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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kalibrieranordnung zur Kalibrierung eines Anzeigesystems für ein Fahrzeug
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Ein Fahrzeug kann mit einem sogenannten Head-up-Display (HUD) ausgestattet werden, wobei es sich um ein Anzeigesystem handelt, mit dem auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs Informationen projiziert werden. Dabei ist es erforderlich, ein derartiges Head-up-Display zu kalibrieren. Eine derartige Kalibrierung ist mit einer Kalibrieranlage durchführbar, die in einer Fertigungslinie für das zu fertigende Fahrzeug ortsfest angeordnet ist. Dabei ist es möglich, mit der Kalibrieranlage eine Bildqualität einer mit dem Head-up-Display anzuzeigenden Information zu untersuchen. Außerdem ist es zusätzlich möglich, auch eine Lage einer sogenannten Eyebox zu kalibrieren, wodurch eine Güte eines Bilds verbessert wird. Eine derartige Kalibrierung ist auch nach einem Austausch der Windschutzscheibe durchführbar.
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Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kalibrierung einer Bildanzeigeeinheit eines Fahrzeugs sind aus der Druckschrift
DE 10 2014 013 221 A1 bekannt.
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Die Druckschrift
DE 10 2014 019 013 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit.
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In der Druckschrift
DE 10 2015 008 887 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Head-up-Displays in einem Fahrzeug bekannt.
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Ein Verfahren zur Kalibrierung eines Head-up-Displays ist aus der Druckschrift
DE 10 2012 010 120 A1 bekannt.
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Außerdem sind aus der Druckschrift
DE 10 2012 010 889 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ausrichtung eines Head-up-Display-Projektors bekannt.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, ein Werkzeug bereitzustellen, mit dem ohne eine aufwändige ortsfeste Kalibrieranlage eine Bildqualität eines Head-up-Displays beurteilt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Kalibrieranordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Verfahrens und der Kalibrieranordnung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Kalibrierung bzw. zum Kalibrieren eines Anzeigesystems für ein Fahrzeug, bspw. für ein Kraftfahrzeug, unter Nutzung einer Kalibrieranordnung vorgesehen. Das zu kalibrierende Anzeigesystem weist einen Projektor auf, der in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet und dazu ausgebildet ist, ein Bild auf eine Innenseite einer üblicherweise durchsichtigen Sichtscheibe des Fahrzeugs zu projizieren. Eine Messvorrichtung der Kalibrieranordnung weist ein Gestell, mindestens eine Kamera und mindestens ein Befestigungsmodul auf, wobei die mindestens eine Kamera und das mindestens eine Befestigungsmodul an dem Gestell angeordnet sind. Das mindestens eine Befestigungsmodul wird an mindestens einem Haltemodul angeordnet, wobei das mindestens einen Haltemodul an einer Innenwand des Fahrzeugs, die den Innenraum begrenzt, angeordnet ist. Ein Objektiv der mindestens einen Kamera wird in Richtung der Sichtscheibe ausgerichtet und/oder orientiert. Alternativ oder ergänzend wird das Objektiv der mindestens einen Kamera im Bereich eines Sichtfelds eines Fahrers des Fahrzeugs angeordnet. Weiterhin wird von dem Projektor eine Vorlage für mindestens ein Testbild auf die Innenseite der Sichtscheibe projiziert. Dieses mindestens eine dadurch auf der Sichtscheibe dargestellte Testbild wird mit der mindestens einen Kamera erfasst und überprüft, wobei die Qualität des Testbilds untersucht bzw. analysiert wird.
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Weiterhin wird das mindestens eine Befestigungsmodul und somit die Messeinrichtung während der Kalibrierung vorübergehend an mindestens einem Haltmodul angeordnet, bspw. befestigt, wobei das mindestens eine Haltemodul ohnehin an der Innenwand angeordnet, bspw. ortsfest befestigt ist und ansonsten zum Halten einer funktionellen Einrichtung des Fahrzeugs ausgebildet ist. Dabei ist es möglich, dass das mindestens eine Befestigungsmodul und somit die Messvorrichtung von dem mindestens einen Haltemodul nach abgeschlossener Kalibrierung entfernt wird bzw. werden. Für einen Betrieb des Fahrzeugs wird die mindestens eine funktionelle Einrichtung zumindest vorübergehend an dem mindestens einen Befestigungsmodul angeordnet. Die funktionelle Einrichtung ist bspw. als Sichtschutz und/oder Sonnenblende ausgebildet und/oder zu bezeichnen.
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Es ist auch möglich, dass mindestens ein Positionierungsmodul der Messvorrichtung an der Sichtscheibe oder der Innenwand angelehnt wird, wobei die Messvorrichtung mit dem mindestens einen Positionierungsmodul an der Sichtscheibe abgestützt und/oder relativ zu der Sichtscheibe oder der Innenwand positioniert wird. Üblicherweise wird das mindestens eine bspw. stangen- bzw. stabförmige Positionierungsmodul an einer Innenseite eines Raumabschlusselements bzw. Raumbegrenzungselements angeordnet, bspw. angelehnt und/oder abgestützt, das den Innenraum begrenzt. Dabei sind sowohl die Innenwand, bspw. ein Träger, sowie die Sichtscheibe als Raumabschlusselemente bzw. Raumbegrenzungselemente des Innenraums ausgebildet.
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Das Verfahren wird üblicherweise für ein Anzeigesystem durchgeführt, mit dem das Bild auf eine als Frontscheibe des Fahrzeugs ausgebildete und/oder zu bezeichnende Sichtscheibe projizierbar ist und/oder projiziert wird sowie von dort aus in das Sichtfeld bzw. eine Eyebox gespiegelt wird, wobei dieses Anzeigesystem als Head-up-Display (HUD) ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Ein derartiges Anzeigesystem für ein Kraftfahrzeug ist dazu ausgebildet, unter Berücksichtigung einer üblicherweise vorwärts orientierten Fahrtrichtung des Fahrzeugs, das Bild und somit auch das Testbild auf eine linke Seite oder eine rechte Seite bzw. Hälfte der Frontscheibe bzw. Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs zu projizieren. Somit ist das Anzeigesystem abhängig von einer Position eines Lenkrads des Kraftfahrzeugs entweder für ein linksgelenktes Kraftfahrzeug (Linkslenker) oder für ein rechtsgelenktes Kraftfahrzeug (Rechtslenker) vorgesehen und/oder ausgebildet. Entsprechend ist die Messvorrichtung der Kalibrieranordnung entweder für ein Anzeigesystem eines linkslenkenden bzw. linksgelenkten oder rechtslenkenden bzw. rechtsgelenkten Kraftfahrzeugs auszubilden und/oder vorzusehen.
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In der Regel sind an der Innenwand des Fahrzeugs, bspw. dem Dachhimmel, zwei Haltemodule für zwei funktionelle Einrichtungen, bspw. für zwei Sonnenblenden, vorgesehen. Dabei weisen diese beiden Haltemodule zu einer Mittelachse bzw. Längsachse des Fahrzeugs, die parallel zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist, denselben Abstand auf. Somit ist die Messvorrichtung über zwei Befestigungsmodule an den beiden Haltemodulen zum Durchführen der Kalibrierung vorübergehend anordenbar. Falls sich ein Lenkrad des Fahrzeugs auf der linken Seite befindet und das Fahrzeug entsprechend links gelenkt ist, ist die mindestens eine Kamera auch in einem linken Bereich in dem Sichtfeld bzw. Blickfeld, das auch als Eyebox bezeichnet wird, des Fahrers des Fahrzeugs anzuordnen. Falls das Fahrzeug rechts gelenkt wird, wobei sich das Lenkrad auf einer rechten Seite befindet, ist die mindestens eine Kamera auf einer rechten Seite in dem Blickfeld und/oder Sichtfeld des Fahrers anzuordnen. Dabei ist jeweils vorgesehen, dass sich auch die Augen des Fahrers bei einem laufenden Betrieb des Fahrzeugs, wenn er das Fahrzeug mit dem Lenkrad lenkt, in dem Sichtfeld und/oder Blickfeld befinden, wobei der Fahrer das von dem Anzeigesystem auf die Innenseite der Sichtscheibe projizierte Bild betrachtet.
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In Ausgestaltung wird das mindestens eine Testbild, das von der mindestens einen Kamera erfasst und somit aufgenommen wird, auf das Vorhandensein mindestens eines Abbildungsfehlers überprüft bzw. untersucht, wobei bei Vorhandensein des mindestens einen Abbildungsfehlers für mindestens ein optisches Element, bspw. für mindestens einen Spiegel oder mindestens eine Linse, des Projektors eine für den mindestens einen Abbildungsfehler vorgesehene Korrekturmaßnahme durchgeführt wird, wobei bspw. eine Position des mindestens einen optischen Elements relativ zu der Sichtscheibe, bspw. einem Ausschnitt der Sichtscheibe, verändert wird.
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Die erfindungsgemäße Kalibrieranordnung ist zur Kalibrierung bzw. zum Kalibrieren eines Anzeigesystems für ein Fahrzeug ausgebildet, wobei das Anzeigesystem einen Projektor aufweist, der in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet und dazu ausgebildet ist, ein Bild auf eine Innenseite einer Sichtscheibe des Fahrzeugs zu projizieren. Die Kalibrieranordnung weist eine Messvorrichtung und eine Recheneinheit auf, wobei die Messvorrichtung ein Gestell, mindestens eine Kamera und mindestens ein Befestigungsmodul aufweist, wobei die mindestens eine Kamera und das mindestens eine Befestigungsmodul an dem Gestell angeordnet und somit mit dem Gestell verbunden sind. Zur Kalibrierung ist das mindestens eine Befestigungsmodul und somit die Messvorrichtung an mindestens einem Haltemodul anordenbar bzw. anzuordnen, wobei das mindestens eine Haltemodul an einer Innenwand des Fahrzeugs, die den Innenraum begrenzt, angeordnet ist. Außerdem ist ein Objektiv der mindestens einen Kamera in Richtung der Sichtscheibe auszurichten und/oder zu orientieren. Alternativ oder ergänzend ist das Objektiv der mindestens einen Kamera im Bereich eines Sichtfelds bzw. einer sogenannten Eyebox des Anzeigesystems anordenbar. Von dem Projektor wird eine Vorlage für mindestens ein Testbild auf die Innenseite der Sichtscheibe projiziert und von dort in das Sichtfeld gespiegelt. Die mindestens eine Kamera ist dazu ausgebildet, das mindestens eine dadurch auf der Sichtscheibe dargestellte Testbild zu erfassen, wobei die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Testbild zu überprüfen.
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In Ausgestaltung weist die Messvorrichtung mindestens ein Positionierungsmodul auf, wobei ein erstes Ende dieses mindestens einen Positionierungsmoduls an dem Gestell angeordnet und somit mit dem Gestell verbunden ist, wobei ein zweites Ende des mindestens einen Positionierungsmoduls auf der Innenseite und somit auf einer Oberfläche der Sichtscheibe anzuordnen ist bzw. angeordnet wird, wobei das mindestens eine Positionierungsmodul an dem Raumabschlusselement, in der Regel der Sichtscheibe, anzulehnen ist bzw. angelehnt wird. Dabei ist es möglich, dass das erste Ende des mindestens einen Positionierungsmoduls über ein Gelenk an dem Gestell angeordnet und über das Gelenk relativ zu dem Gestell auszurichten bzw. ausrichtbar ist. Außerdem ist es möglich, dass an dem zweiten Ende des mindestens einen Positionierungsmoduls eine Schutzkappe, die bspw. aus einem elastisch verformbaren Material gebildet ist, angeordnet ist.
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Das mindestens eine Positionierungsmodul ist üblicherweise als gerader Stab und/oder gerade Stange ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Es ist jedoch auch möglich, dass das mindestens eine Positionierungsmodul zumindest abschnittsweise bzw. an zumindest einer Stelle gebogen und ansonsten gerade ausgebildet ist.
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Das Gestell ist als Rahmen ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Es ist möglich, dass das Gestell mehrere miteinander verbundene Streben aufweist und bspw. wie ein Tragwerk und/oder Fachwerk ausgebildet ist und demnach im Vergleich zu einem kompakten Bauteil eine geringe Masse aufweist.
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Die Messvorrichtung weist üblicherweise mehrere Kameras auf, wobei ein Objektiv von mindestens einer ersten Kamera in dem Sichtfeld bzw. innerhalb des Sichtfelds des Fahrers des Fahrzeugs anzuordnen ist. Alternativ oder ergänzend ist ein Objektiv von mindestens einer zweiten Kamera an einem Rand des Sichtfelds anzuordnen.
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Die Recheneinheit der Kalibrieranordnung ist bspw. als transportabler Computer, bspw. als Laptop bzw. Notebook oder Tablet, ausgebildet. Während der Durchführung der Kalibrierung wird die Recheneinheit mit der mindestens einen Kamera verbunden. Dabei ist es möglich, dass eine hierfür erforderliche Verbindung zwischen der mindestens einen Kamera und der Recheneinheit über ein Kabel bereitgestellt wird. Es ist ebenfalls möglich, dass die mindestens eine Kamera und die Recheneinheit Antennen aufweisen und über elektromagnetische Wellen miteinander Signale und somit Daten bzw. Informationen austauschen. In diesem Fall werden die mindestens eine Kamera und die Recheneinheit über eine funkgestützte Verbindung miteinander verbunden.
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Die Recheneinheit bzw. ein Testmodul der Kalibrieranordnung wird in möglicher Ausgestaltung über eine Diagnoseschnittstelle des Fahrzeugs mit dem Projektor des Anzeigesystems verbunden und dabei, bspw. wie im Fall der mindestens einen Kamera, über eine kabelgebundene Verbindung oder eine funkgestützte Verbindung an dem Projektor angeschlossen.
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Falls die Recheneinheit auch mit dem Projektor des Anzeigesystems verbunden ist, ist es möglich, dass dem Projektor von der Recheneinheit eine Vorlage für das mindestens eine Testbild bereitgestellt wird und der Projektor diese Vorlage für das Testbild auf die Sichtscheibe projiziert, wobei aus einer Projektion dieser Vorlage des Testbilds das zu überprüfende Testbild resultiert. Dieses Testbild wird auf das Vorhandensein des Abbildungsfehlers untersucht. Falls der Projektor und somit das Anzeigesystem korrekt kalibriert und/oder eingestellt ist, resultiert aus der Vorlage ein korrektes Testbild, wenn die Vorlage für das Testbild von dem Projektor auf die Sichtscheibe projiziert wird.
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Mit dem vorgestellten Verfahren ist eine alternative Kalibrierung für ein Head-up-Display durchführbar. Dabei ist die Kalibrieranordnung einfacher und kompakter als eine ansonsten übliche Kalibrieranlage in einer Fertigungslinie ausgebildet, bei der Kameras zum Überprüfen eines Bilds eines Anzeigesystems in der Fertigungslinie ortsfest installiert sind und in einen Innenraum eines Fahrzeugs geschwenkt und/oder manuell festgehalten werden müssen.
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Das mindestens eine Befestigungsmodul an dem Gestell der Messvorrichtung ist an dem Gestell üblicherweise montiert, wobei es möglich ist, die mindestens eine Kamera entsprechend an dem Gestell zu montieren. Zur Durchführung der Kalibrierung wird das mindestens eine Befestigungsmodul an dem mindestens einen Haltemodul der Innenwand des Fahrzeugs, bspw. an einem Dachhimmel des Fahrzeugs, an- und/oder eingeclipst und somit vorübergehend angeordnet. Dabei ist es möglich, dass das mindestens eine Haltemodul als Aufnahme der Sonnenblende ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, wobei es möglich ist, nach Entfernen der Messvorrichtung von dem mindestens einen Haltemodul, nachdem die Kalibrierung abgeschlossen ist, an diesem die Sonnenblende wieder an- bzw. einzuclipsen. Das mindestens eine Gestell weist entweder ein Befestigungsmodul oder mehrere Befestigungsmodule auf. Entsprechend ist es möglich, dass an der Innenwand des Fahrzeugs ein Haltemodul oder mehrere Haltemodule angeordnet ist bzw. sind. Zum Anordnen der Messvorrichtung in dem Innenraum des Fahrzeugs ist jeweils ein Befestigungsmodul einem Haltemodul zuzuordnen und daran vorübergehend und wieder lösbar zu befestigen.
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Bei der Durchführung des Verfahrens ist es möglich, dass die mindestens eine Kamera von der Recheneinheit, bspw. einem Laptop, gesteuert wird. Dabei ist auf der Recheneinheit eine Software, bspw. ein Berechnungstool bzw. Berechnungswerkzeug, installiert, mit der das Verfahren und somit auch ein Algorithmus zur Durchführung des Verfahrens realisiert, in der Regel kontrolliert und somit gesteuert und/oder geregelt wird.
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Durch Vorsehen des bspw. aus Streben bestehenden tragwerkförmigen bzw. tragwerkartigen Gestells der Messvorrichtung ist es möglich, die mindestens eine Kamera mit einfachen Mitteln im Innenraum des Fahrzeugs zum Durchführen der Kalibrierung vorübergehend zu positionieren. Aufgrund des einfachen Aufbaus der Kalibrieranordnung ist es möglich, die Kalibrierung des Anzeigesystems an einem beliebigen Ort, bspw. in der Fertigungslinie oder auch in einer Werkstatt, bspw. nach einem Einbau und/oder Austausch der Sichtscheibe, durchzuführen.
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Bei einer möglichen Realisierung des Verfahrens werden bspw. mehrere Kameras, die im und/oder am Gestell, bspw. Rahmen, montiert bzw. befestigt und somit angeordnet sind, bzw. jeweilige Objektive dieser Kameras in einer vorwärts orientierten Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf jenen Ausschnitt bzw. Bereich der Frontscheibe ausgerichtet, auf den von dem Projektor das Bild projiziert und von dort in das Sichtfeld des Fahrers reflektiert wird.
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Das Gestell, das eine Vielzahl von miteinander verbundenen Streben aufweist und je nach Definition fachwerkartig ausgebildet ist, wird, sofern es mehrere Befestigungsmodule aufweist, über diese an entsprechend vielen Haltemodulen und somit einer Halterung der Sonnenblende vorübergehend angeordnet, wobei jeweils ein Befestigungsmodul in und/oder an einem Haltemodul ein- bzw. angeclipst wird.
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Weiterhin wird das bspw. als Stange ausgebildete Positionierungsmodul an die Frontscheibe gelehnt und/oder daran abgestützt. Durch Ausrichten, bspw. durch Schwenken, des bspw. stabförmigen Positionierungsmoduls relativ zu dem Gestell ist es unter anderem möglich, einen Neigungswinkel des Gestells und somit auch einen Neigungswinkel der mindestens einen daran angeordneten Kamera relativ zu der Frontscheibe zu justieren.
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Dabei ist zudem vorgesehen, dass das mindestens eine Positionierungsmodul über das Gelenk, mit dem es mit dem Gestell verbunden ist, relativ zu dem Gestell geschwenkt wird. Sobald das mindestens eine Positionierungsmodul relativ zu dem Gestell einen vorgesehenen Neigungswinkel aufweist, ist es weiterhin möglich, das Gelenk zu arretieren und somit das mindestens eine Positionierungsmodul unter Berücksichtigung des vorgesehenen bzw. erforderlichen Neigungswinkels relativ zu dem Gestell vorübergehend zu fixieren. Dabei ist vorgesehen, dass der Neigungswinkel, den das mindestens eine Positionierungsmodul relativ zu dem Gestell aufweisen soll, in Abhängigkeit des Neigungswinkels der mindestens einen Kamera relativ zu der Sichtscheibe zu wählen und/oder einzustellen ist.
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In der Regel ist eine Messvorrichtung einer Kalibrieranordnung für ein Anzeigesystem eines Linkslenkers spiegelverkehrt zu einem Anzeigesystem eines Rechtslenkers ausgebildet.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt eine erste schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kalibrieranordnung bei Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 2 zeigt die Kalibrieranordnung aus 1 in einer zweiten schematischen Darstellung sowie ein Beispiel für ein Sichtfeld eines Fahrers in schematischer Darstellung.
- 3 zeigt in schematischer Darstellung drei Beispiele für Testbilder, die bei der Ausführungsform des Verfahrens verwendet werden.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, wobei denselben Komponenten dieselben Bezugsziffern zugeordnet sind.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine als Frontscheibe ausgebildete durchsichtige und reflektierende Sichtscheibe 2, eine als Dachhimmel ausgebildete Innenwand 4 und ein Armaturenbrett 6 eines Fahrzeugs. Dabei ist vorgesehen, dass die Sichtscheibe 2, die Innenwand 4 und das Armaturenbrett 6 auch als Raumbegrenzungselemente zu bezeichnen und/oder ausgebildet sind sowie einen Innenraum des Fahrzeugs, hier eines Kraftfahrzeugs, begrenzen. Außerdem grenzt ein Rand der Sichtscheibe 2 hier unmittelbar an einen Rand der Innenwand 4 sowie an einen Rand des Armaturenbretts 6.
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Das Fahrzeug ist hier mit einem Anzeigesystem 8 ausgestattet, das einen Projektor 10 aufweist, der in dem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet und dazu ausgebildet ist, auf die Sichtscheibe 2, hier auf eine Innenseite der Sichtscheibe 2, insbesondere auf einen Abschnitt 12 der Sichtscheibe 2, ein Bild zu projizieren, wobei dieses Bild von der Sichtscheibe 2 aus in ein in 2b gezeigtes Sichtfeld 35 bzw. in ein Blickfeld eines Insassen des Fahrzeugs, üblicherweise zumindest des Fahrers des Fahrzeugs, gespiegelt wird. Hierbei ist es erforderlich, das Anzeigesystem 8 im Rahmen einer Fertigung des Fahrzeugs oder eventuell nach einem Austausch der Sichtscheibe 2, die als Projektionsfläche für das Bild verwendet wird, zu kalibrieren.
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Außerdem sind an der als Dachhimmel ausgebildeten Innenwand 4 des Fahrzeugs mehrere Haltemodule 5a, 5b und mehrere Halteeinrichtungen 7a, 7b installiert, wobei diese Haltemodule 5a, 5b und Halteeinrichtungen 7a, 7b als Halterungen für zwei hier nicht weiter dargestellte Sonnenblenden als funktionelle Einrichtungen des Fahrzeugs ausgebildet sind. Jeweils eine als Sonnenblende ausgebildete funktionelle Einrichtung ist einerseits an jeweils einem Haltemodul 5a, 5b einzuclipsen bzw. anzuclipsen und demnach zumindest vorübergehend zu befestigen und somit anzuordnen und andererseits an jeweils einer Halteeinrichtung 7a, 7b zu befestigen und somit anzuordnen. Dabei ist eine jeweilige Halteeinrichtung 7a, 7b und somit auch eine daran zu befestigende Sonnenblende relativ zu der Innenwand 4 verschiebbar und/oder schwenkbar. Die über jeweils eine Halteeinrichtung 7a, 7b an der Innenwand 4 befestigte Sonnenblende ist je nach Situation, die üblicherweise von einem Sonnenstand abhängig ist, vorübergehend und somit wieder lösbar zusätzlich durch Ein- bzw. Anclipsen an den Haltemodulen 5a, 5b an der Innenwand 4 zu befestigen.
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Die hier vorgestellte Ausführungsform der Kalibrieranordnung 14 umfasst eine Messvorrichtung 16 und eine hier als Laptop ausgebildete und/oder zu bezeichnende Recheneinheit 18. Dabei umfasst die Messvorrichtung 16 ein als Rahmen ausgebildetes und/oder zu bezeichnendes Gestell 20, das mehrere miteinander verbundene Streben aufweist und demnach je nach Definition tragwerkartig oder fachwerkartig ausgebildet ist. Außerdem umfasst die Messvorrichtung 16 neben dem Gestell 20 als weitere Komponenten mehrere Befestigungsmodule 22a, 22b und mehrere Kameras 24a, 24b, 24c, die hier an dem Gestell 20 angeordnet bzw. daran befestigt sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Befestigungsmodule 22a, 22b an dem Gestell 20 über Gelenke relativ zu dem Gestell 20 drehbar befestigt sind. Außerdem umfasst die Messvorrichtung 16 als weitere Komponente ein hier als Stange ausgebildetes Positionierungsmodul 26 mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei sein erstes Ende hier ebenfalls über ein Gelenk an dem Gestell 20 und relativ zu dem Gestell 20 verschwenkbar angeordnet ist, wobei es möglich ist, einen Neigungswinkel, den das Positionierungsmodul 26 relativ zu dem Gestell 20 und somit relativ zu den Kameras 24a, 24b, 24c aufweisen soll, einzustellen, in der Regel auszuwählen, und durch Arretieren des Gelenks zu fixieren.
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Die Kalibrieranordnung 14 weist als zusätzliche Komponente ein Kabel 28 auf, mit dem die Recheneinheit 18 mit den Kameras 24a, 24b, 24c zu verbinden bzw. verbunden ist.
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Somit weist die Messvorrichtung 16 in Ausgestaltung mehrere Kameras 24a, 24b, 24c auf, die alle im Bereich des Blickfelds und/oder Sichtfelds 35 des Fahrers des Fahrzeugs anzuordnen bzw. anordenbar sind, wobei ein derartiges Blickfeld und/oder Sichtfeld 35 auch als Eyebox ausgebildet sein und/oder als Eyebox bezeichnet werden kann. Dabei ist mindestens eine erste Kamera 24a in dem Sichtfeld 35 bzw. innerhalb des Sichtfelds 35 des Fahrers anzuordnen. Alternativ oder ergänzend ist mindestens eine zweite Kamera 24b, 24c an einem Rand des Sichtfelds 35 des Fahrers anzuordnen. Diesbezüglich ist es möglich, die mindestens eine erste Kamera 24a zwischen mindestens zwei, bspw. zwei zweiten Kameras 24b, 24c zentral anzuordnen, wobei die genannten Kameras 24a, 24b, 24c bspw. räumlich übereinander anordenbar sind. Hierbei ist es denkbar, dass die Objektive der Kameras 24a, 24b, 24c bspw. in einer Ebene anordenbar sind, die unter einem Winkel von bspw. 90° zuzüglich oder abzüglich einer Abweichung von einigen Winkelgrad, maximal um einen spitzen Winkel von bspw. maximal 45° zu der Längsachse bzw. Mittelachse des Fahrzeugs orientiert ist. Der Winkel für die beschriebene Ebene ist abhängig von einem Winkel einzustellen, um den das Sichtfeld 35 relativ zu der Längsachse orientiert ist, wobei es möglich ist, dass sich das Sichtfeld 35 in der Ebene befindet.
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Einige Details aus 1 sind auch in 2a schematisch dargestellt. Dabei umfasst der Projektor 10 mindestens ein hier als Spiegel ausgebildetes optisches Element 40, wobei 2a lediglich ein derartiges optisches Element 40 zeigt. In 2a ist durch eine gestrichelte Linie 34 eine Ebene angedeutet, in der das in 2b in Draufsicht schematisch dargestellte Sichtfeld 35 angeordnet ist, wobei hier vorgesehen ist, dass Positionen von Objektiven der Kameras 24a, 24b, 24c auch innerhalb des Sichtfelds 35 angeordnet werden und/oder sind.
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Mit der hier vorgestellten Ausführungsform der Kalibrieranordnung 14 ist die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar.
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Hierbei ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung 16 in dem Innenraum des Fahrzeugs installiert und somit angeordnet wird. Dabei wird jeweils ein Befestigungsmodul 22a, 22b an jeweils einem Haltemodul 5a, 5b an der Innenwand 4 an- und/oder eingeclipst und somit vorübergehend an der Innenwand 4 angeordnet. Außerdem wird das von dem Gestell 20 abgewandte zweite Ende des Positionierungsmoduls 26 an der Sichtscheibe 2 oder alternativ an der Innenwand 4 vorübergehend angeordnet, bspw. angelehnt und/oder abgestützt. Dabei ist es möglich, den Neigungswinkel, den das stabförmige Positionierungsmodul 26 relativ zu dem Gestell 20 aufweisen soll, durch Drehen des Positionierungsmoduls 26 relativ zu dem Gelenk einzustellen.
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Hierbei ist zu berücksichtigen, dass zum Durchführen der Kalibrierung sämtliche Kameras 24a, 24b, 24c in dem Sichtfeld 35 hier übereinander anzuordnen und auf den Ausschnitt 12 der Sichtscheibe 2 bzw. deren Innenseite zu fokussieren sind, wobei für die Kameras 24a, 24b, 24c ein Neigungswinkel relativ zu der Sichtscheibe 2 einzustellen ist, wobei die Kameras 24a, 24b, 24c in dem Sichtfeld 35, in der Regel zumindest im Bereich des Sichtfelds 35 anzuordnen sind. Dies bedeutet, dass mindestens eine erste Kamera 24a hier zwischen zwei zweiten Kameras 24b, 24c anzuordnen ist, wobei die beiden zweiten Kameras 24b, 24c oberhalb und unterhalb der ersten Kamera 24a an einem oberen und unteren Rand des Sichtfelds 35 anordenbar bzw. anzuordnen sind. In Abhängigkeit des hierbei vorgesehenen Neigungswinkels wird auch der Neigungswinkel des Positionierungsmoduls 26 eingestellt. Außerdem ist zum Vorbereiten der Kalibrierung hier vorgesehen, die Recheneinheit 18 über eine Diagnoseschnittstelle 30 sowie ein weiteres Kabel 32 mit dem Projektor 10 zu verbinden.
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Weiterhin wird bei der hier vorgestellten Ausführungsform des Verfahrens zur Kalibrierung des Anzeigesystems 8 von der Recheneinheit 18 eine Vorlage für ein jeweils positionsabhängig zu verwendendes Testbild 36a, 36b, 36c aus 3a, 3b, 3c erzeugt und an den Projektor 10 übermittelt, der diese Vorlage auf den Ausschnitt 12 der Sichtscheibe 2 projiziert, wobei das jeweilige Testbild 36a, 36b, 36c und von dort aus in das Sichtfeld 35 gespiegelt bzw. reflektiert wird. Dieses Testbild 36a, 36b, 36c wird von mindestens einer der Kameras 24a, 24b, 24c erfasst und somit aufgenommen sowie an die Recheneinheit 18 übermittelt.
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Das von der mindestens einen Kamera 24a, 24b, 24c aufgenommene Testbild 36a, 36b, 36c wird auf ein etwaiges Vorhandensein eines Abbildungsfehlers untersucht. Dabei sind unterschiedliche Abbildungsfehler definiert, wobei für jeweils einen Abbildungsfehler auch eine Korrekturmaßnahme vorgesehen ist. Falls nun ein bestimmter Abbildungsfehler erkannt wird, wird die diesem Abbildungsfehler zugeordnete Korrekturmaßnahme durchgeführt und unter Berücksichtigung dieser Korrekturmaßnahme eine Position des mindestens einen optischen Elements 40 des Projektors 10 relativ zu der Sichtscheibe 2 und somit auch relativ zu dem Sichtfeld 35 korrigiert und somit neu eingestellt. Dabei ist es bspw. möglich, dass ein möglicher Abbildungsfehler einer Verzerrung des Testbilds 36a, 36b, 36c entspricht. In Reaktion darauf ist durch die zugeordnete Korrekturmaßnahme, die eine neue Positionierung des optischen Elements 40 umfasst, eine Entzerrung der Verzerrung des Testbilds 36a, 36b, 36c umsetzbar.
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Diesbezüglich zeigt 2b auch unterschiedliche Positionen P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9 in dem Sichtfeld 35. Dabei befindet sich eine erste Position P1 in einer Mitte des Sichtfelds 35, eine zweite Position P2 links von der ersten Position P1, wobei sich an der zweiten Position P2 üblicherweise auch ein linkes Auge des Fahrers befindet. Eine dritte Position P3 befindet sich rechts von der ersten Position P1, wobei sich an der dritten Position P3 auch üblicherweise das rechte Auge des Fahrers befindet. Eine vierte Position P4 befindet sich in einer linken oberen Ecke, eine fünfte Position P5 in einer rechten oberen Ecke, eine sechste Position P6 in einer linken unteren Ecke und eine siebte Position P7 in einer rechten unteren Ecke des Sichtfelds 35. Weiterhin befindet sich eine achte Position P8 an einem oberen Rand bzw. oberen Beschnitt des Sichtfelds 35, wohingegen sich eine neunte Position P9 an einem unteren Rand bzw. unteren Beschnitt des Sichtfelds 35 befindet.
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In einem ersten Schritt wird bei der Ausführungsform des Verfahrens von dem Projektor 10 eine Vorlage für ein erstes Testbild 36a auf die Sichtscheibe 2 projiziert und von dort in das Sichtfeld 35 gespiegelt. Bei diesem ersten Schritt wird das erste Testbild 36a lediglich von den beiden zweiten Kameras 24b, 24c oberhalb und unterhalb der ersten zentral angeordneten Kamera 24a erfasst. Dabei ist hier vorgesehen, dass das Objektiv der oberen zweiten Kamera 24b an der achten Position P8 am oberen Rand des Sichtfelds 35 und eine untere zweite Kamera 24c an der neunten Position P9 am unteren Rand des Sichtfelds 35 anzuordnen ist. Dabei sind mit diesen beiden Kameras 24b, 24c etwaige Abbildungsfehler an den genannten Rändern des Sichtfelds 35 erkennbar. Hierbei wird eine Beschnitt-Höhe der Ränder des Sichtfelds 35 ermittelt.
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In einem zweiten Schritt wird von dem Projektor 10 eine Vorlage für ein zweites Testbild 36b auf die Sichtscheibe 2 projiziert und von dort aus in das Sichtfeld 35 gespiegelt. Bei diesem zweiten Schritt wird lediglich die erste Kamera 24a zwischen den beiden zweiten Kameras 24b, 24c verwendet und deren Objektiv in einem mittleren Bereich des Sichtfelds 35, bspw. in mindestens einer der drei ersten Positionen P1, P2, P3 angeordnet, wobei auch dieses zweite Testbild 36b auf ein etwaiges Vorhandenseins eines Abbildungsfehlers hin überprüft wird. Dabei ist mit diesem dritten Testbild 36 ein sogenanntes Höhen-Warping durchführbar.
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Bei einem dritten Schritt wird ein drittes Testbild 36c verwendet, wobei in diesem Fall alle drei Kameras 24a, 24b, 24c zum Überprüfen eines etwaigen Abbildungsfehlers eingesetzt werden. Dabei ist bspw. die erste Kamera 24a an mindestens einer der drei ersten Positionen P1, P2 oder P3 anzuordnen. Die obere zweite Kamera 24b ist an der vierten und/oder an der fünften Position P4, P5 anzuordnen. Außerdem ist die untere zweite Kamera 24c an der sechsten oder/oder siebten Position P6, P7 anzuordnen.
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Bei dem ersten Schritt wird von jeweils einer der beiden zweiten Kameras 24b, 24c jeweils das erste Testbild 36a aufgenommen. Falls hierbei ein Abbildungsfehler erkannt wird, werden jeweils fehlende Anteile des Testbilds 36a berechnet. Weiterhin wird unter Berücksichtigung einer Formel und/oder eines Kennfelds eine neue Stellung des mindestens einen optischen Elements 40 berechnet, wobei eine für den Abbildungsfehler vorgesehene Korrekturmaßnahme durchgeführt wird. Dabei ist es möglich, bspw. durch Verdrehen des mindestens einen optischen Elements 40 innerhalb des Projektors 10, das Sichtfeld 35 bspw. nach oben und/oder unten zu justieren.
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Bei dem zweiten Schritt wird mit der mittleren ersten Kamera 24a das zweite Testbild 36b aufgenommen und eine eventuell vorhandene Verzerrung als Abbildungsfehler innerhalb des Testbilds registriert. In Reaktion darauf wird unter Berücksichtigung der Korrekturmaßnahme, die für den Abbildungsfehler innerhalb des Sichtfelds 35 vorgesehen ist, eine Projektion der Vorlage des zweiten Testbilds 36b entzerrt bzw. vorverzerrt, wobei sich aufgrund der Korrekturmaßnahme ein verzerrungsfreies Testbild 36b ergibt.
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Bei dem dritten Schritt werden die beiden erstgenannten Schritte überprüft, wobei das dritte Testbild 36c in der Regel zumindest nur von der mittleren ersten Kamera 24a aufgenommen und auf ein etwaiges Vorhandensein von Abbildungsfehlern hin untersucht wird.
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In Ausgestaltung ist es möglich, dass jede Kamera 24a, 24b, 24c über einen bspw. automatischen Justierungsmechanismus an dem Gestell 20 befestigt ist, wobei jede Kamera 24a, 24b, 24c bzw. deren Objektiv über einen jeweiligen Justierungsmechanismus bspw. innerhalb des vorgesehenen Sichtfelds 35 relativ zu dem Gestell 20 verschiebbar und an einer jeweils vorgesehenen Position P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9 positionierbar ist. Dabei ist es möglich, dass der Justierungsmechanismus von der Recheneinheit 18 gesteuert wird, wobei die jeweilige Position P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9 des Objektivs einer jeweiligen Kamera 24a, 24b, 24c eingestellt wird.
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Die vorgestellte Kalibrieranordnung 14 ersetzt aufwändige und teure Kalibrieranlagen, mit denen eine Kamera an den oben erwähnten Positionen P1 bis P9 nacheinander angeordnet wird. Bei einer derartigen Kalibrieranlage ist auch eine aufwändige Messung an der Karosserie des Fahrzeugs durchzuführen, um die Kamera der Kalibrieranlage zu der Karosserie positionieren zu können, was einige Zeit beanspruchen kann.
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Mit der neuen Kalibrieranordnung 14 bzw. einem entsprechenden Kalibriersystem ist es dagegen möglich, die drei genannten Schritte in kurzer Zeit nacheinander und somit beinahe gleichzeitig durchzuführen. Dabei ist es lediglich erforderlich, das Gestell 20 der Messvorrichtung 16 über die beiden Befestigungsmodule 22a, 22b an den Haltemodulen 5a, 5b anzuordnen und somit die an dem Gestell 20 befestigten Kameras 24a, 24b, 24c an einer Aufnahme der Sonnenblende einzuhängen.
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Ergänzend ist es möglich, die Messvorrichtung 16 in Abhängigkeit davon auszubilden, ob mit ihr ein Anzeigesystem 8 für ein linkslenkendes oder ein rechtslenkendes Fahrzeug zu kalibrieren ist. Im Fall eines linkslenkenden Fahrzeugs sind die Kameras 24a, 24b, 24c an einer linken Seite des Gestells 20 anzuordnen, wohingegen die Kameras 24a, 24b, 24c im Fall eines rechtslenkenden Fahrzeugs auf der rechten Seite des Gestells 20 spiegelbildlich zu den Kameras 24a, 24b, 24c auf der linken Seite anzuordnen sind. Falls die Messvorrichtung 20 zwei Sätze von Kameras 24a, 24b, 24c aufweist, wobei ein erster Satz auf der linken und ein zweiter Satz auf der rechten Seite des Gestells 20 angeordnet ist, ist die Messvorrichtung 16 sowohl für ein linkslenkendes als auch für ein rechtslenkendes Fahrzeug verwendbar.
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Weiterhin wird das Gestell 20 über das Positionierungsmodul 26 an der Innenseite bzw. Innenwand der Sichtscheibe 2 nach vorne hin abgestützt, wodurch eine hinreichend genaue Lage der Kameras 24a, 24b, 24c relativ zu der Sichtscheibe 2 einstellbar ist. Eine Auswertung von Testbildern 36a, 36b, 36c, die von den Kameras 24a, 24b, 24c aufgenommen werden, wird von der Recheneinheit 18 durchgeführt, mit der auch über die Diagnoseschnittstelle 30 der Projektor 10 angesteuert wird. Dabei ist es einerseits möglich, dem Projektor 10 eine jeweilige Vorlage für ein Testbild 36a, 36b, 36c bereitzustellen und/oder zu veranlassen, diese Vorlage auf die Sichtscheibe 2 zu projizieren. Andererseits ist es ausgehend von der Recheneinheit 18 auch möglich, sofern ein Abbildungsfehler erkannt wird, die dem Abbildungsfehler zugeordnete Korrekturmaßnahme zu ermitteln und unter Berücksichtigung dessen das optische Element 40 anzusteuern und zu veranlassen, dass dieses unter Berücksichtigung der Korrekturmaßnahme relativ zu der Sichtscheibe 2 neu ausgerichtet und/oder eingestellt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014013221 A1 [0003]
- DE 102014019013 A1 [0004]
- DE 102015008887 A1 [0005]
- DE 102012010120 A1 [0006]
- DE 102012010889 A1 [0007]
