DE102017203426A1

DE102017203426A1 - Kalibrierboden, Messvorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen

Info

Publication number: DE102017203426A1
Application number: DE102017203426.2A
Authority: DE
Inventors: Aleksandar Popovic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2018-09-06
Also published as: WO2018158073A1

Abstract

Ein Kalibrierboden (4) zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen, ist mit wenigstens einem Positionierungsmuster (6) ausgebildet, das es einer auf dem Kalibrierboden (4) angeordneten Messvorrichtung (10) ermöglicht, ihre aktuelle Position auf dem Kalibrierboden (4) anhand des wenigstens einen auf dem Kalibrierboden (4) ausgebildeten Positionierungsmusters (6) eindeutig zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalibrierboden, eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen.
Stand der Technik
Kraftfahrzeuge verfügen zunehmend über Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise über einen Spurhalteassistenten, eine Spurwechselwarnung („lane change warning“), über eine Spurverlassenswarnung („lane departure warning“), über eine Wärmebildkamera („night vision“) und/oder über eine Einparkhilfe.
Insbesondere bei optischen, d.h. kamerabasierten, Fahrerassistenzsystemen ist es erforderlich, dass die wenigstens eine Kamera des Fahrerassistenzsystems ein präzises, mit der Realität übereinstimmendes und korrekt auf das Fahrzeug ausgerichtetes Bild der Umgebung liefert. Hierfür müssen die Kameras des Fahrerassistenzsystems kalibriert werden. Dazu ist es insbesondere erforderlich, die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs zu bestimmen.
Hierfür kann beispielsweise ein kamerabasiertes System verwendet werden, bei dem die Ausrichtung der Räder an der Hinterachse des Fahrzeugs mit Hilfe von Mustern, die auf die Radnaben einer Hinterachse des Fahrzeugs aufgesteckt werden, genau vermessen wird.
Die bisher bekannten Systeme zur Kalibrierung optischer Fahrerassistenzsysteme haben einen großen Platzbedarf.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den bei der Kalibrierung von optischen Fahrerassistenzsystemen benötigten Raum zu reduzieren.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat ein Kalibrierboden zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen, wenigstens ein Positionierungsmuster, das so ausgebildet ist, dass es einer auf dem Kalibrierboden angeordneten Messvorrichtung möglich ist, ihre aktuelle Position auf dem Kalibrierboden anhand des Positionierungsmusters eindeutig zu bestimmen.
Eine mobile Messvorrichtung zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen, ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie in der Lage ist, ihre aktuelle Position auf einem erfindungsgemäßen Kalibrierboden anhand des auf dem Kalibrierboden ausgebildeten wenigstens einen Positionierungsmusters eindeutig zu bestimmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch ein System zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen mit einem erfindungsgemäßen Kalibrierboden und wenigstens einer mobilen Messvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, sowie ein Verfahren zum Bestimmen der Fahrwerksgeometrie eine Fahrzeugs, insbesondere zum Kalibrieren von Fahrerassistenzsystemen, wobei das Verfahren umfasst: ein Fahrzeug auf den Kalibrierboden aufzubringen; wenigstens einer Messvorrichtung auf dem Kalibrierboden anzuordnen; die Position der wenigstens einen Messvorrichtung auf dem Kalibrierboden mit Hilfe des wenigstens einen auf dem Kalibrierboden ausgebildeten Positionierungsmusters zu bestimmen; wenigstens ein Bild, das wenigstens einen Bereich, insbesondere ein Rad, des Fahrzeugs, umfasst, aufzunehmen; und das wenigstens eine Bild auszuwerten, um die Fahrwerksgeometrie des Fahrzeugs zu bestimmen.
Ein Verfahren zum Kalibrieren eines Fahrerassistenzsystems umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die Fahrwerksgeometrie eines Fahrzeugs wie zuvor beschrieben zu bestimmen; wenigstens ein Bild eines auf dem Kalibrierboden ausgebildeten Kalibriermusters durch das Fahrerassistenzsystem aufzunehmen; und das Fahrerassistenzsystem anhand der so bestimmten Fahrwerksgeometrie und des wenigstens einen aufgenommenen Bildes des Kalibriermusters zu kalibrieren.
In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Positionierungsmuster ein Muster, insbesondere ein gleichmäßiges Gitter- und/oder ein Punktmuster, das es ermöglicht, die lokale Position der Messvorrichtung auf dem Kalibrierboden mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Positionierungsmuster wenigstens ein nicht homogenes Element, das es ermöglicht, die globale Position der Messvorrichtung auf dem Kalibrierboden zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Positionierungsmuster ein nicht homogenes Muster, insbesondere ein Gitter- und/oder ein Punktmuster mit einer variablen Gitterkonstante, umfassen.
In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Positionierungsmuster einfarbig, insbesondere als schwarz/weiss-Muster ausgebildet. Ein einfarbiges Muster kann auch mit einer kostengünstigen schwarz/weiss-Kamera erfasst werden.
In einer Ausführungsform ist das Positionierungsmuster mehrfarbig ausgebildet. Ein mehrfarbiges Positionierungsmuster kann zusätzlich farbkodierte Informationen enthalten. Das Positionierungsmuster kann insbesondere zusätzliche Informationen enthalten, die es ermöglichen, die Position der Messvorrichtung auf dem Kalibrierboden mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
In einer Ausführungsform weist der Kalibrierboden wenigstens ein Kalibriermuster auf, das von dem Fahrerassistenzsystem, insbesondere einer Kamera des Fahrerassistenzsystems, erfasst werden kann, um das Fahrerassistenzsystem zu kalibrieren.
In einer Ausführungsform weist der Kalibrierboden wenigstens ein austauschbares Element auf. Das austauschbare Element kann insbesondere ein Kalibriermuster aufweisen. Dadurch kann das Kalibriermuster durch Austauschen des wenigstens einen austauschbaren Elements einfach verändert werden. Das Kalibriermuster kann so auf einfache Weise an verschiedene Fahrzeugtypen und/oder Typen von Fahrerassistenzsystemen angepasst werden.
Das austauschbare Element kann insbesondere als Kachel/Platte ausgebildet sein, die in eine entsprechende Aussparung, die in dem Kalibrierboden ausgebildet ist, eingesetzt werden kann. In diesem Fall ist die Position des Kalibriermusters in Bezug auf das Positionierungsmuster durch die vorgegebene Position der Aussparung eindeutig festgelegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Kalibriermuster an der korrekten Position angeordnet ist.
In einer Ausführungsform ist der Kalibrierboden als Teppich ausgebildet. Ein Teppich kann einfach und bequem auf einem Messplatz ausgelegt und bei Bedarf auch wieder vom Messplatz entfernt werden, insbesondere wenn der Raum des Messplatzes für andere Aufgaben benötigt wird.
Der Kalibrierboden / Teppich ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er sich unter dem Gewicht eines zu vermessenden Fahrzeugs und in dem am Messplatz üblichen Temperaturbereich nicht wesentlich, d.h. nicht außerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches, verformt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Messergebnisse und die auf den Messergebnissen beruhende Kalibrierung nicht durch Verformen des Kalibrierbodens über zulässige Toleranzen hinaus verfälscht werden.
In einer anderen Ausführungsform ist der Kalibrierboden fest auf den Boden des Messplatzes aufgebracht und/oder in den Boden integriert. Die Muster können insbesondere auf den Boden des Messplatzes aufgemalt, aufgedruckt oder in den Boden eingelassen sein.
In einer Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Messvorrichtung wenigstens eine Bildaufnahmevorrichtung (Kamera) auf, die zur Aufnahme wenigstens eines Bildes des Kalibrierbodens ausgebildet ist.
Die Messvorrichtung weist auch wenigstens eine Bildaufnahmevorrichtung auf, die zur Aufnahme wenigstens eines (Teil-)Bereichs eines auf dem Kalibrierboden angeordneten Fahrzeugs ausgebildet ist.
Die Messvorrichtung kann eine einzige Bildaufnahmevorrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, sowohl Bilder des Kalibrierbodens als auch Bilder des Fahrzeugs aufzunehmen. Alternativ können in der Messvorrichtung wenigstens zwei Bildaufnahmevorrichtungen vorgesehen sein, von denen jeweils wenigstens eine zur Aufnahme von Bildern des Kalibrierbodens als und zur Aufnahme von Bildern des Fahrzeugs ausgebildet ist.
In einer Ausführungsform weist ein erfindungsgemäßes System zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen, wenigstens zwei Messvorrichtungen auf, so dass die Räder an einer Achse des Fahrzeugs gleichzeitig auf beiden Seiten des Fahrzeugs betrachtet werden können.
Figurenbeschreibung
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
1 zeigt eine schematische Draufsicht und 2 zeigt eine schematische Frontansicht eines Messplatzes 2 zur Fahrzeugvermessung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem zu vermessenden Fahrzeug 12 und zwei mobilen Messvorrichtungen 10.
Der Messplatz 2 weist insbesondere einen Kalibrierboden 4 auf. Auf einem zentralen Bereich des Kalibrierbodens 4 ist ein gitterförmig dargestelltes Positionierungsmuster 6 ausgebildet. Das Positionierungsmuster 6 ermöglicht es den auf dem Kalibrierboden 4 angeordneten mobilen Messvorrichtungen 10, ihre jeweilige Position auf dem Kalibrierboden 4 exakt zu bestimmen.
In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Positionierungsmuster 6 beispielhaft als homogenes Gitter, d.h. als Gitter mit einer konstanten Gitterkonstante, dargestellt. Das Positionierungsmuster 6 kann jedoch auch ein anderes Positionierungsmuster 6, insbesondere ein Punktmuster sein. Das Positionierungsmuster 6 kann insbesondere nicht homogene Elemente 7a, 7b aufweisen, die es den mobilen Messvorrichtungen 10 ermöglichen, ihre Position auf dem Positionierungsmuster 6 exakt zu bestimmen.
Die nicht-homogenen Elemente 7a, 7b können insbesondere so ausgebildet sein, dass sie es ermöglichen, die Position der Messvorrichtungen 10 grob zu bestimmen, insbesondere einen Bereich zu bestimmen, in dem die jeweilige Messvorrichtung 10 angeordnet ist, während das homogene Punkt- oder Gittermuster 6 ausgebildet ist, die Position der jeweiligen Messvorrichtung 10 innerhalb des zuvor bestimmten Bereiches mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Gitter- bzw. Punktmuster 6 nicht homogen, z. B. mit einer variablen Gitterkonstante und/oder in verschiedenen Farben ausgebildet sein, so dass jede Messvorrichtung 10 ihre aktuelle Position anhand der lokalen Eigenschaften des Positionierungsmusters 6 exakt bestimmen kann.
Die Messvorrichtungen 10, die wie in der 2 gezeigt, z.B. als auf dem Kalibrierboden 5 bewegliche Pylone ausgebildet sein können, weisen jeweils wenigstens eine Bildaufnahmevorrichtung 14 auf, die ausgebildet ist, Bilder eines Bereichs des Kalibrierbodens 4, insbesondere des Positionierungsmusters 6, sowie des Fahrzeugs 12 aufzunehmen.
Anhand des aufgenommenen Bildes des Positionierungsmusters 6 kann die Position der jeweiligen Messvorrichtung 10 auf dem Kalibrierboden 4 exakt bestimmt werden.
Das aufgenommene Bild des Fahrzeugs 12, insbesondere des Rades 16 des Fahrzeugs 12 ermöglicht es, die Fahrwerksgeometrie des Fahrzeugs 12 exakt zu bestimmen. Die Messvorrichtungen 10 können insbesondere so ausgebildet sein, dass die Bildaufnahmevorrichtungen 14 immer in einem vorgegebenen Winkel, beispielsweise parallel, zur Ebene des Kalibrierbodens 4 ausgerichtet sind.
Die Fahrwerksgeometrie des Fahrzeugs 12 kann entweder mithilfe eines 3D-Models des Rades 16, das aus den von den Bildaufnahmevorrichtungen 14 aufgenommenen Bildern erzeugt wird, oder anhand des Schattens erfolgen, den das Rad 16 auf dem Kalibrierboden 4, insbesondere auf dem Positionierungsmuster 6, wirft. Dafür kann, z.B. an der Decke über dem Messplatz 2, eine in den Figuren nicht gezeigte Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen sein, die den Messplatz 2 und das Fahrzeug 12 auf geeignete Art und Weise beleuchtet.
In einem nicht in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel kann jede Messvorrichtung 10 jeweils mit wenigstens zwei Bildaufnahmevorrichtungen 14 ausgebildet sein, von denen wenigstens eine zur Aufnahme eines Bildes des Positionierungsmusters 6 des Kalibrierbodens 4 vorgesehen ist, während wenigstens eine weitere Bildaufnahmevorrichtung 14 zur Aufnahme eines Bildes des Fahrzeugs 12, insbesondere des Rades 16 des Fahrzeugs 12 vorgesehen und ausgerichtet ist.
Auf dem Kalibrierboden 4 sind zusätzlich, insbesondere außerhalb des Positionierungsmusters 6, mehrere Kalibriermuster 8 vorgesehen, die von wenigstens einer Bildaufnahmevorrichtung 18 eines in dem Fahrzeug 12 installierten Fahrerassistenzsystems aufgenommen werden, um das Fahrerassistenzsystem in Verbindung mit den durch die Messvorrichtung 10 bestimmten Werten der Fahrwerksgeometrie zu kalibrieren.
Die in der 1 schematisch dargestellten Kalibriermuster 8 können herstellerspezifisch sein. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kalibriermuster 8 daher austauschbar. Die Kalibriermuster 8 können insbesondere als austauschbare Platten bzw. Elemente des Kalibrierbodens 4 ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Kalibrierboden 4 durch Austausch der Platten bzw. Elemente an den jeweiligen Hersteller des Fahrzeugs 12 bzw. des Kalibriersystems angepasst werden.
Das Positionierungsmuster 6 kann fest auf den Boden des Messplatzes 2 aufgebracht, z.B. aufgemalt sein. Alternativ kann der Kalibrierboden 4 als ausrollbarer Teppich ausgebildet sein, der insbesondere Aussparungen zur Aufnahme der austauschbaren Kalibriermuster 8 aufweist.
Der Kalibrierboden 4 ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das sich durch das Gewicht üblicher Fahrzeuge 12 und im Bereich der für den Messplatz 2 üblichen Temperaturen nicht über zulässige Toleranzen hinaus verformt, so dass das Positionierungsmuster 6 nicht verzerrt wird und unter allen Betriebsbedingungen eine hinreichend genaue Bestimmung der Positionen der Messvorrichtungen 10 ermöglicht.

Claims

Kalibrierboden (4) zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierboden (4) mit wenigstens einem Positionierungsmuster (6) ausgebildet ist, das es einer auf dem Kalibrierboden (4) angeordneten Messvorrichtung (10) ermöglicht, ihre Position auf dem Kalibrierboden (4) anhand des auf dem Kalibrierboden (4) ausgebildeten wenigstens einen Positionierungsmusters (6) eindeutig zu bestimmen.
Kalibrierboden (4) nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Positionierungsmuster (6) ein Gitter- und/oder Punktmuster umfasst.
Kalibrierboden (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine Positionierungsmuster (6) ein homogenes Positionierungsmuster (6) ist
Kalibrierboden (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Positionierungsmuster (6) wenigstens ein nicht homogenes Element (7a, 7b) aufweist.
Kalibrierboden (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kalibrierboden (4) wenigstens ein Kalibriermuster aufweist, wobei das Kalibriermuster insbesondere auf einem austauschbaren Element (8) des Kalibrierbodens (4) ausgebildet ist.
Kalibrierboden (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kalibrierboden (4) als Teppich ausgebildet ist.
Mobile Messvorrichtung (10) zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (10) ausgebildet ist, ihre Position auf einem Kalibrierboden (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche anhand des auf dem Kalibrierboden (4) ausgebildeten wenigstens einen Positionierungsmusters (6) eindeutig zu bestimmen.
Mobile Messvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei die Messvorrichtung (10) wenigstens eine Bildaufnahmevorrichtung (14) aufweist, die zur Aufnahme eines Bildes des Kalibrierbodens (4) ausgebildet ist, und wobei die Messvorrichtung (10) wenigstens eine Bildaufnahmevorrichtung (14) aufweist, die zur Aufnahme eines auf dem Kalibrierboden (4) angeordneten Fahrzeugs ausgebildet ist.
System zur Fahrzeugvermessung, insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen, mit einem Kalibrierboden (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, und wenigstens einer Messvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8.
System nach Anspruch 9, wobei das System wenigstens zwei Messvorrichtungen (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8 aufweist.
Verfahren zum Bestimmen der Fahrwerksgeometrie eines Fahrzeugs (10), insbesondere zur Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen mit einem System nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Verfahren umfasst: - Aufbringen des Fahrzeugs (10) auf den Kalibrierboden (4); - Anordnen wenigstens einer Messvorrichtung (10) auf dem Kalibrierboden (4); - Bestimmen der Position der wenigstens einen Messvorrichtung (10) auf dem Kalibrierboden (4) anhand des wenigstens einen auf dem Kalibrierboden (4) ausgebildeten Positionierungsmusters (6); - Aufnehmen wenigstens eines Bildes, das wenigstens einen Bereich des Fahrzeugs (10), insbesondere ein Rad (16) des Fahrzeugs (10), umfasst; und - Bestimmen der Fahrwerksgeometrie des Fahrzeugs (10) durch Auswerten des wenigstens einen aufgenommenen Bildes.
Verfahren zum Kalibrieren eines Fahrerassistenzsystems, wobei das Verfahren umfasst: - Bestimmen der Fahrwerksgeometrie eines Fahrzeugs (10) gemäß Anspruch 11; - Aufnehmen wenigstens eines Bildes eines auf dem Kalibrierboden (4) ausgebildeten Kalibriermusters (8) durch das Fahrerassistenzsystem; und - Kalibrieren des Fahrerassistenzsystems anhand der bestimmten Fahrwerksgeometrie und des wenigstens einen aufgenommenen Bildes des Kalibriermusters (8).