-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung einer Fahrzeugkamera eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkamera zur Ausführung eines solchen Verfahrens.
-
Fahrzeugkameras dienen in der Regel zur Erfassung relevanter Objekte wie z. B. Hindernisse, Ampeln, Fußgänger oder weitere Verkehrsteilnehmer in der Fahrzeugumgebung eines Kraftfahrzeugs. Durch die Objekterfassung ist es möglich in Kraftfahrzeugen verschiedene Fahrerassistenzvorrichtungen wie zum Beispiel einen Bremsassistenten oder Abstandswarner umzusetzen.
-
Üblicherweise sind Fahrzeugkameras zu kalibrieren oder im Fahrzeug auszurichten, um sicherzustellen, dass dargestellte Merkmale der Fahrzeugumgebung räumlich korrekt zugeordnet werden und somit hierdurch verursachte Fehlfunktionen der Fahrerassistenzvorrichtungen vermeiden zu können. Für die erstmalige Kalibrierung bzw. Ausrichtung finden üblicherweise Kalibriermessstände Einsatz.
-
Aus der Druckschrift
EP 2 237 224 A1 ist beispielsweise eine Kalibriervorrichtung für eine eingebaute Kamera eines Fahrzeugs bekannt.
-
Die Druckschrift
DE 10 2013 012 988 A1 offenbart ein Verfahren zur Kalibrierung eines digitalen optischen Abbildungssystems, ein Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern in einem digitalen optischen Abbildungssystem sowie ein digitales Abbildungssystem.
-
Die Druckschrift
EP 1 089 054 A2 zeigt eine Kamerabefestigungsanorndung und -justieranordnung. Weiterhin wird ein Verfahren zum Untersuchen einer Aufnahmerichtung einer Kamera offenbart.
-
Problematisch sind insbesondere Scheibenwechsel oder ein Kamerawechsel, welche beiderseits eine Neuausrichtung der Fahrzeugkamera im Fahrzeug erfordern. Insbesondere im Werkstattbereich stehen die für die Kalibrierung bzw. Ausrichtung erforderlichen Kalibriermessstände vor allem aufgrund des Kosten- und technischen Aufwands oftmals nicht zur Verfügung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit denen eine Kalibrierung oder Ausrichtung von einer Fahrzeugkamera insbesondere nach einem Scheiben- und/oder Kamerawechsel auf einfache und kostengünstige Weise ermöglicht wird.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und durch die Figuren dargelegt.
-
Es wird ein Verfahren zur Kalibrierung einer Fahrzeugkamera eines Fahrzeugs wie z. B. einem PKW vorgeschlagen. Insbesondere ist das Verfahren nach einem Scheibenwechsel und/oder nach einem Kameraaustausch, welche beiderseits eine Neuausrichtung der Fahrzeugkamera im Fahrzeug erfordern, vorgesehen. Beispielsweise ist die Fahrzeugkamera in einem Innenraum des Fahrzeugs hinter einer Scheibe, insbesondere der Windschutzscheibe zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung anordbar oder angeordnet. Bei der Fahrzeugumgebung handelt es sich beispielsweise um einen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden oder rückwärtigen Umgebungsbereich. Vorzugsweise umfasst die Fahrzeugkamera mindestens eine Optik zur Projektion von Licht sowie mindestens einen Bildsensor wie z. B. einen CMOS-Sensor zur Erfassung des von der Optik projizierten Lichts.
-
Insbesondere ist die Fahrzeugkamera in eine Fahrerassistenzvorrichtung integrierbar oder mit dieser verbindbar. Die Fahrerassistenzvorrichtung umfasst z. B. einen (Not-)Brems-, einen (Not-)Lenk-, Einpark-, Verkehrszeichenerkennungs-, Geschwindigkeitsregelungs- und/oder einen Spurhalteassistenten. Im Fahrbetrieb können aus den von der Fahrzeugkamera aufgenommenen Kamerabildern Objekte wie z. B. weitere Verkehrsteilnehmer, Ampeln, Verkehrszeichen und/oder Fahrspuren ausgewertet werden.
-
Um insbesondere Fehlfunktionen von der auf den Kamerabildern basierenden Fahrerassistenzvorrichtung zu vermeiden, erfolgt vor einer Inbetriebnahme insbesondere eine Kalibrierung der Fahrzeugkamera. Vorzugsweise wird für die Kalibrierung das Fahrzeug mit der Fahrzeugkamera relativ zu einer Kalibriermarke mit einem festgelegten Abstand und/oder in einem rechten Winkel der optischen Achse der Fahrzeugkamera zu einem Flächenabschnitt der Kalibriermarke positioniert. Beispielsweise wird die Fahrzeugkamera mittels eines Diagnosetesters in einen Kalibriermodus geschaltet oder der Kalibriermodus, in dem die Fahrzeugkamera kalibriert wird, initialisiert.
-
Die Fahrzeugkamera nimmt insbesondere in dem Kalibriermodus mindestens ein Referenzbild mit der in einem Blickfeld der Fahrzeugkamera angeordneten Kalibriermarke auf. Das aufgenommene Referenzbild entspricht insbesondere der vom Bildsensor insgesamt verfügbaren Bildgröße. Bei der Kalibriermarke kann es sich um eine ortsfeste Kalibriermarke, so z. B. um eine an einer Wand angeordneten Positionsmarke, alternativ um eine mobile Kalibriermarke handeln.
-
In einem nächsten Schritt wird in dem mindestens einen aufgenommenen Referenzbild eine Lageabweichung von der Kalibriermarke, insbesondere von einem Zentrum der Kalibriermarke zu einem Bildzentrum des Referenzbildes bestimmt. In Abhängigkeit von der bestimmten Lageabweichung wird ein Bildausschnitt, insbesondere der größtmögliche Bildausschnitt von dem aufgenommenen Referenzbild selektiert, bei dem die Kalibriermarke mittig, somit insbesondere im Zentrum des Bildausschnitts angeordnet ist. Folglich wird mit anderen Worten im Falle einer zur Mitte des Referenzbildes versetzten Lage der Kalibriermarke insbesondere derjenige Bildausschnitt ausgewertet, bei dem sich die Kalibriermarke nunmehr im Zentrum befindet. Vorzugsweise werden bei der Selektion des Bildausschnitts im Falle der Lageabweichung mindestens einer der vier Randbereiche des Referenzbildes ausgeschlossen.
-
Der selektierte Bildausschnitt wird als ein insbesondere durch die Fahrerassistenzvorrichtung auszuwertender Bildauswertebereich für die von der Fahrzeugkamera im Fahrbetrieb aufzunehmenden Kamerabilder festgelegt. Somit wird vorzugsweise im Falle einer Lageabweichung der Kalibriermarke ausschließlich ein Teilbildbereich der im Fahrbetrieb aufgenommenen Kamerabilder zur Objekterkennung wie z. B. der Verkehrszeichen ausgewertet. Beispielsweise ist die Fahrzeugkamera im Fahrbetrieb in einem Fahrbetriebsmodus geschaltet, bei dem vorzugsweise die Objekterkennung in dem festgelegten Bildauswertebereich durchgeführt wird.
-
Somit erfolgt vorzugsweise in dem Fahrbetriebsmodus die Aufnahme von Kamerabildern durch die Fahrzeugkamera sowie die Auswertung von Bildinformationen ausschließlich in dem festgelegten Bildauswertebereich beispielsweise durch die Fahrerassistenzvorrichtung. Bei der Auswertung des Bildauswertebereichs erfolgt insbesondere die Objekterkennung für die Ausführung der auf der Objekterkennung basierenden Fahrerassistenzvorrichtung wie z. B. die Auswertung von Fahrspuren für den Spurhalteassistenten.
-
Insbesondere erfolgt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren z. B. nach einem Scheibenwechsel oder im Falle einer neuen im Fahrzeug verbauten Fahrzeugkamera die Nach- bzw. Neukalibrierung rein elektronisch. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise auf eine zeit- und kostenintensive mechanische Nachjustierung verzichtet werden.
-
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkamera, welche ausgebildet ist, das Verfahren nach der vorhergehenden Beschreibung auszuführen.
-
Besonders bevorzugt umfasst das Fahrzeug eine Fahrerassistenzvorrichtung, welche ausgebildet ist, ausschließlich den in den von der Fahrzeugkamera aufgenommenen Kamerabildern festgelegten Bildauswertebereich auszuwerten. Insbesondere ist die Fahrerassistenzvorrichtung ausgebildet, in dem festgelegten Bildauswertebereich Objekte zur Ausführung von auf der Objekterkennung basierenden Fahrerassistenzfunkionen wie z. B. einen Einpark-, Fahrspur-, Ausweichmanöver-, Geschwindigkeitsregelungs- und/oder Notbremsassistenten zu erkennen.
-
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
-
1 in einer schematischen Darstellung einen Kalibriermessplatz zur Kalibrierung einer Fahrzeugkamera eines Fahrzeugs.
-
2 ein durch die aus 1 gezeigte Fahrzeugkamera aufgenommenes Referenzbild mit einer Lageabweichung einer Referenzmarke zu einem Bildzentrum des Referenzbilds;
-
3 einen selektierten Bildausschnitt des Referenzbilds mit einer mittig angeordneten Kalibriermarke;
-
4 den in 3 selektierten Bildausschnitt als festgelegter Bildauswertebereich für ein von der Fahrzeugkamera im Fahrbetrieb aufgenommenes Kamerabild.
-
1 zeigt ein Fahrzeug 1 umfassend eine Fahrzeugkamera 2, welche bei diesem Ausführungsbeispiel die in Fahrtrichtung vorausliegende Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs 1 erfasst. Beispielsweise ist die Fahrzeugkamera 2 im Fahrzeuginnenraum hinter der Windschutzscheibe angeordnet.
-
Das Fahrzeug 1 ist auf einem Kalibriermessplatz zur Kalibrierung der Fahrzeugkamera 2 in einer festgelegten Relativposition der Fahrzeugkamera 2 zu einer Kalibriermarke 4 angeordnet. Hierzu ist die Kalibriermarke 4 in einer bestimmten Höhe 5 und das Fahrzeug 1 in einem bestimmten Abstand 6 zur Kalibriermarke 4 angeordnet. Die Positionierung des Fahrzeugs 2 relativ zur Kalibriermarke 4 kann beispielsweise mittels Bodenmarkierungen 7 vereinfacht werden.
-
Das Fahrzeug 1 umfasst eine Fahrerassistenzvorrichtung 3, wobei die Fahrzeugkamera 2 vorzugsweise mit der Fahrerassistenzvorrichtung 3 zur Übermittlung von im Fahrbetrieb aufgenommenen Kamerabildern 11 verbunden ist. Die Fahrerassistenzvorrichtung 3 ist insbesondere ausgebildet, auf Basis einer Bildauswertung der übermittelten Kamerabilder 11 mindestens eine Fahrerassistenzfunktion wie z. B. einen Notbremsassistenten auszuführen.
-
Um eine präzise Objektauswertung in den Kamerabildern sicherzustellen, erfolgt eine Kalibrierung und Ausrichtung der Fahrzeugkamera 2. Für die Kalibrierung wird ein Referenzbild 8 mit der im Blickfeld angeordneten Kalibriermarke 4 durch die Fahrzeugkamera 2 aufgenommen. In einem anschließenden Schritt wird eine Lageabweichung von der Kalibriermarke 4 zum Bildzentrum des Referenzbildes 8 bestimmt. Mit anderen Worten erfolgt insbesondere eine kamerainterne Auswertung, bei dieser die Position der Kalibriermarke 4 relativ zum aufgenommenen Bildinhalt geprüft wird. Wie in 2 beispielhaft dargestellt, ist die Kalibriermarke 4 in dem aufgenommenen Referenzbild 8 dezentral angeordnet. Beispielsweise umfasst die Fahrzeugkamera 2 eine Auswerteeinrichtung, welche ausgebildet ist, die Lageabweichung zu bestimmen.
-
Wie in 3 dargestellt, wird in Abhängigkeit von der bestimmten Lageabweichung ein Bildausschnitt 9 von dem Referenzbild 8 selektiert, bei dem die Kalibriermarke 4 mittig im Bildausschnitt 9 angeordnet ist.
-
Vorzugsweise wird bei der Selektion des Bildausschnitts 9 im Falle der Lageabweichung mindestens einer der vier Randbereiche des Referenzbildes 8, bei diesem Ausführungsbeispiel zwei der vier Randbereiche ausgeschlossen. Die Selektion des Bildausschnitts 9 erfolgt beispielsweise durch die Auswerteeinrichtung der Fahrzeugkamera 2.
-
Der selektierte Bildausschnitt 9 wird als ein auszuwertender Bildauswertebereich 10 für die von der Fahrzeugkamera 2 im Fahrbetrieb aufzunehmenden Kamerabilder 11 festgelegt. In 4 ist beispielhaft ein durch die Fahrzeugkamera 2 aufgenommenes
-
Kamerabild 11 mit dem festgelegten Bildauswertebereich 10 dargestellt. Mit anderen Worten wird insbesondere das Gesamtbild elektronisch durch Selektion der im Fahrbetrieb auszuwertenden Pixelpunkte derart beschnitten, dass die Kalibriermarke 4 in der zentralen Soll-Position angeordnet ist. Somit werden Objekte, in 4 beispielhaft Verkehrszeichen 12 für einen Verkehrszeichenerkennungsassistenten, ausschließlich in dem Bildauswertebereich 10 des Kamerabilds 11 ausgewertet.
-
Da das Referenz- und Kamerabild 8, 11 insbesondere von demselben Bildsensor aufgenommen wurden, ist ebenso die Bildgröße dieselbe. Folglich sind insbesondere die Größe und Relativposition des im Referenzbild 8 selektierten Bildausschnitts 9 und des im Kamerabild 11 festgelegten Bildauswerteausschnitts 10 identisch. Die Größe und Relativposition des festgelegten, auszuwertenden Bildauswertebereichs 10 bleibt somit für alle aufgenommenen Kamerabilder 11 unverändert.
-
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere eine Neuausrichtung einer optischen Achse der Fahrzeugkamera 2 mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand ermöglicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugkamera
- 3
- Fahrerassistenzvorrichtung
- 4
- Kalibriermarke
- 5
- Höhe der Kalibriermarke
- 6
- Abstand der Kalibriermarke zum Kraftfahrzeug
- 7
- Bodenmarkierung
- 8
- Aufgenommenes Referenzbild der Fahrzeugkamera
- 9
- Selektierter Bildausschnitt
- 10
- Festgelegter Bildauswertebereich
- 11
- Kamerabild
- 12
- Verkehrszeichen
