DE102018009718A1 - Apparatus and method for calibrating an eyelid sensor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Lidarsensors (1) mit einem Messtarget. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Messtarget eine Messbox (2) umfasst, welche eine Ein- und Austrittsöffnung (3) für Laserstrahlen (4) aufweist, wobei im Inneren der Messbox (2) mehrere Spiegelflächen (10) zum Umlenken und Verlängern der Laufzeit der Laserstrahlen (4) angeordnet sind, und wobei an den Spiegelflächen (10) mehrere retroreflektierende Markierungen (11, 12, 13, 14) angeordnet sind.Außerdem ist ein Verfahren zur Kalibrierung eines Lidarsensors (1) in einem Fahrzeug (8) mit der Vorrichtung beschrieben.The invention relates to a device for calibrating a lidar sensor (1) with a measuring target. The invention is characterized in that the measuring target comprises a measuring box (2) which has an inlet and outlet opening (3) for laser beams (4), wherein inside the measuring box (2) a plurality of mirror surfaces (10) for deflecting and extending the A plurality of retroreflective markings (11, 12, 13, 14) are arranged on the mirror surfaces (10). A method for calibrating a lidar sensor (1) in a vehicle (8) is also provided the device described.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Lidarsensors mit einem Messtarget. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren eines Lidars in einem Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung.The invention relates to a device for calibrating a lidar sensor with a measurement target. Moreover, the invention relates to a method for calibrating a lidar in a vehicle with such a device.

Lidarsensoren, welche die Umgebung, beispielsweise eines Fahrzeugs, über Laserstrahlen abtasten und anhand der Reflexion der Laserstrahlen an Gegenständen in der Umgebung ein optisches dreidimensionales Abbild der Umgebung aufbauen, sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen, insbesondere beim Einsatz der Lidarsensoren in Fahrzeugen ist eine zuverlässige Kalibrierung der Lidarsensoren notwendig. Dies gilt insbesondere dann, wenn über die Lidarsensoren Objekte im Umfeld des Fahrzeugs für ein autonomes Fahren des Fahrzeugs erfasst werden, da in diesem Fall sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Umgebungserfassung zu richten sind.Lidar sensors, which scan the surroundings, for example of a vehicle, via laser beams and build up an optical three-dimensional image of the surroundings based on the reflection of the laser beams on objects in the surroundings, are known from the state of the art. In order to achieve a high measuring accuracy, in particular when using the lidar sensors in vehicles, a reliable calibration of the lidar sensors is necessary. This applies in particular if objects are detected in the surroundings of the vehicle for autonomous driving of the vehicle via the lidar sensors, since in this case very high demands are to be placed on the accuracy of the environmental detection.

Bisher ist es deshalb üblich, die Lidarsensoren nach der Fahrzeugherstellung und zu einer Nachkalibrierung in der Werkstatt über fest installierte oder portable Messtargets zu kalibrieren. Diese Messtargets werden vor dem Fahrzeug positioniert und die Distanz und der Winkel zu dem Lidarsensor müssen dann exakt eingemessen werden. Im Falle von fest installierten Messtargets muss das Fahrzeug an einem sehr genau definierten Punkt, wie beispielsweise einem Fahrwerkprüfstand im Werk abgestellt werden. Kommt es hier zu Fehlern beim Aufstellen des portablen Messtargets oder zu Abweichungen in der exakten Position des Fahrzeugs im Fahrwerksprüfstand, dann führt dies zu Fehlern in der Kalibrierung, welche einen gravierenden Nachteil darstellen.So far it has been customary to calibrate lidar sensors after vehicle manufacture and for recalibration in the workshop via permanently installed or portable measurement targets. These measurement targets are positioned in front of the vehicle and the distance and the angle to the lidar sensor must then be measured exactly. In the case of permanently installed measurement targets, the vehicle must be parked at a very well-defined point, such as a chassis dynamometer in the factory. If errors occur here when setting up the portable measurement target or deviations in the exact position of the vehicle in the chassis test stand, this leads to errors in the calibration, which represent a serious disadvantage.

Ein weiterer Nachteil, insbesondere im Bereich der Werkstätten, ist der sehr hohe Platzbedarf, und dass sich zwischen dem Lidar und dem Target während der Kalibrierung keine Personen oder Gegenstände bewegen dürfen. Dies macht den Aufbau entsprechend komplex. Außerdem sind große freie Flächen notwendig, welche bei fest in dem Gebäude verbauten Targets auch dann freigehalten werden müssen, wenn eigentlich keine Messung erfolgt.Another disadvantage, especially in the field of workshops, is the very high space requirement, and that no persons or objects may move between the lidar and the target during calibration. This makes the structure correspondingly complex. In addition, large open areas are necessary, which must be kept free even if no measurement is actually made in fixed targets in the building.

Aus dem Stand der Technik in Form der DE 10 2009 047 324 A1 ist zur Kalibrierung eines optischen Sensors, wie eines Lidars, ein Multiplexdetektor bekannt. Dieser dient beispielsweise als portables Messtarget in dem oben beschriebenen Szenario. Er erlaubt eine relativ schnelle Kalibrierung, kann die genannten Nachteile jedoch nicht unterbinden.From the prior art in the form of DE 10 2009 047 324 A1 is known for calibrating an optical sensor, such as a lidar, a multiplex detector. This serves, for example, as a portable measurement target in the scenario described above. It allows a relatively fast calibration, but can not prevent the mentioned disadvantages.

Zum weiteren Stand der Technik kann für die Kalibrierung beispielsweise von Kameras darauf hingewiesen werden, dass für die Kalibrierung von Kameras Messtargets existieren, welche beispielsweise im Bereich des Nummernschildes mit einem Stativ oder dergleichen gegen das Fahrzeug gedrückt werden, um so immer eine relativ genaue Position gegenüber dem Fahrzeug zu haben. Dies erlaubt es, eine Kamera mit ausreichender Genauigkeit zu kalibrieren. Eine solche Anwendung würde bei der Kalibrierung eines Lidars jedoch aufgrund der viel zu kurzen Lauflänge des Laserstrahls vor der Reflexion zu einer nur sehr ungenauen Kalibrierung des Lidars führen.For further state of the art can be noted for the calibration of cameras, for example, that for the calibration of cameras Messtargets exist, which are pressed against the vehicle, for example in the field of license plate with a tripod or the like, so always a relatively accurate position to have the vehicle. This allows a camera to be calibrated with sufficient accuracy. However, such an application would result in a very inaccurate calibration of the lidar when calibrating a lidar due to the far too short run length of the laser beam before reflection.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Kalibrieren eines Lidarsensors, insbesondere in einem Fahrzeug, anzugeben, welches insbesondere die oben genannten Nachteile vermeidet.The object of the present invention is therefore to provide an improved device and an improved method for calibrating a lidar sensor, in particular in a vehicle, which in particular avoids the above-mentioned disadvantages.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Lidarsensors mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Ferner löst ein Verfahren zum Kalibrieren eines Lidarsensors in einem Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung und den Merkmalen im Anspruch 7 die Aufgabe. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowohl der Vorrichtung als auch des Verfahrens ergeben sich aus den jeweils abhängigen Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by a device for calibrating a Lidarsensors with the features in claim 1, and in particular in the characterizing part of claim 1. Furthermore, a method for calibrating a lidar sensor in a vehicle with such a device and the features in claim 7 solves the problem. Advantageous embodiments and developments of both the device and the method will become apparent from the respective dependent claims.

Das Messtarget bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst eine Messbox oder ist als solche ausgebildet. Die Messbox hat eine Ein- und Austrittsöffnung für Laserstrahlen und im Inneren der Messbox sind mehrere Spiegelflächen zum Umlenken und Verlängern der Laufzeit der Laserstrahlen angeordnet. An den Spiegelflächen sind mehrere retroreflektierende Markierungen angeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Messbox kann also einfach und effizient, beispielsweise auch sehr dicht an dem Lidarsensor positioniert werden. Die von ihm ausgesendeten Laserstrahlen gehen durch die Eintrittsöffnung in die Messbox und werden von den Spiegelflächen entsprechend umgelenkt, um so ihre Laufzeit zu verlängern und einen relativ großen Abstand zu dem Lidarsensor zuverlässig zu simulieren. An den Spiegelflächen sind an bestimmten vorgegebenen Stellen retroreflektierende Markierungen, insbesondere in Form von Streifen angeordnet, welche die Laserstrahlen dann wieder zu dem Lidarsensor zurückwerfen. In der Praxis entsteht so in dem Lidarsensor ein Abbild der retroreflektierenden Markierungen. Aus dem Konstruktiven Aufbau der Messbox sind die tatsächlichen zu erwartenden Abstände sowie gegebenenfalls der Abstand zu dem Lidarsensor selbst, aus der Aufstellung der Messbox, bekannt. Diese bekannten Werte lassen sich nun zur Kalibrierung mit den gemessenen Werten entsprechend vergleichen, um den Lidarsensor einfach und effizient kalibrieren zu können.The measuring target in the device according to the invention comprises a measuring box or is designed as such. The measuring box has an inlet and outlet opening for laser beams and inside the measuring box several mirror surfaces for deflecting and extending the term of the laser beams are arranged. On the mirror surfaces several retroreflective markers are arranged. The device according to the invention with the measuring box can therefore be positioned simply and efficiently, for example also very close to the lidar sensor. The laser beams emitted by it pass through the inlet opening into the measuring box and are correspondingly deflected by the mirror surfaces so as to extend their transit time and reliably simulate a relatively large distance to the lidar sensor. On the mirror surfaces retroreflective markings, in particular in the form of strips are arranged at certain predetermined locations, which then throw the laser beams back to the Lidarsensor. In practice, this creates an image of the retroreflective markings in the lidar sensor. From the constructional design of the measuring box, the actual distances to be expected and, if appropriate, the distance to the lidar sensor itself, from the installation of the measuring box, are known. These known values can now be used for calibration with the measured values Compare to calibrate the Lidarsensor easy and efficient.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee werden die Laserstrahlen durch die Spiegel in der Messbox mehrfach umgelenkt, um so auch bei kleinem Bauraum der Messbox eine entsprechend große Lauflänge der Laserstrahlen zu erhalten und damit vergleichsweise große Abstände der erfassten retroreflektierenden Markierungen zueinander. Dies unterstützt eine möglichst exakte Kalibrierung ideal.According to a very advantageous development of the idea, the laser beams are deflected several times by the mirrors in the measuring box, so as to obtain a correspondingly large run length of the laser beams even with a small installation space of the measuring box and thus comparatively large distances of the detected retroreflective markings from each other. This ideally supports the most accurate calibration possible.

Die Vorrichtung erlaubt dabei grundsätzlich eine Kalibrierung, ohne dass die Position des Lidarsensors gegenüber der Messbox zwingend bekannt sein muss, da die durch den Aufbau in der Messbox fest vorgegebenen Abstände der Markierungen zueinander zur Kalibrierung ausreichen können. Von Vorteil ist es jedoch selbstverständlich, wenn auch diese Position bekannt ist. Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es daher vorgesehen, dass die Messbox wenigstens einen Anschlag zum positionsgenauen Anlegen an einem den Lidarsensor aufweisenden System, wie insbesondere einem Fahrzeug, aufweist. Über einen solchen Anschlag lässt sich die Messbox beispielsweise auf demselben ebenen Untergrund wie das den Lidarsensor aufweisende System positionieren und mit dem Anschlag positionsgenau an dem System anlegen. Bei einem Fahrzeug könnte dies beispielsweise die Fläche zur Aufnahme des Nummernschildes sein. Dann ist die exakte Position des Lidarsensors auch relativ zu der Messbox bekannt, sodass die Kalibrierung nochmals verbessert durchgeführt werden kann.The device basically allows a calibration, without the position of the Lidarsensors relative to the measuring box must be imperatively known, since the fixed by the structure in the measuring box distances of the markings to each other can be sufficient for calibration. It is advantageous, of course, although this position is known. According to a very advantageous development of the device according to the invention, it is therefore provided that the measuring box has at least one stop for positionally accurate application to a system having the lidar sensor, in particular a vehicle. By way of such a stop, the measuring box can be positioned, for example, on the same level surface as the system having the lidar sensor and can be positioned accurately with the stop on the system. For example, in a vehicle, this could be the license plate surface. Then the exact position of the Lidarsensors is also known relative to the measuring box, so that the calibration can be performed even better.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung, insbesondere und vorzugsweise dieser letzten Idee, kann es ferner vorgesehen sein, dass die Messbox an ihrer äußeren Oberfläche weitere Messtargets aufweist. Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausbildung hiervon ist es dabei vorgesehen, dass diese weiteren Messtargets für die Kalibrierung wenigstens einer Kamera ausgebildet sind.According to a further very advantageous embodiment, in particular and preferably this last idea, it can further be provided that the measuring box has further measuring targets on its outer surface. According to a further very advantageous embodiment thereof, it is provided that these further measurement targets are designed for the calibration of at least one camera.

Für die Kalibrierung des Lidarsensors wird nur der Aufbau im Inneren der Messbox, nämlich der Aufbau mit den Spiegeln und den retroreflektierenden Markierungen genutzt. Die Außenfläche der Messbox kann daher mit weiteren Messtargets versehen werden, welche insbesondere für andere Sensoren, z.B. wie oben ausgeführt, zur Kalibrierung wenigstens einer Kamera ausgebildet sind. Vor allem wiederum beim Einsatz für Fahrzeuge ist dies ein entscheidender Vorteil. Wird beispielsweise die Messbox gegen eine Fläche des Fahrzeugs positionsgenau angelegt, beispielsweise über einen Anschlag an der Messbox am Nummernschild des Fahrzeugs, dann kann nun der Lidarsensor über die Spiegel und retroreflektierenden Markierungen im Inneren der Messbox kalibriert werden. Gleichzeitig lässt sich eine in dem Fahrzeug verbaute Kamera, für welche der relativ geringe Abstand zwischen der Messbox und der typischerweise im Bereich der Windschutzscheibe angeordneten Kamera unkritisch ist, anhand der weiteren Messtargets auf der äußeren Oberfläche der Messbox kalibrieren. Insbesondere beim Einsatz im Werk, jedoch auch bei einer Nachkalibrierung in der Werkstatt ist dies sehr effizient, da beispielsweise beide Kalibrierungen zeitgleich durchgeführt werden können, oder da bei Werkstatteinsatz nur noch ein Gerät, nämlich die Messbox, vorgehalten werden muss, um sowohl den Lidar als auch die Kamera zuverlässig kalibrieren zu können.For the calibration of the lidar sensor, only the structure inside the measuring box, namely the structure with the mirrors and the retroreflective markings is used. The outer surface of the measuring box can therefore be provided with further measuring targets, which are particularly suitable for other sensors, e.g. as stated above, are designed for calibrating at least one camera. Especially when used for vehicles this is a decisive advantage. For example, if the measuring box is positioned accurately against a surface of the vehicle, for example via a stop on the measuring box on the license plate of the vehicle, then the Lidarsensor can now be calibrated via the mirrors and retroreflective markings inside the measuring box. At the same time, a camera installed in the vehicle, for which the relatively small distance between the measuring box and the camera typically arranged in the area of the windshield is not critical, can be calibrated on the outer surface of the measuring box on the basis of the further measuring targets. In particular, when used in the factory, but also in a recalibration in the workshop, this is very efficient because, for example, both calibrations can be carried out at the same time, or because in workshop use only one device, namely the measuring box, must be maintained to both the Lidar as also be able to calibrate the camera reliably.

Der ganze Aufbau ist dabei außerordentlich effizient und Platz sparend, da die Messbox lediglich positionsgenau an das Fahrzeug angelegt werden muss, um beispielsweise den Lidarsensor und/oder die Kamera entsprechend zu kalibrieren. Die Messbox lässt sich danach aufräumen, und auch während der Messung ist nur wenig zusätzlicher Bauraum vor dem Fahrzeug notwendig, sodass keine großen Flächen vorgehalten werden müssen, und dass der normale Arbeitsablauf in der Werkstatt auch während der Messung weitgehend unbeeinträchtigt weitergehen kann.The entire structure is extremely efficient and space-saving, since the measuring box only needs to be accurately positioned on the vehicle to calibrate, for example, the lidar sensor and / or the camera accordingly. The measuring box can then be tidied up, and even during the measurement, only a small amount of additional space in front of the vehicle is necessary, so that no large areas need to be kept, and that the normal work process in the workshop can continue largely undisturbed even during the measurement.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren eines Lidarsensors in einem Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht es vor, dass die Messbox positionsgenau zu dem Fahrzeug platziert wird, wonach vom Lidarsensor der gemessene Abstand der retroreflektierenden Markierungen zueinander erfasst, und wie oben bereits angedeutet, mit dem bekannten Abstand zur Kalibrierung verglichen wird.The inventive method for calibrating a Lidarsensors in a vehicle with the device according to the invention provides that the measuring box is positioned accurately to the vehicle, after which the Lidarsensor the measured distance of the retroreflective markings detected each other, and as already indicated above, with the known distance is compared for calibration.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung hiervon kann die Vorrichtung bzw. ihre Messbox dabei an fahrzeugspezifischen Punkten an das Fahrzeug angelegt werden, beispielsweise mit dem oben beschriebenen Anschlag im Bereich einer Kennzeichenaufnahme des Fahrzeugs. Befinden sich beide Elemente, also das Fahrzeug und die Messbox dann auf demselben ebenen Fußboden, sind alle Positionskoordinaten des Lidarsensors und der retroreflektierenden Markierungen in der Messbox zueinander bekannt, sodass ein sehr genauer Abgleich zur Kalibrierung möglich wird.According to a very advantageous development thereof, the device or its measuring box can be applied to vehicle-specific points on the vehicle, for example with the abovementioned stop in the region of a license plate holder of the vehicle. If both elements, ie the vehicle and the measuring box, are then on the same level floor, all the position coordinates of the lidar sensor and the retroreflective markings in the measuring box are known to each other, so that a very accurate comparison for calibration becomes possible.

Wie oben bereits erwähnt, kann, wenn die Messbox weitere Messtargets aufweist, auch die Kalibrierung weiterer Sensoren zeitgleich oder alternativ zur Kalibrierung des Lidarsensors erfolgen, insbesondere die Kalibrierung einer Kamera über ein auf die äußere Oberfläche der Messbox aufgebrachtes Kameratarget. Insbesondere lassen sich so Mono- und Stereokameras des Fahrzeugs zuverlässig kalibrieren.As already mentioned above, if the measuring box has further measuring targets, the calibration of further sensors can also take place at the same time or alternatively to the calibration of the lidar sensor, in particular the calibration of a camera via a camera target applied to the outer surface of the measuring box. In particular, it is possible to use mono and reliably calibrate the vehicle's stereo cameras.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the device and the method will become apparent from the embodiment, which is described below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 dreidimensionale Ansicht eines Lidarsensors und einer Messbox der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer möglichen Ausführungsform;
  • 2 seitliche Ansicht eines mit Lidarsensor und Kamera versehenen Fahrzeugs und der Messbox während der Kalibrierung; und
  • 3 schematische Darstellung der vom Lidarsensor erfassten Messung.
Showing:
  • 1 three-dimensional view of a lidar sensor and a measuring box of the device according to the invention in one possible embodiment;
  • 2 lateral view of a lidar-sensor-and-camera vehicle and the measuring box during calibration; and
  • 3 schematic representation of the measurement detected by the lidar sensor.

In der Darstellung der 1 ist in einer dreidimensionalen Ansicht eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Lidarsensors 1 gezeigt, welche eine Messbox 2 umfasst. Diese Messbox 2 hat eine Ein- und Austrittsöffnung 3 für Laserstrahlen 4 des Lidarsensors 1, welche von diesen prinzipbedingt ausgesendet und teilweise aus der Umgebung zurückreflektiert und dann von dem Lidarsensor 1 wieder aufgenommen werden. Die äußere Oberfläche der Messbox 2 hat in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ferner ein optionales weiteres Messtarget 5, welches in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung einer optischen Kamera 6 vorgesehen sein soll. Die Messbox 2 umfasst ferner einen Anschlag 7, welcher an einem den Lidarsensor 1 aufweisenden System positionsgenau angelegt werden kann.In the presentation of the 1 is a device for calibrating a Lidarsensors in a three-dimensional view 1 shown which a measuring box 2 includes. This measuring box 2 has an inlet and outlet opening 3 for laser beams 4 of the lidar sensor 1 which of these in principle emitted and partly reflected back from the environment and then from the Lidarsensor 1 be resumed. The outer surface of the measuring box 2 also has an optional further measurement target in the embodiment illustrated here 5 , which in the embodiment shown here for calibrating an optical camera 6 should be provided. The measuring box 2 also includes a stop 7 , which at one the Lidarsensor 1 system can be created with exact position.

Die für die Kalibrierung des Lidarsensors 1 entscheidenden Aspekte befinden sich im Inneren der Messbox 2 und sind in der Darstellung der 2 schematisch angedeutet. In dieser Darstellung in 2 soll schematisch die Kalibrierung eines Lidarsensors 1 in einem Fahrzeug 8 thematisiert werden. Das Fahrzeug 8 steht ebenso wie die Messbox 2, welche als mobiles Bauteil ausgeführt sein kann, auf einem ebenen und geraden Untergrund 9, beispielsweise dem einer Werkhalle in einem Herstellungswerk für das Fahrzeug 8 oder in einer Werkstatt. Die Messbox 2 wird mit ihrem Anschlag 7 an das Fahrzeug 8 herangeschoben und liegt mit dem Anschlag 7 beispielsweise im Bereich eines Nummernschildes an dem Fahrzeug 8 an. Damit ist die Position der Messbox 2 gegenüber dem im Fahrzeug 8 verbauten Lidarsensor 1 exakt bekannt. Durch die Ein- und Austrittsöffnung 3 gelangt nun der hier wieder mit 4 bezeichnete Laserstrahl in die Messbox 2, welche mit mehreren Spiegelflächen 10 ausgestattet ist, welche die Laserstrahlen 4 mehrfach umlenken, um so ihre Lauflänge zu vergrößern.The calibration of the lidar sensor 1 crucial aspects are located inside the measuring box 2 and are in the representation of 2 indicated schematically. In this illustration in 2 is intended to schematically calibrate a lidar sensor 1 in a vehicle 8th be addressed. The vehicle 8th stands as well as the measuring box 2 , which can be designed as a mobile component, on a flat and level surface 9 For example, a workshop in a manufacturing plant for the vehicle 8th or in a workshop. The measuring box 2 will with her stop 7 to the vehicle 8th pushed and lies with the stop 7 for example, in the area of a license plate on the vehicle 8th on. This is the position of the measuring box 2 opposite to that in the vehicle 8th built lidar sensor 1 exactly known. Through the inlet and outlet 3 Now the laser beam, again denoted by 4, enters the measuring box 2 , which with several mirror surfaces 10 equipped, which are the laser beams 4 redirect several times to increase their run length.

An allen oder einigen der Spiegelflächen 10 sind dabei retroreflektierende Markierungen angeordnet, welche hier mit 11, 12, 13 und 14 je nach zurückgelegter Wegstrecke der Laserstrahlen 4 bezeichnet sind. Diese retroreflektierenden Markierungen 11, 12, 13, 14, welche insbesondere als Streifen auf den Spiegelflächen 10 ausgebildet sind, reflektieren das Laserlicht der Laserstrahlen 4 zurück zum Lidarsensor 1. Dieser ermittelt dementsprechend das in 3 aufgezeichnete Ergebnis der Messung. Die jeweiligen Abstände x1 , x2 , x3 , x4 zwischen den retroreflektierenden Markierungen 11, 12, 13 und 14. zwischen dem Lidarsensor 1 und der ersten retroreflektierenden Markierung 11 wurden also mit dem Lidarsensor 1 gemessen. Aus dem Aufbau der Messbox 2 sind zumindest die Abstände x1 , x2 und x3 bekannt, da diese baulich in der Messbox 2 realisiert sind. Die gemessenen Abstände x1 , x2 , x3 lassen sich also mit den tatsächlich vorliegenden Abständen vergleichen, um so den Lidarsensor 1 entsprechend zu kalibrieren. Ist ferner der exakte Abstand des Lidarsensors 1 zur ersten retroreflektierenden Markierung 11 bekannt, beispielsweise weil die Messbox 2 über den Anschlag 7 exakt im Hinblick auf das Fahrzeug 8 positioniert worden ist, dann ist auch hier ein tatsächlicher Abstand bekannt und lässt sich mit dem gemessenen Wert x4 entsprechend vergleichen, um die Kalibrierung noch besser und zuverlässiger zu machen.At all or some of the mirror surfaces 10 Here are retroreflective markers arranged here with 11 . 12 . 13 and 14 depending on the distance traveled by the laser beams 4 are designated. These retroreflective markers 11 . 12 . 13 . 14 , which in particular as strips on the mirror surfaces 10 are formed, reflect the laser light of the laser beams 4 back to lidar sensor 1 , This determined accordingly in 3 recorded result of the measurement. The respective distances x 1 . x 2 . x 3 . x 4 between the retroreflective markers 11 . 12 . 13 and 14 , between the lidar sensor 1 and the first retroreflective label 11 So were with the Lidarsensor 1 measured. From the construction of the measuring box 2 are at least the distances x 1 . x 2 and x 3 known as these structurally in the measuring box 2 are realized. The measured distances x 1 . x 2 . x 3 can therefore be compared with the actually existing distances, so the Lidarsensor 1 calibrate accordingly. Is also the exact distance of the Lidarsensors 1 to the first retroreflective label 11 known, for example, because the measuring box 2 about the stop 7 exactly with regard to the vehicle 8th has been positioned, then here is an actual distance known and can be with the measured value x 4 compare to make the calibration even better and more reliable.

Neben dieser Kalibrierung des Lidarsensors 1 lässt sich wie oben bereits erwähnt auch eine Kamera 6 über das zusätzliche optionale Messtarget 5 kalibrieren. Dies kann beispielsweise gleichzeitig oder anstelle der Kalibrierung des Lidarsensors 1 erfolgen. Die Kamera 6 mit dem für sie passenden weiteren Messtarget 5 ist dabei rein beispielhaft zu verstehen, da auch andere Sensoren mit geeigneten Messtargets, beispielsweise Radarsensoren oder dergleichen alternativ oder zeitgleich zu dem Lidarsensor 1 kalibriert werden können, wenn das entsprechende weitere Messtarget 5 an der Außenfläche der Messbox 2 angebracht ist.In addition to this calibration of the lidar sensor 1 can be as already mentioned above, a camera 6 via the additional optional measurement target 5 calibrate. This can be done, for example, simultaneously or instead of calibrating the lidar sensor 1 respectively. The camera 6 with the appropriate measuring target for her 5 is to be understood purely by way of example, since other sensors with suitable measuring targets, for example radar sensors or the like, alternatively or simultaneously with the lidar sensor 1 can be calibrated if the corresponding additional measurement target 5 on the outer surface of the measuring box 2 is appropriate.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009047324 A1 [0005]DE 102009047324 A1 [0005]

Claims (10)

Vorrichtung zum Kalibrieren eines Lidarsensors (1) mit einem Messtarget, dadurch gekennzeichnet, dass das Messtarget eine Messbox (2) umfasst, welche eine Ein- und Austrittsöffnung (3) für Laserstrahlen (4) aufweist, wobei im Inneren der Messbox (2) mehrere Spiegelflächen (10) zum Umlenken und Verlängern der Laufzeit der Laserstrahlen (4) angeordnet sind, und wobei an den Spiegelflächen (10) mehrere retroreflektierende Markierungen (11, 12, 13, 14) angeordnet sind.Device for calibrating a lidar sensor (1) with a measuring target, characterized in that the measuring target comprises a measuring box (2) which has an inlet and outlet opening (3) for laser beams (4), wherein inside the measuring box (2) several Mirror surfaces (10) for deflecting and extending the term of the laser beams (4) are arranged, and wherein on the mirror surfaces (10) a plurality of retroreflective markings (11, 12, 13, 14) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (4) durch die Spiegelflächen (10) in der Messbox (2) mehrfach umgelenkt werden.Device after Claim 1 , characterized in that the laser beams (4) are deflected several times by the mirror surfaces (10) in the measuring box (2). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die retroreflektierenden Markierungen (11, 12, 13, 14) als Streifen ausgebildet sind.Device after Claim 1 or 2 , characterized in that the retroreflective markings (11, 12, 13, 14) are formed as strips. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbox (2) wenigstens einen Anschlag (7) zum positionsgenauen Anlegen an einem den Lidarsensor (1) aufweisenden System, insbesondere einem Fahrzeug (8), aufweist.Device after Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that the measuring box (2) has at least one stop (7) for positionally accurate application to a lidar sensor (1) having system, in particular a vehicle (8). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbox (2) an ihrer äußeren Oberfläche wenigstens ein weiteres Messtarget (5) aufweist.Device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the measuring box (2) has on its outer surface at least one further measuring target (5). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine weitere Messtarget (5) für die Kalibrierung wenigstens einer Kamera (6) ausgebildet ist.Device after Claim 5 , characterized in that the at least one further measuring target (5) for the calibration of at least one camera (6) is formed. Verfahren zum Kalibrieren eines Lidarsensors (1) in einem Fahrzeug (8) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbox (2) positionsgenau zu dem Fahrzeug (8) platziert wird, wonach vom Lidarsensor (1) der Abstand (x1, x2, x3, x4) der retroreflektierenden Markierungen (11, 12, 13, 14) erfasst und mit deren bekanntem Abstand zur Kalibrierung abgeglichen wird.Method for calibrating a lidar sensor (1) in a vehicle (8) with a device according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the measuring box (2) is placed with exact position to the vehicle (8), whereupon the distance (x 1 , x 2 , x 3 , x 4 ) of the retroreflective markings (11, 12, 13) from the lidar sensor (1) , 14) and adjusted with their known distance to the calibration. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbox (2) an fahrzeugspezifischen Punkten an das Fahrzeug (8) angelegt wird.Method according to Claim 7 , characterized in that the measuring box (2) is applied to the vehicle (8) at vehicle-specific points. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugspezifischen Punkte an dem Fahrzeug (8) zumindest das Kennzeichen oder eine Aufnahmefläche für das Kennzeichen sowie den Fußboden (9), auf welchem das Fahrzeug (8) steht, umfassen.Method according to Claim 8 , characterized in that the vehicle-specific points on the vehicle (8) comprise at least the license plate or a receptacle surface for the license plate and the floor (9) on which the vehicle (8) stands. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9 mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kamera (6) über das wenigstens eine weitere Messtarget (5) kalibriert wird.Method according to one of Claims 7 to 9 with a device according to one of Claims 5 or 6 , characterized in that at least one camera (6) via the at least one further measuring target (5) is calibrated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116930936A (en) * 2023-09-19 2023-10-24 长春汽车工业高等专科学校 Laser radar calibrator
CN116930936B (en) * 2023-09-19 2024-05-03 长春汽车工业高等专科学校 Laser radar calibrator

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DE102009047324A1 (en) 2009-12-01 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh Hand-held device for calibrating optical sensor e.g. fixed irradiating linear detection and ranging sensor, in vehicle at e.g. workshop, has multipixel detector, and faceplate mask arranged in optical path between sensor and detector

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