DE102017215586A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abweichung einer Sensorachse eines Umfeldsensors von der Fahrachse eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Abweichung (5) zwischen einer Sensorachse (4) eines Umfeldsensors (2) und der Fahrachse (3) des Fahrzeugs (1), an dem der Umfeldsensor (2) befestigt ist, insbesondere während einer Kalibrierfahrt des Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) entlang einer Fahrstrecke bewegt wird und dabei mindestens 3 Positionsmarken gleichzeitg erfasst werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Positionen der Positionsmarken bekannt sind, dass durch Multilateration der Positionsmarken die momentane Position des Umfeldsensors (2) bestimmt wird, dass durch Multiangulation der Positionsmarken die Ausrichtung der Sensorachse (4) im Raum bestimmt wird, dass durch Multilateration zu mindestens 2 oder mehr Zeitpunkten die Fahrachse (3) des Fahrzeugs (1) aus der Bewegungsrichtung des Umfeldsensors (2) bestimmt wird, und dass durch Vergleich der Ausrichtung der Fahrachse (3) mit der Ausrichtung der Sensorachse (4) die Abweichung (5) bestimmt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Abweichung einer Sensorachse eines Umfeldsensors von der Fahrachse des Fahrzeugs, an dem der Umfeldsensor befestigt ist, insbesondere während einer Kalibrierfahrt des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug entlang einer Fahrstrecke bewegt wird und dabei mindestens drei Positionsmarken gleichzeitig erfasst werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Positionen der Positionsmarken bekannt sind, dass durch Multilateration der Positionsmarken die momentane Position des Umfeldsensors bestimmt wird, dass durch Multiangulation der Positionsmarken die Ausrichtung der Sensorachse im Raum bestimmt wird, dass durch Multilateration zu mindestens zwei oder mehr Zeitpunkten die Fahrachse des Fahrzeugs aus der Bewegungsrichtung des Umfeldsensors bestimmt wird und dass durch Vergleich der Ausrichtung der Fahrachse mit der Ausrichtung der Sensorachse die Abweichung bestimmt wird.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2013 208 735 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln und Kompensieren eines Dejustagewinkels eines Radarsensors eines Fahrzeugs mit den Schritten bekannt, dass zuerst erste Daten erzeugt werden, welche Informationen über eine gemessene Ausrichtung des Radarsensors bezüglich einer aktuellen Bewegung des Fahrzeugs enthalten, dann zweite Daten erzeugt werden, welche Informationen über eine gemessene Ausrichtung von fahrzeugdefinierten Referenzachse bezüglich der aktuellen Bewegung des Fahrzeugs enthalten und dananch ein Dejustagewinkel durch Vergleichen der erzeugen ersten Daten mit den erzeugten zweiten Daten ermittelt wird und eine Kompensation des ermittelten Dejustagewinkels durch Einstellen einer Antennencharakteristik des Radarsensors erfolgt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen insbesondere nach Fertigstellung des Fahrzeugs am Montageband, während einer relativ kurzen Fahrt die Sensorachse mit der Fahrachse abgeglichen werden kann und hieraus eine Kalibrierung des Umfeldsensors durchgeführt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprühe gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet hierzu eine Multilateriation. Multilateration bedeutet, dass mittels mehrerer Sensoren oder mehrerer Reflektoren Abstände zwischen mehreren Punkten gemessen werden und aus den Abstandswerten zueinander die Position eines unbekannten Punktes bestimmt wird. Bei der Multiangulation wird aus der Kenntnis mehrerer Punkte, deren Positionen bekannt sind, und deren Winkelverhältnisse untereinander die Position eines unbekannten Punktes ermittelt. Im Fall, dass bei der Multilateration zwei bekannte Punkte verwendet werden und hieraus ein dritter Punkt ermittelt wird, kann von Trilateration gesprochen werden, da hierzu drei Entfernungswerte verwendet werden. Neben der Trilateration sind auch Multilaterationen mit anderen Anzahlen bekannter Punkte bzw. Positionen bekannt. Bei der Multiangulation kann vorteilhafterweise eine Triangulation verwendet werden, bei der die Winkel dreier Punkte untereinander bestimmt werden und aus der Kenntnis dreier Winkel die Position des unbekannten Punktes ermittelt werden kann. Neben der Trilateration sind auch Multiangulationen mit mehr als drei Punkten möglich.
  • Bei der Anzahl der Multilaterationen zu zeitlich aufeinander folgenden Zeitpunkten sind mindestens zwei aufeinanderfolgende Zeitpunkte sinnvoll. Durch diese mindestens zwei Zeitpunkte ist es vorteilhaft, dass das Fahrzeug während dieser zwei Zeitpunkte möglichste geradeausfährt, also mit einem neutralen Lenkwinkel gefahren wird. Bei der Verwendung von drei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten sollte das Fahrzeug mit einem konstanten Kurvenradius fahren, es kann also ein beliebiger Lenkwinkel eingestellt werden, der jedoch während der Multilaterationen zu zeitlich aufeinander folgenden Zeitpunkten konstant bleiben sollte. Grundsätzlich können auch mehr als drei Zeitpunkte verwendet werden, wobei das Verfahren umso genauer wird, desto mehr Zeitpunkte gemessen werden. Bei der Verwendung von vielen Multilaterationen zu aufeinander folgenden Zeitpunkten, beispielsweise im Verlauf von fünfzig oder hundert oder mehrerer hundert Zeitpunkte, kann eine Fahrspur des Fahrzeugs rekonstruiert werden und eine Lenkwinkelveränderung während dieser Zeitpunkte wird zunehmend vernachlässigbar.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass Multilateration als Trilateration ausgeführt ist und/oder die Multiangulation als Triangulation ausgeführt ist. Dabei ist die Trilateration die Bestimmung der Koordinaten eines Ortes oder einer dritten Position aus der Kenntnis der Abstände von zwei bekannten Positionen. Multilateration ist entsprechend die Bestimmung der Koordinaten eines Ortes oder einer Position aus der Kenntnis der Abstände von mehreren bekannten Positionen. Die Triangulation ist hierbei die Bestimmung der Koordinaten eines Ortes oder einer Position aus der Kenntnis der Winkel zwischen Verbindungsstrecken von zwei bekannten Positionen. Die Multiangulation ist die Bestimmung der Koordinaten eines Ortes oder einer Position aus der Kenntnis der Winkel zwischen Verbindungsstrecken von mehreren bekannten Positionen.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Umfeldsensor ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor oder ein Stereo-Video-Sensor ist. Grundsätzlich kann das beschriebene Verfahren bei jeder Sensortechnologie eingesetzt werden, die optische oder quasioptische Strahlung emittiert und reflektierte Teilstrahlung wieder empfängt. Zusätzlich ist bei einem Stereo-Video-Sensor das Verfahren einsetzbar, obwohl dieses keine elektromagnetische Strahlung emittiert. Aufgrund der Disparität des Stereo-Video-Sensors ist es möglich, Abstände und Beobachtungswinkel von Objekten zu ermitteln und damit ebenfalls das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Positionsmarke jeweils als ein Reflektor ausgebildet ist, insbesondere als ein Radarreflektor, als ein optischer Reflektor oder als ein Schallreflektor. Hierdurch wird sichergestellt, dass die vom Sensor abgestrahlte Leistung zu einem großen Teil zurück reflektiert wird und ein störungsfreies, beständiges und gut zum empfangendes Signal empfangen werden kann. Im Fall des Stereo-Video-Sensors, bei dem keine Strahlung ausgestrahlt wird, kann jedoch ein optischer Reflektor eingesetzt werden, der optische Strahlung insbesondere Licht, aus der Umgebung an den Stereo-Video-Sensor reflektiert, so dass auch hier ein sauberes, beständiges und störungsfreies Signal empfangen werden kann.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Bestimmung der Fahrachse eine Erstbestimmung oder Erstkalibrierung darstellt, insbesondere eine Bestimmung der Fahrachse oder Erstkalibrierung nach Fertigstellung des Fahrzeugs auf der Montagelinie. Bei der Erstkalibrierung eines Fahrzeugs sind viele mittels Sensoren zu ermittelnder, fahrdynamische Größen noch nicht bekannt und noch nicht auswertbar. So liegt beispielsweise nach Fertigstellung des Fahrzeugs am Bandende noch keine Information hinsichtlich Reifentoleranzabgleich, Stillstandsabgleich oder eines auswertbaren Gierratensignals für einen Gierratenabgleich einer Fahrdynamikregelung vor. Bei einem gerade eben erst fertig montierten Fahrzeug ist daher die Kalibrierung der Sensorachse eines Umfeldsensors zur Fahrachse des Fahrzeugs besonders schwierig, da viele fahrdynamische Größen noch nicht zur Verfügung stehen, sondern parallel während dieser Kalibrierfahrt ebenfalls ermittelt werden müssen. Damit ist bei einer Erstkalibrierung der Sensorachse oftmals ein anderes Verfahren anzuwenden, als es im laufenden Betrieb eines Fahrzeugs umgesetzt werden kann.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Positionen P1, P2, P3 der Radarreflektoren oder die Relativpositionen P1, P2, P3 der Positionsmarken oder die Relativpositionen P1, P2, P3 der Positionsmarken zueinander in einem Speicher der Auswerteeinrichtung hinterlegt sind. Dabei können die Positionsmarken insbesondere als Radarreflektoren oder optische Reflektoren oder Ultraschallreflektoren ausgeführt sein. Die Positionen der Positionsmarken können beispielsweise langzeitgemittelte GPS-Koordinaten sein oder aber relative Positionen zueinander sein, indem die Abstände und Winkelverhältnisse der Verbindungslinien der Positionsmarken untereinander ausgemessen wurden und in einem Speicher der Auswerteeinrichtung hinterlegt wurden. Da die genaue Position des Fahrzeugs zu den Positionsmarken oft ihren Abstand zum Fahrzeug verändern und jedes Fahrzeug eine etwas andere Fahrspur zu den Positionsmarken aufweist, ist eine Absolutposition zwar verwendbar, jedoch nicht zwangsweise notwendig, so dass auch Relativpositionen der Positionsmarken untereinander verwendet werden können.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Bestimmung der Abweichung zur Kalibrierung des Umfeldsensors durchgeführt wird um diese für Fahrfunktionen, wie beispielsweise eine Notbremsfunktion, eine adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung oder einen Autobahnassistenten oder ein autonomes Fahren zu verwenden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die durch die Auswerteeinrichtung bestimmte Abweichung in der Speichereinrichtung abgelegt wird.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, dass der Umfeldsensor ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor oder ein Stereo-Video-Sensor ist.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Positionsmarke jeweils als ein Reflektor ausgebildet ist, insbesondere als ein Radarreflektor, als ein optischer Reflektor oder als ein Schallreflektor ausgebildet ist.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, dass die als Radarreflektoren ausgebildeten Positionsmarken als Tripelspiegel oder als Cornerreflektoren ausgebildet sind. Dabei können Tripelspiegel oder Cornerreflektoren Reflektoren sein, die aus Metall hergestellt wurden oder aus einem anderen Material hergestellt wurden, jedoch mit einer metallisierten Oberfläche versehen wurden. Derartige Tripelspiegel oder Cornerreflektoren sind Reflektoren, bei denen drei ebene Flächen jeweils senkrecht aufeinander stehen und somit ein empfangenes Sensorsignal parallel zur Empfangsrichtung wieder aussenden. Ein derartiges Wirkprinzip ist beispielsweise aus Katzenaugen für passive Reflektoren bekannt.
  • Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer adaptiven Abstands- bzw. Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor oder Signalprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium, insbesondere ein nichtflüchtiges Speichermedium zur Anwendung kommen.
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
    • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug zur Verdeutlichung der Sensorachsen,
    • 2 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug und die Positionsmarken im Fahrzeugumfeld,
    • 3 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    • 4 eine Zeichnung zur Verdeutlichung der Ermittlung der Sensorachse und
    • 5 eine Zeichnung zur Verdeutlichung der Ermittlung der Fahrachse.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, dessen Fahrtrichtung in Richtung Bildoberseite ausgerichtet ist. Das Fahrzeug 1 verfügt dabei über einen Umfeldsensor 2, der das Umfeld des Fahrzeugs 1 vor dem Fahrzeug erfasst und Objekte, die sich gegenüber dem Fahrzeug 1 vorausbefinden, erkennen kann. Derartige Sensoren 2 sind bereits weit verbreitet und können dabei als Sensoren für Ultraschalltechnologie, Radartechnologie, Lidartechnologie oder Stereo-Video-Technologie ausgeführt sein. Der Umfeldsensor 2 wird auf dem Montageband des Fahrzeugs 1 an die Fahrzeugfront montiert, kann jedoch nicht mit der notwendigen Genauigkeit ohne Weiteres justiert werden. Eine derartige Justage kann im weiteren Montageverlauf nach kompletter Fertigstellung des Fahrzeugs 1 vorgenommen werden und eine Kalibrierung der Sensorachse 4 zur Fahrachse 3 des Fahrzeugs durchgeführt werden. Dies macht jedoch zusätzliche Arbeitsschritte bei der Fahrzeugmontage notwendig. Die Abweichung zwischen der Sensorachse 4, die die Sensorzentralachse des Umfeldsensors 2 darstellt und der Fahrachse 3, in die das Fahrzeug 1 bei neutraler Lenkstellung das Fahrzeug 1 fährt, ist dabei als Abweichung 5 angegeben. Die Abweichung 5 soll dabei möglichst gering ausfallen, da im Idealfall die Sensorachse 4 mit der Fahrachse 3 identisch ausfällt. In modernen Umfeldsensoren 2 ist jedoch gewünscht, dass die Sensorachse 4 des Umfeldsensors 2 nicht durch Justagevorrichtungen mit der Fahrachse 3 in Übereinstimmung gebracht wird, sondern dass die Abweichung 5 am besten durch einen Messalgorithmus festgestellt wird und die Abweichung 5 im Sensor so abgespeichert wird, dass sich der Umfeldsensor 2 selbst kalibrieren kann und eine mechanische Justage entfällt. Der Vorteil einer derartigen Selbstjustage liegt Allem darin, dass im späteren Gebrauch des Fahrzeugs jederzeit eine Nachkalibrierung durchgeführt werden kann, die keinen Werkstattaufenthalt notwendig macht, was bei einer mechanischen Justage nötig wäre.
  • In 2 ist wiederum das Fahrzeug 1 dargestellt, das sich auf einer Fahrbahn 6 bewegt. Die Fahrbahn 6 kann dabei eine kurze Fahrstrecke zwischen der Endmontage des Fahrzeugs 1 am Montageband und einem Parkplatz des Fahrzeugherstellers sein. Während dieser kurzen Fahrt auf der Fahrbahn 6 ist es wünschenswert, dass die Bestimmung der Abweichung 5 zwischen der Sensorachse 4 und der Fahrachse 3 abgeschlossen werden kann und der Umfeldsensor 2 einsatzbereit ist, wenn das Fahrzeug 1 an den Endkunden ausgeliefert wird. Wie in 1, so ist auch in 2 wieder ein Fahrzeug 1 mit einem Umfeldsensor 2 an der Fahrzeugfront dargestellt, sowie die gestrichelt gezeichnete Fahrachse 3, in die sich das Fahrzeug 1 bei neutraler Lenkstellung während der Fahrt bewegt. Weiterhin sind im Umfeld des Fahrzeugs Positionsmarken 7 dargestellt, die beispielhaft als Reflektoren ausgeführt werden können. Im Fall, dass der Umfeldsensor 2 ein Radarsensor ist, sind die Positionsmarken 7 als Radarreflektoren auszuführen. Ist der Umfeldsensor 2 ein Ultraschallsensor, so sind die Positionsmarken 7 als Ultraschallreflektoren auszuführen. Im Fall, dass der Umfeldsensor 2 als Lidarsensor ausgeführt ist, sind die Positionsmarken 7 als optische Reflektoren, beispielsweise als Katzenaugen auszuführen. Bei der Verwendung des Umfeldsensors 2 als Stereo-Video-Sensor ist es zweckmäßig, ebenfalls einen optischen Reflektor ähnlich einem Katzenauge auszuführen, der Licht aus dem Fahrzeugumfeld oder von den Fahrzeugscheinwerfern zur Sensorvorrichtung 2 zurück reflektiert. Weiterhin sind beispielhaft Messstrahlen 8 dargestellt, die zwischen dem Umfeldsensor 2 und den Positionsmarken 7 die beispielsweise Reflektoren sein können, symbolisieren. Entlang dieser Messstrahlen 8 werden die ausgesandten Signale des Umfeldsensors 2 in Richtung der Positionsmarken 7 geschickt und nach Reflexion an den Positionsmarken 7 entlang dieser Messstrahlen 8 wieder zurück reflektiert, so dass diese an der Position des Umfeldsensors 2 mit einer ausreichenden Intensität ankommen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Positionen der Positionsmarken 7 in einer Speichereinrichtung des Fahrzeugs 1, insbesondere in einer Speichereinrichtung des Umfeldsensors 2 abgelegt sind. Die Positionsdaten können dabei absolute Positionsdaten sein, wie sie beispielsweise von einem Satellitennavigationsempfänger empfangen werden und absolute Positionssignale darstellen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Positionen der Positionsmarken 7 Relativpositionen untereinander darstellen, indem Abstände zwischen den Positionsmarken 7 und Winkelverhältnisse zwischen Verbindungsstrecken der Positionsmarken 7 in der Speichereinrichtung abgelegt sind. Aus der Kenntnis der Positionsmarken untereinander und der Verwendung von mindestens drei Positionsmarken 7 ist eine eindeutige Berechnung der momentanen Position des Umfeldsensors 2 möglich. Weiterhin ist es möglich, bei Verwendung von mindestens drei Positionsmarken 7, die Orientierung der Sensorachse 4, die in 2 aus Gründen der besseren Übersicht nicht dargestellt wurde, ebenfalls zu bestimmen. Die Sensorachse 4 repräsentiert in vorteilhafter Weise die Sensorzentralachse.
  • Bei nicht gleichmäßiger Fahrt ist aufgrund von Filtern und Latenzen die Geschwindigkeitsermittlung stark fehlerhaft. Bei langsamer Fahrt, wie es vom Werk gefordert sein kann, gehen diese Fehler überproportional in die Berechnung mit ein und machen die Nutzung des Geschwindigkeitssignals und des Gierratensignals zur Ermittlung der eigenen Fahrzeugtrajektorie unbrauchbar.
  • In 3 ist ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. So ist eine Auswerteeinrichtung 10 gezeigt, die über eine Eingangsschaltung 11 verfügt. Mittels der Eingangsschaltung 11 kann der Auswerteeinrichtung 10 Signale zugeführt werden. Beispielsweise kann der Auswerteeinrichtung 10 Ausgangssignale eines Umfeldsensors 2, der beispielsweise als Radarsensor ausgeführt sein kann, zugeführt werden. Der Umfeldsensor 2 sendet dabei Signale aus und empfängt reflektierte Teilsignale und kann aus deren Azimutwinkeln und deren Entfernung Relativpositionen der reflektierenden Objekte ermitteln. Diese Signale bezüglich bekannter Objekte, können der Eingangsschaltung 11 der Auswerteeinrichtung zugeführt werden. Der Umfeldsensor 2 kann auch als integraler Bestandteil der Auswerteeinrichtung 10 ausgeführt sein, so dass Sensor und Steuergerät eine Einheit bilden, wie es häufig als SCU (Sensor Control Unit) bezeichnet wird. Weiterhin wird der Eingangsschaltung 11 der Auswerteeinrichtung 10 ein Eingangssignal zugeführt, das die Kalibrierung des Systems startet. Dies kann beispielsweise ein Knopf 12 sein, der gedrückt wird, bis die Kalibrierung abgeschlossen ist. Alternativ ist es auch möglich dass es sich hierbei um ein extern zugeführtes Signal 12 handelt, das einen Kalibriervorgang softwaremäßig startet und den Kalibriervorgang automatisch beendet, sobald der Kalibrieralgorithmus abgeschlossen wurde. In diesem Fall muss die Einrichtung 12 nicht als Hardware-Komponente ausgeführt werden, sondern kann beispielsweise ein angeschlossenes Gerät zur Datenverarbeitung oder ein sonstiges elektrisches Gerät sein. Die der Eingangsschaltung 11 zugeführten Signale werden über eine Datenaustauscheinrichtung 13 einer Berechnungseinrichtung 14 zugeführt. In der Berechnungseinrichtung 14 wird der Berechnungsvorgang zur Ermittlung der Abweichung 5 zwischen der Sensorachse 4 und der Fahrachse 3 ermittelt. Hierzu ist die Berechnungseinrichtung 14 mit einer Speichereinrichtung 15 verbunden, in der die Positionsdaten der Positionsmarken 7 hinterlegt sind. Hierzu ist die Speichereinrichtung 15 mit der Berechnungseinrichtung 14 über eine Datenverbindung 16 mit einander verbunden. Wurde die Abweichung 5 in der Berechnungseinrichtung 14 ermittelt und liegt damit der Kalibrierwert vor, so kann dieser Abweichungswert 5 über die Verbindungsleitung 16 der Speichereinrichtung 15 übermittelt werden, wo der Kalibrierwert der Abweichung 5 dauerhaft abgelegt wird, beispielsweise bis zum Abschluss des nächsten Kalibriervorgangs. Im Fall der Sensorkalibrierung der Sensorachse 3 bezüglich der Fahrachse 3 sind von der Berechnungseinrichtung 14 keine Ausgangssignale über die Datenaustauscheinrichtung 13 an die Ausgangsschaltung 17 auszugeben, die an nachgelagerte Stellglieder auszugeben sind. Erst nach abgeschlossener Kalibrierung und Aktivierung einer Fahrzeugfunktion, beispielswiese einer Notbremsfunktion oder einer adaptiven Abstands- und Geschwindigkeitsregelung, werden von der Berechnungseinrichtung 14, die beispielsweise ein Mikroprozessor sein kann, Ausgangssignale über die Datenaustauscheinrichtung 13 an die Ausgangsschaltung 17 weitergeleitet, wo diese an nachgeordnete Stellglieder, wie ein leistungsbestimmendes Stellelement 18 einer Kraftmaschine, was beispielsweise als Drosselklappe oder Kraftstoffeinspritzsystem oder elektrische Ansteuerung eines elektrischen Motors sein kann, ausgegeben wird. Weiterhin ist es möglich, dass die Ausgangsschaltung 17 Ausgangssignale an eine Verzögerungseinrichtung 19 ausgibt, die die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs so steuert, dass sich das Fahrzeug 1 gemäß der Fahrfunktion, beispielsweise einer adaptiven Abstands- und Geschwindigkeitsregelung, verhält.
  • In 4 ist wiederum der Umfeldsensor 2 dargestellt. Weiterhin ist die Sensorachse 4 des Umfeldsensors 2 dargestellt, die beispielsweise die Sensorzentralachse darstellt oder die Achse der höchsten Sensorempfindlichkeit darstellt oder die Symmetrieachse des Sensors repräsentiert. Weiterhin sind wiederum die Positionsmarken 7 aufgezeichnet, die geradlinig mittels der Messstrahlen 8 mit dem Umfeldsensor 2 verbunden sind. Durch die Kenntnis der Positionen der Positionsmarken 7 sowie der Entfernungen des Umfeldsensors 2 zu den Positionsmarken 7 ist es möglich, eine Trilateration oder eine Multilateration im Falle von mehreren Positionsmarken 7 durchzuführen, so dass die momentane Position des Umfeldsensors 2 eindeutig bestimmt werden kann. Aus der Kenntnis der Winkel zwischen den Positionsmarken 7 und dem Umfeldsensor 2 ist es weiterhin möglich, die Orientierung der Sensorachse 4 zu den Positionsmarken 7 zu bestimmen, womit die Orientierung des Umfeldsensors 2 und der Sensorachse 4 im Raum bestimmt werden kann. 4 stellt dabei die Situation zu einem Zeitpunkt t dar.
  • In 5 ist der Umfeldsensor 2 zu mehreren, aufeinander folgenden Zeitpunkten tl, t2, t3 dargestellt. Der früheste Zeitpunkt t1 gibt dabei die Position des Umfeldsensors 2 zum frühesten Zeitpunkt an, wobei im weiteren Verlauf der Umfeldsensor 2 seine Position entlang der Fahrachse 3 verändert und dabei die Positionen des Umfeldsensors 2 und die Orientierung der Sensorachse 4 zu den Zeitpunkten t2 und t3 aufgenommen wurde. Dies ergibt die Situation, dass die Sensorachsen 4 zueinander parallel verlaufen, jedoch entlang der Fahrachse 3, entlang der sich der Umfeldsensor 2 bewegt, verschoben sind. Damit ist aus der Aufnahme der Momentanpositionen des Umfeldsensors 2 zu verschiedenen Zeitpunkten tl, t2, t3 die Fahrachse ermittelbar, wobei der Lenkwinkel bei der Aufnahme von wenigen Positionsdaten ebenfalls mit erfasst werden muss. Mit steigender Anzahl der Positionsermittlungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten wird der Lenkwinkel immer unwichtiger, so dass die Ermittlung einer vollständigen Fahrtrajektorie mit hundert oder mehreren hundert Messpunkten der Lenkwinkel vernachlässigt werden kann. Aus der Kenntnis der Orientierung der Sensorachse 4 und der Fahrachse 3 kann damit die Abweichung 5 zwischen der Sensorachse 4 und der Fahrachse 3 ermittelt und in der Speichereinrichtung 15 abgelegt werden, so dass sich der Umfeldsensor 2 selbst kalibrieren kann.
  • Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft durchführbar nach Fertigstellung des Fahrzeugs, solange es von dem Bandende des Herstellungsbandes zum Parkplatz gefahren wird, kann jedoch auch jederzeit später durchgeführt werden sofern Positionsmarken 7 mit bekannten Positionsdaten zur Verfügung stehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013208735 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Abweichung (5) zwischen einer Sensorachse (4) eines Umfeldsensors (2) und der Fahrachse (3) des Fahrzeugs (1), an dem der Umfeldsensor (2) befestigt ist, insbesondere während einer Kalibrierfahrt des Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) entlang einer Fahrstrecke bewegt wird und dabei mindestens 3 Positionsmarken (7) gleichzeitg erfasst werden, dadurch gekennzeichnet dass - dass die Positionen (P1, P2, P3) der Positionsmarken (7) bekannt sind, - dass durch Multilateration der Positionsmarken (7) die momentane Position des Umfeldsensors (2) bestimmt wird, - dass durch Multiangulation der Positionsmarken (7) die Ausrichtung der Sensorachse (4) im Raum bestimmt wird, - dass durch Multilateration zu mindestens 2 oder mehr Zeitpunkten (POS1, POS2, POS3) die Fahrachse (3) des Fahrzeugs (1) aus der Bewegungsrichtung des Umfeldsensors (2) bestimmt wird, - dass durch Vergleich der Ausrichtung der Fahrachse (3) mit der Ausrichtung der Sensorachse (4) die Abweichung (5) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geklennzeichnet, dass die Multilateration als Trilateration ausgeführt ist und/oder die Multiangulation als Triangulation ausgeführt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfeldsensor ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor oder ein Stereo-Videosensor ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmarke jeweils als ein Reflektor ausgebildet ist, insbesondere als ein Radarreflektor, als ein optischer Reflektor oder als ein Schallreflektor ausgebildet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Fahrachse (3) eine Erstbestimmung oder Erstkalibrierung, insbesondere eine Bestimmung der Fahrachse (3) oder Erstkalibrierung nach Fertigstellung der Fahrzeugmontage (1), ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Positionen (P1, P2, P3) der Positionsmarken (7) oder - die Relativpositionen (P1, P2, P3) der Positionsmarken (7) zueinander in einem Speicher (15) der Auswerteeinrichtung (10) hinterlegt sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Abweichung (5) zur Kalibrierung des Umfeldsensors (2) für Fahrfunktionen verwendet wird.
  8. Vorrichtung zur Bestimmung der Abweichung (5) zwischen einer Sensorachse (4) eines Radarsensors (2) und der Fahrachse (3) des Fahrzeugs (1), an dem der Radarsensor (2) befestigt ist, insbesondere während einer Kalibrierfahrt des Fahrzeugs(1), wobei das Fahrzeug (2) entlang einer Fahrstrecke fährt und mittels des Radarsensors (2) Objektdaten von mindestens 3 Radarreflektoren (7) erfasst werden und einer Auswerteeinrichtung (10) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet dass - dass in einer Speichereinrichtung (15), die Bestandteil der Auswerteeirnichtung(10) ist oder mit der Auswerteeinrichtung (14) verbunden ist, die Positionen (P1, P2, P3) der Radarreflektoren (2) abgelegt sind, - dass die Auswerteeinrichtung (10) durch Trilateration der Objektdaten (P1, P2, P3) der Radarreflektoren (2) die momentane Position (POS1, POS2, POS3) des Radarsensor (2) bestimmt, - dass die Auswerteeinrichtung (10) durch Triangulation der Objektdaten (P1, P2, P3) der Radarreflektoren (7) die Ausrichtung der Sensorachse (4) im Raum bestimmt, - dass die Auswerteeinrichtung (10) durch Trilateration zu mindestens 2 oder mehr Zeitpunkten (POS1, POS2, POS3) die Fahrachse (3) des Fahrzeugs (1) aus der Bewegungsrichtung des Radarsensors (2) bestimmt, - dass durch die Auswerteeinrichtung (10) durch einen Vergleich der Ausrichtung der Fahrachse (3) mit der Ausrichtung der Sensorachse (4) die Abweichung (5) bestimmt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Auswerteeinrichtung (10) bestimmte Abweichung (5) in der Speichereinrichtung (15) abgelegt wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfeldsensor (2) ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor oder ein Stereo-Videosensor ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmarke jeweils als ein Reflektor ausgebildet ist, insbesondere als ein Radarreflektor, als ein optischer Reflektor oder als ein Schallreflektor ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarreflektoren (7) Tripelspiegel oder Cornerreflektoren sind.
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