DE102017213421A1

DE102017213421A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Referenztargets

Info

Publication number: DE102017213421A1
Application number: DE102017213421.6A
Authority: DE
Inventors: Davide Iacovelli; Reiner Leikert; Vikresh Kumar Gyanani
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-02-07
Also published as: WO2019025062A1

Abstract

Ein Verfahren zum Kalibrieren eines Referenztargets (14) für ein Fahrerassistenzsystem (5) umfasst ein Fahrzeug (4) mit einem Fahrerassistenzsystem (5) auf einem Messplatz (2) zu positionieren, das Referenztarget (14) vor oder hinter dem Fahrzeug (4) zu platzieren und mittels wenigstens eines auf dem Messplatz (2) angeordneten Messwertaufnehmers (8), der zur Fahrzeugvermessung ausgebildet ist, die geometrische Längsfahrachse (L) des Fahrzeugs (4) sowie den Abstand (D) des Referenztargets (14) von dem Fahrzeug (4) und/oder die Höhe des Referenztargets (14) über dem Boden (3) des Messplatzes (2) zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Referenztargets, insbesondere eines Referenztargets, das zum Kalibrieren eines Fahrerassistenzsystems („Driver Assistance System“, „DAS“) vorgesehen ist.
Stand der Technik
Moderne Fahrzeuge sind häufig mit Fahrerassistenzsystemen, wie z.B. Abstandswarnern, Brems- und Spurhalteassistenten usw., ausgestattet, die den Fahrer beim Steuern des Fahrzeugs unterstützen. Die Fahrerassistenzsysteme verfügen in der Regel über wenigstens eine Bildaufnahmevorrichtung, die ausgebildet ist, Bilder des Bereichs vor oder hinter dem Fahrzeug aufzunehmen. Solche Bildaufnahmevorrichtungen müssen nach dem Einbau in das Fahrzeug justiert und kalibriert werden.
Dazu wird ein geeignetes Referenztarget („Fahrerassistenzsystem-Referenztarget“) im Blickfeld der Bildaufnahmevorrichtung vor oder hinter dem Fahrzeug platziert. Um die Kalibrierung durchführen zu können, müssen die Höhe und der Abstand des Referenztargets vom Fahrzeug bekannt sein. Die Höhe und der Abstand werden bisher manuell, z.B. mit einem Bandmaß, vermessen und manuell in eine Kalibriervorrichtung eingegeben. Alternativ wird das Referenztarget an einer vorgegebenen Position, d.h. in einer vorgegebenen Höhe und in einem vorgegebenen Abstand vom Fahrzeug positioniert. Auch hierbei werden die Höhe und der Abstand manuell vermessen und kontrolliert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Kalibrieren und Positionieren eines Fahrerassistenzsystem-Referenztargets zu vereinfachen und zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung:
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Kalibrieren eines Fahrerassistenzsystem-Referenztargets, ein Fahrzeug, das mit einem Fahrerassistenzsystem ausgestattet ist, auf einem Messplatz zu positionieren, das Referenztarget vor oder hinter dem Fahrzeug zu platzieren und mittels eines an dem Messplatz angeordneten Messwertaufnehmers, wie er zur Fahrzeugvermessung verwendet wird, den Abstand des Referenztargets von dem Fahrzeug und/oder die Höhe des Referenztargets über dem Messplatz zu bestimmen.
Ein Messwertaufnehmer zur Fahrzeugvermessung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat wenigstens eine optische Vorrichtung, die zum optischen Erfassen eines Fahrerassistenzsystem-Referenztargets ausgebildet ist. Der Messwertaufnehmer ist ausgebildet, den Abstand und/oder die Höhe eines Fahrerassistenzsystem-Referenztargets, das vor oder hinter einem Fahrzeug auf einem Messplatz positioniert ist, zu bestimmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch, einen Messwertaufnehmer, wie er zur Fahrzeugvermessung verwendet wird, zum Bestimmen und/oder Einstellen des Abstandes und/oder der Höhe eines Fahrerassistenzsystem-Referenztargets zu verwenden.
Durch maschinelles Bestimmen des Abstandes und/oder der Höhe des Fahrerassistenzsystem-Referenztargets mit Hilfe eines an dem Messplatz angeordneten Messwertaufnehmers kann die Kalibrierung des Referenztargets vereinfacht und beschleunigt werden. Darüber hinaus wird die Zuverlässigkeit erhöht, da menschliche Fehler, die bei einer manuellen Messung und/oder Übertragung der Messwerte auftreten können, vermieden werden.
Ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann durch eine geeignete Software in einem herkömmlichen Messwertaufnehmer, wie er in der Fahrzeugvermessung zum Einsatz kommt, implementiert werden. Es ist insbesondere keine zusätzliche / neue Hardware erforderlich. Die Erfindung kann daher kostengünstig umgesetzt werden.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, die geometrische Längsfahrachse des Fahrzeugs zu bestimmen. Das Bestimmen der geometrischen Längsfahrachse des Fahrzeugs ermöglicht es, das Referenztarget auf der Längsfahrachse anzuordnen und orthogonal zur Längsfahrachse des Fahrzeugs auszurichten, um eine möglichst exakte Kalibrierung des Fahrerassistenzsystems zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform wird die geometrische Längsfahrachse des Fahrzeugs durch Vermessen der Räder an der Hinterachse des Fahrzeugs (Hinterräder) bestimmt. Dazu können insbesondere Messtargets (Radtargets) an den Hinterrädern des Fahrzeugs montiert werden. Auf diese Weise können die Position und die Ausrichtung eines vor dem Fahrzeug angeordneten Referenztargets in Bezug auf die Längsfahrachse des Fahrzeugs bestimmt werden, um das Referenztarget korrekt vor dem Fahrzeug auszurichten.
Mit an den Vorderrädern des Fahrzeugs montierten Messtargets (Radtargets) können analog die Position und die Ausrichtung eines hinter dem Fahrzeug angeordneten Referenztargets bestimmt werden, um das Referenztarget korrekt hinter dem Fahrzeug auszurichten.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, die auf die beschriebene Weise für den Abstand und/oder die Höhe des Referenztargets bestimmten Werte mit vorgegebenen Werten zu vergleichen und die Position des Referenztargets zu verändern, bis die Differenz zwischen den vorgegebenen und den bestimmten Werten einer vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
Auf diese Weise kann das Referenztarget mit hoher Genauigkeit an der richtigen Position positioniert werden. Die vorgegebenen Werte können vom Fahrzeugtyp, vom Typ des Fahrerassistenzsystems und/oder von der Art des Referenztargets abhängig sein.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, das Fahrzeug auf einer (Hebe-)Bühne zu platzieren, wobei wenigstens einer der Messwertaufnehmer an der Bühne angebracht ist. Bühnen, an die Messwertaufnehmer montiert oder montierbar sind, werden in der Fahrwerksvermessung verwendet. Sie können auf die beschriebene Weise auch zum kostengünstigen Kalibrieren von Referenztargets verwendet werden.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, die Höhe einer Aufstandsfläche des Fahrzeugs, die Höhe des Messwertaufnehmers in Bezug auf die Aufstandsfläche und die Höhe der Aufstandsfläche des Referenztargets zu bestimmen, um eine exakte Höheneinstellung des Referenztargets zu ermöglichen. Diese Werte können insbesondere einmalig beim Einrichten des Messplatzes bestimmt und im Messwertaufnehmer oder einer Kalibriervorrichtung gespeichert werden, so dass die bei jeder folgenden Messung und Kalibrierung verwendet werden können und nicht erneut bestimmt werden müssen.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messplatzes mit einem Fahrzeug und einem Referenztarget;
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Messplatz mit dem Fahrzeug und dem Referenztarget; und
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ausrichten des Referenztargets vor dem Fahrzeug.

Figurenbeschreibung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messplatzes 2 mit einem Fahrzeug 4 und einem Referenztarget 14 und 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Messplatz 2 mit dem Fahrzeug 2 und dem Referenztarget 14.
In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel steht das Fahrzeug 4 auf Fahrschienen 6 einer (Hebe-)Bühne 17, wie sie häufig zum Einsatz kommt. Um die Darstellung zu vereinfachen sind die Fahrschienen 6 in der 2 nicht gezeigt.
Das Referenztarget 14 ist vor dem Fahrzeug 4 platziert. Das Referenztarget 14 weist eine zentrale Referenzmusterplatte 16 auf, auf der ein erstes Referenzmuster ausgebildet ist, das zur Kalibrierung eines im Fahrzeug 4 verbauten Fahrerassistenzsystems 5 vorgesehen ist.
Zwei sich in horizontaler Richtung erstreckende Arme 15 stützen zwei seitliche Referenzmusterplatten 18 ab, auf denen jeweils ein zweites Referenzmuster ausgebildet ist. Die zweiten Referenzmuster dienen zur Kalibrierung des Referenztargets 14, wie es im Folgenden beschrieben wird.
Durch die mechanische Konstruktion des Referenztargets 14, insbesondere der beiden Arme 15, ist die räumliche Beziehung zwischen der zentralen Referenzmusterplatte 16 und den seitlichen Referenzmusterplatten 18 fest vorgegeben. Aus der Position und Ausrichtung der seitlichen Referenzmusterplatten 18 kann daher auf die Ausrichtung der zentralen Referenzmusterplatte 16 geschlossen werden.
Die in der 1 gezeigten ersten und zweiten Referenzmuster sind nur beispielhaft. Der Fachmann versteht, dass andere Referenzmuster verwendet werden können, soweit sie zur Kalibrierung geeignet sind.
Seitlich, entlang der Längsrichtung in etwa in der Mitte des Fahrzeugs 4, sind zwei Messwertaufnehmer 8, wie sie aus der Fahrzeug- / Fahrwerksvermessung bekannt sind, an den Schienen 6 angebracht. Dabei ist ein Messwertaufnehmer 8 auf jeder Seite des Fahrzeugs 4 angebracht.
Die beiden Messwertaufnehmer 8 stehen unterhalb des Fahrzeugs 4 in Sichtverbindung zueinander und sind durch eine optische Referenzstrecke 11, die unterhalb des Fahrzeugs 4 verläuft, gegeneinander referenziert.
An der Rädern 10, die an der Hinterachse 9 des Fahrzeugs 4 angebracht sind, („Hinterrädern“ 10) ist jeweils ein Radtarget 12 montiert, das parallel zur Hinterachse 9 seitlich von dem Fahrzeug 4 hervorsteht.
Jeder der Messwertaufnehmer 8 verfügt über wenigstens eine erste Bildaufnahmevorrichtung 8a, die zum Heck des Fahrzeugs 4 ausgerichtet und ausgebildet ist, jeweils eines der Radtargets 12 optisch zu erfassen. Der Messwertaufnehmer 8 ist so in der Lage, die Position des Radtargets 12 in Bezug auf den jeweiligen Messwertaufnehmer 8 zu bestimmen.
Da die Position der Messwertaufnehmer 8 zueinander aufgrund der Referenzstrecke 11 und die räumliche Beziehung zwischen den Radtargets 12 und den Hinterrädern 10, an denen sie angebracht sind, bekannt sind, kann auf diese Weise die Spur der Hinterräder 10 und damit die geometrische Längsfahrachse L des Fahrzeugs 4 bestimmt werden.
Jeder der Messwertaufnehmer 8 verfügt darüber hinaus über wenigstens eine zweite, in der 1 nicht gezeigte, Bildaufnahmevorrichtung 8b, die nach vorne ausgerichtet ist, um eine der seitlichen Referenzmusterplatten 18 des Referenztargets 14 optisch zu erfassen (siehe 2). Der Messwertaufnehmer 8 ist so in der Lage, die Position und die Ausrichtung der jeweiligen seitlichen Referenzmusterplatte 18 zu bestimmen.
Die Bildaufnahmevorrichtungen 8a, 8b können Mono- oder Stereokameras, Farb- oder s/w-Kameras sein.
Da die Position und die Ausrichtung der seitlichen Referenzmusterplatten 18 in Bezug auf das Referenztarget 14, insbesondere der zentralen Referenzmusterplatte 16, bekannt und festgelegt sind, können auf diese Weise die Position und die Ausrichtung der zentralen Referenzmusterplatte 16 bestimmt werden. Dies ermöglicht es, die zentrale Referenzmusterplatte 16 in einer vorgegebenen Position und Ausrichtung in Bezug auf das Fahrzeug 4, insbesondere in Bezug auf die geometrische Längsfahrachse L des Fahrzeugs 4, zu positionieren, um das im Fahrzeug 4 verbaute Fahrerassistenzsystem 5 in Bezug auf die zentrale Referenzmusterplatte 16 kalibrieren zu können.
Die auf diese Weise bestimmten Parameter umfassen insbesondere den Winkel α zwischen der geometrischen Längsfahrachse L des Fahrzeugs 4 und der zentralen Referenzmusterplatte 16, den Abstand d der zentralen Referenzmusterplatte 16 von dem Fahrzeug 4, insbesondere von der Hinterachse 9 des Fahrzeugs 4, sowie die Höhe der zentralen Referenzmusterplatte 16 über dem Boden 3 des Messplatzes 2.
Die bestimmten Parameter können auf einer Anzeigevorrichtung 20 angezeigt werden. Das Referenztarget 14 kann dann so bewegt und ausgerichtet werden, dass die wie beschrieben bestimmten Parameter, innerhalb einer vorgegebenen Toleranz, mit für das jeweilige Fahrzeug 4, Fahrerassistenzsystem 5 und/oder Referenztarget 14 vorgegebenen Parametern übereinstimmen. Auch die vorgegebenen Parametern und/oder die Differenzen zwischen den bestimmten und vorgegebenen Parametern können angezeigt werden.
Das Referenztarget 14 kann manuell ausgerichtet werden. Dabei können einem Benutzer konkrete Anweisungen gegeben werden, wie das Referenztarget 14 zu bewegen ist, um die gewünschte Position zu erreichen.
Alternativ können am Referenztarget 14 in den Figuren nicht gezeigte Aktuatoren / Motore vorgesehen sein, die es ermöglichen, das Referenztarget 14 vollautomatisch in die gewünschte Position zu bringen.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ausrichten des Referenztargets 14 vor dem Fahrzeug 4.
In einem ersten Schritt 110 wird das Fahrzeug 4 auf dem Messplatz 2 platziert und die Radtargets 12 werden an den Hinterrädern 10 des Fahrzeugs 4 montiert.
In einem zweiten Schritt 120 wird das Referenztarget 14 mit den seitlichen Referenzmusterplatten 18 versehen und vor dem Fahrzeug 4 platziert.
Der Fachmann versteht, dass der zweite Schritt 120 auch vor dem ersten Schritt 110 durchgeführt werden kann.
In einem dritten Schritt 130 wird der horizontale Abstand d₁ und der vertikale Abstand (Höhe) h₁ zwischen den Messwertaufnehmern 8 und der Hinterachse 9 des Fahrzeugs 4 bestimmt.
In einem vierten Schritt 140 werden mit Hilfe der seitlichen Referenzmusterplatten 18 der horizontale Abstand d₂ und der vertikale Abstand (Höhe) h₂ zwischen den Messwertaufnehmern 8 und der zentralen Referenzmusterplatte 15 des Referenztargets 14 bestimmt.
Der Fachmann versteht, dass der vierte Schritt gleichzeitig mit oder vor dem dritten Schritt durchgeführt werden kann.
In einem fünften Schritt werden der horizontale Abstand D' und der vertikale Abstand H der zentralen Referenzmusterplatte 15 des Referenztargets 14 von der Hinterachse 9 des Fahrzeugs 7 bestimmt: $d = d_{2} + d_{1}$
$H = h_{2} - h_{1}$
Durch Vergleich der auf den beiden Seiten des Fahrzeugs 4 bestimmten Werte kann auch der Winkel α zwischen der geometrischen Längsfahrachse L des Fahrzeugs 4 und der zentralen Referenzmusterplatte 16 bestimmt werden.
Im nächsten Schritt 160 werden die so berechneten Werte mit in einer Speichervorrichtung 200 gespeicherten Werten, die vom Hersteller des Fahrzeugs 4 und/oder des Fahrerassistenzsystems 5 vorgegeben worden sind, verglichen.
Ist die Differenz zwischen den von den Messwertaufnehmern 8 bestimmten Werten und den vorgegebenen Werten kleiner als eine vorgegebene Toleranz, ist das Verfahren beendet (Schritt 180), da das Referenztarget korrekt positioniert und ausgerichtet ist.
Ist die Differenz zwischen den von den Messwertaufnehmern 8 bestimmten Werten und den vorgegebenen Werten größer als die vorgegebene Toleranz, wird der Benutzer im Schritt 170 angewiesen, die Position und/oder die Ausrichtung des Referenztargets 14 zu verändern und das Verfahren wird ab dem vierten Schritt 140 (Bestimmen des horizontalen Abstandes d₂ und der vertikale Abstand (Höhe) h₂ zwischen den Messwertaufnehmern 8 und der zentralen Referenzmusterplatte 15 des Referenztargets 14) wiederholt, bis im Schritt 160 festgestellt wird, dass die vorgegebenen Toleranzwerte unterschritten werden, dass das Referenztarget 14 korrekt positioniert und ausgerichtet ist.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Position des Referenztargets 14 im Schritt 170 durch in/an dem Referenztarget 14 ausgebildete Aktuatoren verändert werden, bis das Referenztarget 14 korrekt positioniert und ausgerichtet ist.
Mit der in den Figuren gezeigten Konfiguration, bei dem nur an den Hinterrädern 10 des Fahrzeugs 4 Radtargets 12 montiert sind, können der Abstand D' und die Ausrichtung des Fahrerassistenzsystems 5 in Bezug auf die Hinterachse 9 des Fahrzeugs 4 mit Hilfe eines vor dem Fahrzeug 4 angeordneten Referenztarget 14 bestimmt werden.
Sollen der Abstand D und die Ausrichtung des Fahrerassistenzsystems 5 in Bezug auf die Vorderachse 7 des Fahrzeugs 4 bestimmt werden, sind (in den Figuren nicht gezeigte) Radtargets 12 erforderlich, die an den Vorderrädern 13 des Fahrzeugs 4 montiert sind.
An den Vorderrädern 13 des Fahrzeugs 4 montierte Radtargets 12 sind auch erforderlich, wenn ein Referenztarget 14, das hinter dem Heck des Fahrzeugs 4 angeordnet ist, in Bezug auf die geometrische Längsfahrachse L des Fahrzeugs 4 ausgerichtet werden soll, um ein nach hinten blickendes Fahrerassistenzsystems 5 zu kalibrieren.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Referenztargets (14) für ein Fahrerassistenzsystem (5), wobei das Verfahren umfasst: ein Fahrzeug (4) mit einem Fahrerassistenzsystem (5) auf einem Messplatz (2) zu positionieren; das Referenztarget (14) vor oder hinter dem Fahrzeug (4) zu platzieren; mittels wenigstens eines auf dem Messplatz (2) angeordneten Messwertaufnehmers (8), der zur Fahrzeugvermessung ausgebildet ist: die geometrische Längsfahrachse (L) des Fahrzeugs (4) zu bestimmen; und den Abstand (D) des Referenztargets (14) von dem Fahrzeug (4) und/oder die Höhe des Referenztargets (14) über dem Boden (3) des Messplatzes (2) zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst, die geometrische Längsfahrachse (L) des Fahrzeugs (4), insbesondere durch Vermessen von Rädern (10) an der Hinterachse (9) des Fahrzeugs (4), zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren umfasst, Radtargets (12) an den Rädern (13, 10) an der Vorderachse (7) und/oder an der Hinterachse (9) des Fahrzeugs (4) zu montieren.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, die bestimmten Werte für den Abstand (D) und/oder die Höhe des Referenztargets (14) mit vorgegebenen Werten zu vergleichen und die Position des Referenztargets (14) zu verändern, bis die Differenz zwischen den vorgegebenen und den bestimmten Werten einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, das Fahrzeug (4) auf einer Bühne oder Hebebühne (17) zu platzieren, wobei der wenigstens eine Messwertaufnehmer (8) an der Bühne oder Hebebühne (17) angebracht ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, die Höhe der Aufstandsfläche (6) des Fahrzeugs (4), den vertikalen Abstand des Messwertaufnehmers (8) von der Aufstandsfläche (6) des Fahrzeugs (4) und die Höhe der Aufstandsfläche (3) des Referenztargets (14) zu bestimmen.
Messwertaufnehmer zur Fahrzeugvermessung mit wenigstens einer optischen Vorrichtung (8b), die zum optischen Erfassen wenigstens eines Referenztargets (14) ausgebildet ist, wobei der Messwertaufnehmer (8) ausgebildet ist, den Abstand (D) und/oder die Höhe eines Referenztargets (14) zu bestimmen.
Verwenden eines Messwertaufnehmers (8) zur Fahrzeugvermessung, zum Bestimmen des Abstandes (D) und/oder der Höhe eines Referenztargets (14).
Verwenden eines Messwertaufnehmers (8) zur Fahrzeugvermessung, zum Einstellen des Abstandes (D) eines Referenztargets (14) auf einen vorgegebenen Wert.
Verwenden eines Messwertaufnehmers (8) zur Fahrzeugvermessung, zum Einstellen der Höhe eines Referenztargets (14) auf einen vorgegebenen Wert.