entsprechend hoch ausgeführt sind. Dies gilt insbesondere für eine Ausgestaltung, die nicht durch eine deckenförmige Abdeckung nach oben abgeschlossen ist. Sofern eine solche deckenförmige Abdeckung vorhanden ist, ergibt sich ohnehin ein mehr oder weniger geschlossener Kasten, so dass es für die Absorption von Streulicht auf die Höhe der Seitenwände nicht mehr ankommt.
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Je effektiver dieses Streulicht absorbiert wird, umso eher wird es möglich, auch Nachtsichtgeräte zu kalibrieren und zu testen, die Bestandteil des Fahrzeugs sind.
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Die Tragstruktur des Fahrzeugprüfstandes kann außer der Führung zumindest einer der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Flächen und / oder wenigstens einer Einheit zur Prüfung eines Radarsensors bei deren Bewegung in horizontaler Richtung auch dazu verwendet werden, die Streulicht absorbierenden Elemente zu tragen. Bei einer solchen doppelten Verwendung der Tragstruktur wird vorteilhaft der konstruktive Aufwand bei der Gestaltung des Fahrzeugprüfstandes minimiert.
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Diese Flexibilität in der Positionierung erweist sich als sinnvoll, weil dann mit dem Fahrzeugprüfstand flexibel Kalibrierarbeiten und Tests von verschiedenen Fahrzeugtypen durchgeführt werden können, indem zumindest eine der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Fläche und / oder wenigstens eine Einheit zur Prüfung eines Radarsensors in deren Positionierung an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst werden können.
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Außerdem wird es möglich, zumindest eine der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Fläche und / oder wenigstens eine Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierenden Einheit zur Durchführung der Kalibrierung und / oder der Tests unmittelbar vor oder hinter dem Fahrzeug zu positionieren, wenn sich dieses im Fahrzeugprüfstand befindet. Zum Ein- und Ausfahren des Fahrzeugs in den Fahrzeugprüfstand hinein bzw. aus dem Fahrzeugprüfstand hinaus können die entsprechenden Systeme aus der Fahrspur des Fahrzeugs herausbewegt werden.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 sind Beleuchtungsmittel vorhanden als Bestandteil des Fahrzeugprüfstands zur definierten Ausleuchtung des Innenraums des Fahrzeugprüfstands.
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Damit wird es bei beim Testen von Systemen, die wenigstens eine Kamera umfassen, vorteilhaft möglich, zu testen, ob das System eine definierte Szene auch unter widrigen Lichtverhältnissen ausreichend sicher erkennen kann. Wird der Fahrzeugprüfstand beispielsweise definiert hell erleuchtet, kann beispielsweise getestet werden, ob in der Darstellung helle Gegenstände noch zutreffend erkannt werden können.
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Nach Anspruch 3 weist der Fahrzeugprüfstand eine Messanordnung auf, die aus Messsonden besteht, wobei diese Messsonden ein in dem Fahrzeugprüfstand befindliches Fahrzeug mittels optischer Mittel hinsichtlich der Position und/oder Ausrichtung im Fahrzeugprüfstand vermessen. Die Messanordnung ist derart bewegbar, dass die Teile der Messanordnung in eine erste Position (Messposition) in dem Fahrzeugprüfstand an definierte Positionen des Fahrzeugprüfstands bewegbar sind und dass die Teile der Messanordnung in eine zweite Position (Kalibrier- und/oder Testposition) bewegbar sind, die außerhalb des Sichtfeldes von Kameras ist, die Bestandteil von zu testenden Systemen sind.
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Weiterhin ist es möglich, die Fahrzeugposition und die Orientierung des Fahrzeugs mit Hilfe von fahrzeugeigenen Sensoren und entsprechenden anzumessenden Flächen zu ermitteln.
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Soweit bei den Kalibrier- und/oder Tests auch Radarsensoren kalibriert werden oder in den Test einbezogen werden, befinden sich die Teile der Messanordnung in der zweiten Position auch außerhalb des Erfassungsbereiches der Radarsensoren.
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Mittels der Messanordnung wird zunächst die Position und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs im Fahrzeugprüfstand abgeleitet.
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Dazu werden die Teile der Messanordnung an definierte Positionen im Fahrzeugprüfstand bewegt derart, dass die Ausrichtung der Messsonden definiert ist hinsichtlich der Orientierung und der Position. Damit sind diese Messsonden kalibriert auf das Bezugssystem des Fahrzeugprüfstandes.
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Weiterhin befindet sich die zumindest eine eine Bilddarstellung wiedergebende und/oder eine Bilddarstellung darstellende Fläche in einer Position und/oder mit einer Ausrichtung im Fahrzeugprüfstand, dass das Bezugssystem der Bilddarstellung auf die Position und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
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Die Messanordnung kann aus Messsonden bestehen, die von der Anmelderin beispielsweise unter der Bezeichnung x-wheel angeboten werden. Diese sind beispielsweise auch in der Patentanmeldung
WO 2010/025723 A1 beschrieben.
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Dabei erweist es sich als vorteilhaft, dass die Messanordnung nach der Vermessung des Fahrzeugs entfernt werden kann. Vorteilhaft stört die Messanordnung dabei nicht die nachfolgenden Tests der Kameras sowie ggf. Radarsensoren. Derartige Störungen können darin bestehen, dass Teile der Messanordnung direkt im Sichtfeld von Kameras bzw. im Erfassungsbereich von Radarsensoren stehen, die kalibriert und / oder getestet werden sollen. Eine weitere Störung könnte darin bestehen, dass Licht von der Messanordnung im Fahrzeugprüfstand gestreut wird, so dass es zu Störungen der Darstellung der Bilder kommen könnte.
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Die Sollposition des Fahrzeugs im Fahrzeugprüfstand kann definiert werden durch eine Zentriereinheit für das Fahrzeug, wie dies im Zusammenhang mit Anspruch 1 bereits beschrieben wurde. Bei einer solchen Ausgestaltung hat die Messanordnung gemäß Anspruch 3 den Zweck, nochmals die Position und Orientierung des Fahrzeugs zu überprüfen. Bei Verwendung der Zentriereinheit wird im Normalfall die Sollposition des Fahrzeugs der Istposition entsprechend. Außerdem entspricht bei dieser Ausgestaltung im Normalfall die Sollorientierung der Istorientierung.
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Die Sollposition des Fahrzeugs kann aber auch weniger genau definiert sein, indem im Fahrzeugprüfstand beispielsweise Markierungen vorhanden sind, die der Orientierung eines Werkers dienen, der das Fahrzeug in den Fahrzeugprüfstand fährt. Bei einer solchen Ausgestaltung sind die Fahrzeugposition und die Fahrzeugausrichtung im Fahrzeugprüfstand weniger genau definiert. Nach dem Einfahren des Fahrzeugs erfolgt daher eine Bestimmung der Position und/oder Orientierung des Fahrzeugs (Istposition / Istorientierung) mittels der Messanordnung.
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Anspruch 4 betrifft eine weitere Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit der eine Vermessung der Position und/oder Orientierung des Fahrzeugs im Fahrzeugprüfstand möglich ist. Hierzu weist der Fahrzeugprüfstand Referenzobjekte auf, die sich an definierten Positionen im Fahrzeugprüfstand befinden. Diese Referenzobjekte sind mittels fahrzeugeigener Sensoren erfassbar derart, dass darüber ein in dem Fahrzeugprüfstand befindliches Fahrzeug hinsichtlich der Position und/oder Ausrichtung im Fahrzeugprüfstand vermessen wird.
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Anspruch 4 beschreibt eine Möglichkeit, mit einem konstruktiv geringeren Aufwand als bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 eine Vermessung der Position und/oder der Orientierung des Fahrzeugs im Fahrzeugprüfstand vornehmen zu können. Es ist lediglich notwendig, Referenzobjekte an definierten Positionen im Fahrzeugprüfstand zu positionieren. Diese Referenzobjekte können beispielsweise Markierungen an den Wänden des Fahrzeugprüfstands sein, die dauerhaft an diesen Positionen verbleiben. Diese Markierungen können Targets sein, die mit den jeweiligen fahrzeugeigenen Sensoren erfasst werden. Derartige Markierungen können mit Kameras vermessen werden, die im Fahrzeug verbaut sind. Die Referenzobjekte können auch dreidimensionale Objekte sein. Damit wird es möglich, diese Objekte auch mittels Radarsensoren des Fahrzeugs zu vermessen oder mittels optischer Abstandssensoren.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 kann alternativ oder zusätzlich zur Ausgestaltung der Vermessung des Fahrzeugs nach Anspruch 3 vorgenommen werden.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist es notwendig, dass die Sensoren des Fahrzeugs, mittels denen die Bestimmung der Position und/oder der Orientierung des Fahrzeugs im Fahrzeugprüfstand vorgenommen werden soll, bereits kalibriert sind.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 5 weist der Fahrzeugprüfstand eine Steuer- oder Regeleinheit auf zur Ansteuerung der Stellmittel zur Bewegung zumindest einer der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Flächen und / oder wenigstens einer Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierenden Einheit und / oder wenigstens einer Einheit zur Prüfung eines optischen Abstandssensors in horizontaler Richtung entlang dem wenigstens einen Tragelement abhängig von einer erkannten Istposition und / oder einer erkannten Istorientierung des Fahrzeugs im Prüfstand.
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Mit dieser Ausgestaltung lässt sich die zumindest eine eine Bilddarstellung wiedergebende und/oder eine Bilddarstellung darstellende Fläche und / oder wenigstens eine Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierende Einheit abhängig von der Istposition und/oder der Istorientierung des Fahrzeugs so positionieren, dass sich die zumindest eine eine Bilddarstellung wiedergebende und/oder eine Bilddarstellung darstellende Fläche und / oder wenigstens eine Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierende Einheit im Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors des Fahrzeugs befindet.
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Soweit es sich dabei um eine Bild wiedergebende Fläche handelt, bei der das Bild mittels eines Beamers oder Projektors aufprojiziert wird oder auch um eine ein Bild darstellende Fläche in Form eines Bildschirms, kann die Positionierung der entsprechenden Fläche bereits ausreichend sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Anpassung der Darstellung des Bildes an die Orientierung des Fahrzeugs vorgenommen wird, indem das Bild mit einer entsprechenden Verzerrung von der Fläche wiedergegeben wird. Der Verzerrungsfaktor hängt dabei von der Orientierung der Fläche relativ zur Orientierung des Fahrzeugs ab.
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Die Orientierung des Fahrzeugs relativ zum Fahrzeugprüfstand ist bekannt über die Zentriereinheit oder auch über die Messanordnung. Die Orientierung der Flächen für die Bildwiedergabe bzw. Bildausgabe ist ebenfalls bekannt über das Bezugssystem dieser Flächen im Fahrzeugprüfstand. Daraus lässt sich unmittelbar der Verzerrungsfaktor bestimmen für die Bilddarstellung.
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Anspruch 6 betrifft eine Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstands, bei der Positioniermittel vorhanden sind zur Einstellung der Orientierung zumindest einer der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Flächen und / oder wenigstens einer Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierenden Einheit und / oder wenigstens einer Einheit (208) zur Prüfung eines optischen Abstandssensors.
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Hierbei wird die Orientierung der Systeme auf die Orientierung des Fahrzeugs eingestellt. Dies erweist sich insbesondere als vorteilhaft bei einer Einheit zur Prüfung eines Radarsensors reflektierenden Einheit. Diese Einheiten senden reflektierte Strahlen oder auch gewandelte Strahlen mit einer Frequenzverschiebung auf den jeweiligen Sensor zurück. Damit diese Strahlen auch auf den jeweiligen Sensor des Fahrzeugs auftreffen, muss die Orientierung der entsprechenden Einheiten auf die Orientierung des Fahrzeugs ausgerichtet werden.
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Wenn die Flächen, die eine Bilddarstellung wiedergeben oder eine Bilddarstellung darstellen, ebenfalls gedreht werden, so dass deren Orientierung auf die Orientierung des Fahrzeugs eingestellt wird, müssen die Bilder nicht mit einer Verzerrung umgerechnet werden.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 7 ist weiterhin eine deckenförmige Abgrenzung des Fahrzeugprüfstandes vorhanden, die ein Eindringen von Licht in den Fahrzeugprüfstand reduziert.
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Damit wird der Einfluss von Streulicht weiter minimiert.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 8 ist mindestens eine mit einer Abdeckung schließbare Öffnung zum Einfahren und / oder Ausfahren eines Fahrzeugs in den Fahrzeugprüfstand hinein oder aus dem Fahrzeugprüfstand hinaus vorhanden. Die innenseitige Fläche der Abdeckung ist dabei eine der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Flächen.
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Die Abdeckung kann als Rolltor ausgeführt sein oder auch als Deckenlauftor oder als Schwenktor. Es ist ebenso möglich, die Abdeckung zum Öffnen und Schließen der Einfahrt bzw. der Ausfahrt seitlich zu bewegen. Es erweist sich als vorteilhaft für die Bilddarstellung, wenn die Abdeckung nicht sektioniert ist sondern zumindest im geschlossenen Zustand eine einheitliche Fläche darstellt. Dazu kann die Abdeckung beispielsweise aufwickelbar sein, indem diese vergleichbar einer Leinwand ausgeführt ist, die aus der Darstellung von Dia-Bildern bekannt ist. Im geschlossenen Zustand wird die Abdeckung dabei vorteilhaft gespannt, um eine definierte Ebene für die Bilddarstellung zu erhalten. Die Abdeckung kann beispielsweise auch aus einer Folie bestehen, die für eine elektrische Ansteuerung zur aktiven Ausgabe von Bildern vorgesehen ist. Derartige Folien sind bekannt als OLED-Folien aus organischen Materialien.
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Anspruch 9 betrifft ein Verfahren zur Durchführung der Kalibrierung und / oder von Tests von Systemen eines Fahrzeugs, die wenigstens eine Kamera umfassen, mittels eines Fahrzeugprüfstandes nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Die Ausrichtung des Fahrzeugs ist durch das Positionier- und Zentriersystem bekannt und/oder durch die Messung mittels der Messanordnung. Das Bezugssystem der Bilddarstellung wird auf die Ausrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet, indem die zumindest eine eine Bilddarstellung wiedergebende und/oder eine Bilddarstellung darstellende Fläche entsprechend der Ausrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet wird.
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Die Vorgehensweise nach diesem Verfahren macht insbesondere von der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstandes nach Anspruch 6 Gebrauch, soweit dort die Positioniermittel auch zur Einstellung der Orientierung zumindest einer der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Flächen ausgestaltet sind.
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Die Vorteile sind bereits im Zusammenhang mit Anspruch 6 erläutert.
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Anspruch 10 betrifft ein Verfahren zur Durchführung der Kalibrierung und / oder von Tests von Systemen eines Fahrzeugs, die wenigstens eine Kamera umfassen, mittels eines Fahrzeugprüfstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Die Ausrichtung des Fahrzeugs ist durch das Positionier- und Zentriersystem bekannt und/oder durch die Messung mittels der Messanordnung. Das Bezugssystem der Bilddarstellung wird bei der Ausgestaltung nach Anspruch 10 auf die Ausrichtung des Fahrzeugs in dem Fahrzeugprüfstand ausgerichtet, indem die Bilddarstellung auf der zumindest einen eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Fläche mit einer Verzerrung wiedergegeben bzw. dargestellt wird, die von der Ausrichtung der Fläche relativ zur Ausrichtung des Fahrzeugs abhängt.
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Bei diesem Verfahren erweist es sich als vorteilhaft, dass die konstruktive Ausgestaltung des Prüfstands vereinfacht wird, weil die Anzahl der Freiheitsgrade für eine Bewegung der Flächen zur Bilddarstellung reduziert werden kann. Insbesondere können die Flächen im Fahrzeugprüfstand ortsfest und mit einer definierten Ausrichtung montiert werden. Die Anpassung an die jeweilige Orientierung und Position des Fahrzeugs im Prüfstand erfolgt, indem die Bilddarstellung entsprechend umgerechnet und angepasst wird. Selbst wenn der Fahrzeugprüfstand so ausgestaltet wird, dass die Flächen in horizontaler Richtung beweglich sind, erweist es sich in konstruktiver Hinsicht immer noch als vorteilhaft, wenn die Flächen in ihrer Orientierung nicht drehbar sein müssen (um die vertikale Achse). Es wird auch auf die entsprechenden Erläuterungen im Zusammenhang mit Anspruch 5 verwiesen.
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Die weiteren Ansprüche 11 und 12 betreffen ein Verfahren zum Test von Systemen, die wenigstens zwei Kameras umfassen. Die Kameras werden koordiniert ausgewertet zur Erfassung von dreidimensionalen Szenen (bzw. Objekten). Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 11 sowie 12 auch unabhängig von der Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstandes mit den Merkmalen der vorliegenden Patentanmeldung möglich ist.
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Die Ansprüche 11 und 12 betreffen jeweils ein Verfahren zur Durchführung von Tests von Systemen eines Fahrzeugs, die wenigstens zwei Kameras umfassen zur Erfassung von Bildern mittels der wenigstens zwei Kameras und zur koordinierten Auswertung der von den wenigstens zwei Kameras erfassten Bildern zur dreidimensionalen Bewertung der erfassten Bilder. Ein dreidimensionales Objekt oder eine dreidimensionale Szene wird simuliert durch die Bilddarstellung mehrerer zusammengehörender zweidimensionaler Bilder, deren Anzahl der Anzahl der Kameras entspricht, deren Bilder koordiniert ausgewertet werden. Jedes der zusammengehörenden zweidimensionalen Bilder entspricht der Projektion des dreidimensionalen Objektes oder der dreidimensionalen Szene in eine Ebene senkrecht zur Blickrichtung einer der Kameras auf das simulierte dreidimensionale Objekt oder die dreidimensionale Szene. Die zusammengehörenden Bilder stellen bei einer Betrachtung mit den beteiligten Kameras und der nachfolgenden Auswertung und Bewertung der mit den beteiligten Kameras erfassten Bilder das dreidimensionale Objekt oder die dreidimensionale Szene zum selben Zeitpunkt dar.
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Die Trennung der Darstellungen der zusammengehörenden Bilder erfolgt gemäß Anspruch 11, indem diese Bilder zeitlich nacheinander dargestellt werden.
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Vorteilhaft wird damit ein Test auch möglich, wenn sich die Bilder, die die Kameras „sehen“, räumlich überlagern. Durch einen Eingriff in die Auswertung der Kamerabilder lässt sich dennoch ein Test durchführen.
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Die Auswertung der Kamerabilder erfolgt nach Anspruch 11 vorteilhaft, indem diese Auswertung der Bilder der einzelnen Kameras mit der Darstellung der Bilder zeitlich synchronisiert wird. Damit lässt sich erreichen, dass Bilder einer Kamera nur dann ausgewertet werden, wenn auch ein Bild angezeigt wird, das zu dieser Kamera gehört.
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Dies lässt sich erreichen, indem in einem Testmodus bei der Auswertung der Bilder der Kameras die Bilder unterdrückt werden, die zu Zeitpunkten erfasst wurden, an denen Bilder dargestellt wurden, die nicht zu der jeweiligen Kamera gehören.
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Es sind – beispielsweise aus 3D-Fernsehen – auch sogenannte Shutterbrillen bekannt. Mit diesen Shutterbrillen lassen sich die durchgelassenen Bilder entsprechend synchronisieren. Den Kameras ist jeweils eine „Shutterbrille“ zur zeitlichen Synchronisierung der Bilder zugeordnet.
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Die Trennung der Darstellungen der zusammengehörenden Bilder erfolgt gemäß Anspruch 12, indem diese unterschiedlichen Bilder dargestellt werden durch Licht unterschiedlicher Polarisationsrichtungen und/oder durch Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Den Kameras ist jeweils ein Filtersystem zugeordnet, das ein Polarisationsfilter und/oder ein Farbfilter ist.
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Diese Ausgestaltung betrifft eine weitere Möglichkeit, eine Trennung der Bilddarstellungen vorzunehmen. Dabei wird den Kameras für die Durchführung des Tests ein entsprechendes Filter vorgeschaltet.
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Es erweist sich bei allen Ausgestaltung des Fahrzeugprüfstandes als vorteilhaft, dass trotz der beweglichen Ausgestaltung von Teilen des Fahrzeugprüfstandes keine Grube benötigt wird, um die entsprechenden Teile des Fahrzeugprüfstandes zu versenken. Soweit Teile des Fahrzeugprüfstandes bewegt werden müssen, erfolgt dies, indem diese Teile in horizontaler Richtung bewegt werden oder nach oben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt dabei:
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1: eine Perspektivansicht eines Fahrzeugprüfstandes mit geöffneter Einfahröffnung für ein Fahrzeug,
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2: eine Perspektivansicht eines Fahrzeugprüfstandes mit geöffneter Einfahröffnung und offener Decke,
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3: eine Perspektivansicht eines Fahrzeugprüfstandes mit offener Decke und ohne Seitenwände und
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4: eine Draufsicht auf einen Fahrzeugprüfstand mit offener Decke.
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1 zeigt eine Perspektivansicht eines Fahrzeugprüfstandes 1 mit geöffneter Einfahröffnung 2 für ein Fahrzeug.
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Durch die geöffnete Einfahröffnung 2 sind Aufhängungen und ein Teil einer eine Bilddarstellung wiedergebenden und/oder eine Bilddarstellung darstellenden Fläche 3 zu sehen. Diese Elemente des Fahrzeugprüfstandes werden in den nachfolgenden Figuren noch näher erläutert.
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In der Perspektivdarstellung der 1 sind zwei Seitenwände 4 und 5 des Fahrzeugprüfstandes 1 zu sehen sowie eine deckenförmige Abdeckung 6 des Fahrzeugprüfstandes 1.
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Durch die Seitenwände 4 und 5 (sowie auch durch die weiteren Seitenwände, die in der Perspektivansicht der 1 nicht zu sehen sind) wird das Eindringen von Licht in den Fahrzeugprüfstand reduziert.
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Die deckenförmige Abdeckung 6 reduziert das Eindringen von Licht von außen in den Fahrzeugprüfstand 1 weiter.
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Dadurch ergibt sich ein guter Kontrast der dargestellten Bilder in dem Fahrzeugprüfstand zum Kalibrieren von Kameras des Fahrzeugs sowie zum Test von Systemen des Fahrzeugs, bei denen diese Kameras Bestandteil der Systeme sind.
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2 zeigt eine Perspektivansicht eines Fahrzeugprüfstandes 1 mit geöffneter Einfahröffnung 2 und offener Decke.
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Es ist eine Tragstruktur zu erkennen, die horizontal in Längsrichtung des Fahrzeugprüfstandes 1 verlaufende längliche Tragelemente 202 aufweist.
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Die länglichen Tragelemente 202 erstrecken sich in Längsrichtung des Fahrzeugprüfstandes 1.
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Entlang dieser länglichen Tragelemente 202 sind Befestigungselemente 212 über Führungselemente 211 bewegbar, indem die Führungselemente 211 entlang des Tragelementes 202 verschiebbar sind. An den Befestigungselementen 212 sind Targets 201, 207, 208, 213 befestigt. Die Targets 201 sind die Flächen zur Bilddarstellung für die Kameras, die Targets 207 sind Dopplergeneratoren für Seiten-Radarsensoren, die Targets 208 sind Lichtkästen für die optischen Abstandssensoren und die Targets 213 sind Spiegel für die Front-Radarsensoren.
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Die Befestigungselemente 212 sind vertikale Stangen, an denen die Targets 201, 207, 208, 213 befestigt sind.
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Zumindest die Befestigungselemente 212, an denen Dopplergeneratoren 207, Spiegel 213 oder Lichtkästen 208 befestigt sind, lassen sich vorteilhaft um die vertikale Achse drehen, um die entsprechenden Targets 207, 208, 213 auf die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs ausrichten zu können.
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Es ist zu sehen, dass die Lichtkästen 208 und die Spiegel 213 an demselben Befestigungselement 212 angebracht sind. Damit lässt sich eines der Targets 208, 213 für die Durchführung der Kalibrierung bzw. die Durchführung von Tests zum Fahrzeug drehen, indem dieses Befestigungselement 212 entsprechend weit (bis zu 180°) gedreht wird.
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Eine Ausrichtung des Targets ist auch möglich, indem den einzelnen Targets eine eigene Drehmechanik zugeordnet ist. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn mehrere Targets an demselben Befestigungselement 211 angebracht sind. Dann lassen sich die Targets unabhängig voneinander in Bezug auf das Fahrzeug ausrichten.
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Weiterhin ist zu sehen, dass weitere Tragelemente 203, 204, 205, 206 mittels Führungselementen 214 an dem Tragelement 202 angebracht sind. Diese Tragelemente 203, 204, 205, 206 verlaufen ebenfalls in horizontaler Richtung, allerdings quer zur Längsrichtung des Fahrzeugprüfstandes 1. Über die Befestigung mittels der Führungselemente 214 sind die Tragelemente 203, 204, 205, 206 entlang den Tragelementen 202 in Längsrichtung des Fahrzeugprüfstandes 1 verschiebbar.
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An den Tragelementen 203, 204, 205, 206 sind wiederum mittels Führungselementen 211 weitere Befestigungselemente 212 angebracht, an denen Targets 201, 207, 208, 213 angebracht sind.
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Weiterhin ist in der Darstellung der 2 noch eine Schiene 209 zu sehen, die im Bodenbereich des Fahrzeugprüfstands 1 angeordnet ist. Entlang dieser Schiene 209 ist eine Messsonde 210 verschiebbar, mit der die Lage und die Orientierung des Fahrzeugs im Fahrzeugprüfstand 1 messbar ist. Dazu kann die Messsonde 210 an definierte Positionen entlang der Schiene 209 bewegt werden, um beispielsweise die Lage charakteristischer Punkte der Fahrzeugkarosserie zu erfassen und/oder die Parameter der Fahrwerkgeometrie wie beispielsweise Spur- und Sturzwinkel der Räder des Fahrzeugs.
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3 zeigt eine Perspektivansicht eines Fahrzeugprüfstandes 1 mit offener Decke und ohne Seitenwände. Identische Teile wie in der Darstellung der 2 sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
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Es ist zu sehen, dass der Fahrzeugprüfstand spiegelbildlich aufgebaut ist.
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Ergänzend zur Darstellung der 2 ist zu sehen, dass an den Ecken des Fahrzeugprüfstands 1 vier Stützen 301 vorhanden sind. Die die Tragelemente 202 tragen sowie die Tragelemente 303.
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Dadurch wird die Tragstruktur des Fahrzeugprüfstandes 1 definiert. An den Tragelementen 202, 303 sowie den Tragelementen 203, 204, 205 und 206 sind die Befestigungselemente 212 mittels der Führungselemente 211 befestigt, so dass die Befestigungselemente 212 entlang der Tragelemente verschiebbar sind. Diese Befestigungselemente enden oberhalb des Bodens.
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Zumindest einige der Befestigungselemente 212 sind noch um die vertikale Achse drehbar.
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Der Fahrzeugprüfstand 1 weist weiterhin ein Positioniersystem 302 auf. Wenn das Fahrzeug auf dieses Positioniersystem 302 auffährt, hat die Fahrzeugkarosserie eine definierte Ausrichtung und auch eine definierte Position bezogen auf den Fahrzeugprüfstand 1.
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Die Seitenwände und – soweit vorhanden – auch eine deckenförmige Abdeckung des Fahrzeugprüfstandes 1 kann an dieser Tragstruktur befestigt werden.
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4 zeigt eine Draufsicht auf einen Fahrzeugprüfstand 1 mit offener Decke. Identische Teile zu den 1 bis 3 sind wiederum mit identischen Bezugszeichen versehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015115607 [0022]
- WO 2010/025723 A1 [0040]
