DE102018130867A1 - Method and device for calibrating an environmental sensor of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (101) zur Kalibrierung eines Umfeldsensors (112) eines Fahrzeugs (110) beschrieben. Das Fahrzeug (110) umfasst Höhenstandssensoren (114) zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110). Die Vorrichtung (101) ist eingerichtet, Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren (114) an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) zu ermitteln. Außerdem ist die Vorrichtung (101) eingerichtet, den Umfeldsensor (112) des Fahrzeugs (110) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten zu kalibrieren.A device (101) for calibrating an environment sensor (112) of a vehicle (110) is described. The vehicle (110) comprises level sensors (114) for detecting level data relating to the level at different locations (116, 117) of the vehicle (110). The device (101) is set up to determine height level data from different height level sensors (114) at different points (116, 117) of the vehicle (110). The device (101) is also set up to calibrate the environment sensor (112) of the vehicle (110) as a function of the altitude data.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method and a corresponding device for calibrating an environmental sensor of a vehicle, in particular a motor vehicle.

Ein Fahrzeug weist vermehrt Umfeldsensoren, wie z.B. eine Bildkamera, einen Radarsensor, einen Lidarsensor, einen Ultraschallsensor, etc., auf, insbesondere um ein teil- oder hochautomatisiertes Fahren des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die einzelnen Umfeldsensoren müssen typischerweise bei der Inbetriebnahme und/oder im Rahmen der Wartung des Fahrzeugs kalibriert werden, um zu gewährleisten, dass die Umfeldsensoren während des Betriebs des Fahrzeugs präzise Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs bereitstellen.A vehicle increasingly has environment sensors, such as an image camera, a radar sensor, a lidar sensor, an ultrasonic sensor, etc., in particular in order to enable partially or highly automated driving of the vehicle. The individual environment sensors typically have to be calibrated during commissioning and / or as part of the maintenance of the vehicle in order to ensure that the environment sensors provide precise sensor data relating to the environment of the vehicle during operation of the vehicle.

Die Ausrichtung und/oder die Lage eines Umfeldsensors in einem Fahrzeug können aufgrund von Fertigungstoleranzen bei unterschiedlichen Fahrzeugen unterschiedlich sein. Eine Kalibrierung eines Umfeldsensors kann daher darauf ausgerichtet sein, die Toleranzen in Bezug auf die Lage und/oder Ausrichtung des Umfeldsensors zumindest teilweise zu kompensieren, z.B. durch eine physikalische Änderung der Lage und/oder Ausrichtung des Umfeldsensors und/oder durch eine Berücksichtigung der spezifischen Lage und/oder Ausrichtung des Umfeldsensors bei der Auswertung des Sensordaten des Umfeldsensors.The orientation and / or the position of an environment sensor in a vehicle may differ due to manufacturing tolerances in different vehicles. A calibration of an environment sensor can therefore be designed to at least partially compensate for the tolerances with regard to the position and / or orientation of the environment sensor, e.g. by a physical change in the position and / or orientation of the environment sensor and / or by taking the specific position and / or orientation of the environment sensor into account when evaluating the sensor data of the environment sensor.

Die Kalibrierung eines Umfeldsensors ist meist mit einem relativ hohen Messaufwand verbunden, und weist typischerweise auch manuelle und damit fehlerbehaftete Messtätigkeiten auf. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine effiziente und präzise Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs zu ermöglichen.The calibration of an environment sensor is usually associated with a relatively high level of measurement effort and typically also has manual and therefore erroneous measurement activities. The present document deals with the technical task of enabling an environment sensor of a vehicle to be calibrated efficiently and precisely.

Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The task is solved in each case by the independent claims. Advantageous embodiments include described in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim can form a separate invention that is independent of the combination of all features of the independent claim can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a late application. This applies in the same way to the technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine (Fahrzeug-externe oder Fahrzeug-interne) Vorrichtung zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs beschrieben. Dabei kann der Umfeldsensor eingerichtet sein, Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Die Sensordaten können sich dabei auf ein (kartesisches) Koordinatensystem des Umfeldsensors beziehen. Die Lage und/oder die Ausrichtung des Koordinatensystems des Umfeldsensors hängen typischerweise von dem Verbau des Umfeldsensors innerhalb des Fahrzeugs ab. Des Weiteren können die Lage und/oder die Ausrichtung des Koordinatensystems von der Ausrichtung des Fahrzeugs, insbesondere von einem Nickwinkel und/oder von einem Rollwinkel des Fahrzeugs, abhängen.According to one aspect, a (vehicle-external or vehicle-internal) device for calibrating an environmental sensor of a vehicle is described. The environment sensor can be set up to record sensor data in relation to the environment of the vehicle. The sensor data can relate to a (Cartesian) coordinate system of the environment sensor. The position and / or the orientation of the coordinate system of the environment sensor typically depend on the installation of the environment sensor within the vehicle. Furthermore, the position and / or the orientation of the coordinate system can depend on the orientation of the vehicle, in particular on a pitch angle and / or on a roll angle of the vehicle.

Der Umfeldsensor kann eingerichtet sein, zur Erfassung von Sensordaten zumindest ein Sensorsignal auszusenden (z.B. ein pulsförmiges Sensorsignal). Des Weiteren kann der Umfeldsensor eingerichtet sein, ein von dem Sensorsignal abhängiges Reflektionssignal zu empfangen, das Anteile des Sensorsignals umfasst, die an ein oder mehreren Objekten im Umfeld des Fahrzeugs reflektiert wurden. Der Umfeldsensor kann insbesondere einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen Ultraschallsensor umfassen.The environment sensor can be set up to send out at least one sensor signal (e.g. a pulse-shaped sensor signal) for the acquisition of sensor data. Furthermore, the environment sensor can be configured to receive a reflection signal that is dependent on the sensor signal and that comprises portions of the sensor signal that were reflected on one or more objects in the environment of the vehicle. The environment sensor can in particular comprise a radar sensor, a lidar sensor and / or an ultrasound sensor.

Das Fahrzeug kann mehrere Höhenstandssensoren zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand des Fahrzeugs an unterschiedlichen Stellen (insbesondere an unterschiedlichen Rädern und/oder Radkästen und/oder Achsen) des Fahrzeugs umfassen. Die Höhenstandsdaten können dabei automatisch (ggf. wiederholt und/oder periodisch) erfasst und in einem Kommunikationsnetz des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Insbesondere können die Höhenstandsdaten über eine Fahrzeug-Schnittstelle (etwa eine OBD-Schnittstelle) für eine Fahrzeug-externe Vorrichtung zur Kalibrierung bereitgestellt werden.The vehicle can comprise a plurality of level sensors for detecting level data relating to the level of the vehicle at different locations (in particular on different wheels and / or wheel arches and / or axles) of the vehicle. The altitude data can be recorded automatically (possibly repeatedly and / or periodically) and made available in a communication network of the vehicle. In particular, the level information can be provided via a vehicle interface (for example an OBD interface) for a device for calibration outside of the vehicle.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs zu ermitteln. Insbesondere können die Höhenstandsdaten über eine Fahrzeug-Schnittstelle, z.B. über eine OBD-Schnittstelle, von dem Fahrzeug empfangen werden. Dabei können die Höhenstandsdaten z.B. den Höhenstand an einer Vorderachse und den Höhenstand an einer Hinterachse des Fahrzeugs anzeigen. Alternativ oder ergänzend können die Höhenstandsdaten den Höhenstand an unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs anzeigen.The device can be set up to determine height level data from different height level sensors at different points in the vehicle. In particular, the altitude data can be transmitted via a vehicle interface, e.g. can be received by the vehicle via an OBD interface. The altitude data can e.g. display the level on a front axle and the level on a rear axle of the vehicle. As an alternative or in addition, the altitude data can indicate the altitude on different sides of the vehicle.

Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, den Umfeldsensor des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten zu kalibrieren. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet ist, auf Basis der Höhenstandsdaten (in Bezug auf den Höhenstand an der Vorderachse und an der Hinterachse des Fahrzeugs) einen Wert eines Nickwinkels des Fahrzeugs zu ermitteln, und den Umfeldsensor in Abhängigkeit von dem Wert des Nickwinkels zu kalibrieren. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Höhenstandsdaten (in Bezug auf den Höhenstand an unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs) einen Wert eines Rollwinkels des Fahrzeugs zu ermitteln, und den Umfeldsensor in Abhängigkeit von dem Wert des Rollwinkels zu kalibrieren.In addition, the control unit is set up to calibrate the vehicle's surroundings sensor as a function of the altitude data. In particular, the device can be set up on To determine a value of a pitch angle of the vehicle on the basis of the level data (in relation to the level at the front axle and at the rear axle of the vehicle) and to calibrate the environment sensor as a function of the value of the pitch angle. As an alternative or in addition, the device can be set up to determine a value of a roll angle of the vehicle on the basis of the level data (in relation to the level on different sides of the vehicle) and to calibrate the environment sensor as a function of the value of the roll angle.

Durch die Berücksichtigung der Höhenstandsdaten von zwei oder mehr Höhenstandsensoren eines Fahrzeugs kann in effizienter Weise die Güte der Kalibrierung eines Umfeldsensors des Fahrzeugs erhöht werden.By taking into account the level information from two or more level sensors of a vehicle, the quality of the calibration of an environment sensor of the vehicle can be increased in an efficient manner.

Wie bereits oben dargelegt, kann der Umfeldsensor eingerichtet sein, zur Erfassung von Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs ein Sensorsignal auszusenden. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, ein Reflektionselement (zur Reflektion des Sensorsignals), das zur Kalibrierung des Umfeldsensors verwendet wird, in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zumindest eine Reflektionseigenschaft des Reflektionselements in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen. Beispielhafte Reflektionseigenschaften sind dabei: ein horizontaler und/oder vertikaler Reflektionswinkel des Reflektionselements; eine Drehung einer Reflektionsfläche des Reflektionselements um eine horizontale und/oder um eine vertikale Achse; ein Abstand des Reflektionselements zum Fahrzeug; und/oder eine Reflektivität des Reflektionselements (wobei die Relektivität ggf. an unterschiedlichen Stellen des Reflektionselements unterschiedlich eingestellt werden kann). Durch die Einstellung eines Reflektionselements in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten, insbesondere in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs, kann die Güte der Kalibrierung des Umfeldsensors weiter erhöht werden.As already explained above, the environment sensor can be set up to send out a sensor signal in order to acquire sensor data in relation to the environment of the vehicle. The device can be set up to set a reflection element (for reflecting the sensor signal), which is used to calibrate the environment sensor, as a function of the altitude data. In particular, the device can be set up to set at least one reflection property of the reflection element as a function of the level data. Exemplary reflection properties are: a horizontal and / or vertical reflection angle of the reflection element; a rotation of a reflection surface of the reflection element about a horizontal and / or about a vertical axis; a distance of the reflection element from the vehicle; and / or a reflectivity of the reflection element (the relectivity possibly being set differently at different points on the reflection element). The quality of the calibration of the environment sensor can be further increased by setting a reflection element as a function of the altitude data, in particular as a function of the determined value of the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zu veranlassen, dass von dem Umfeldsensor Sensordaten erfasst werden (z.B. Sensordaten in Bezug auf ein Reflektionselement, das zur Kalibrierung des Umfeldsensors verwendet wird). Der Umfeldsensor kann dann (ggf. auch) in Abhängigkeit von den erfassten Sensordaten kalibriert werden. Beispielsweise kann das Reflektionselement ein oder mehrere Objekte bzw. Muster in dem Umfeld des Fahrzeugs simulieren, die z.B. an bekannten Soll-Positionen angeordnet sind. Es können dann auf Basis der Sensordaten die Ist-Positionen der ein oder mehreren Objekte bzw. Muster ermittelt werden. Durch Vergleich der Ist-Positionen mit den Soll-Positionen können dann die Lage und/oder die Ausrichtung des Umfeldsensors bzw. des Koordinatensystems des Umfeldsensors ermittelt werden (unter Berücksichtigung des Wertes des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs). Es wird somit eine präzise Kalibrierung des Umfeldsensors ermöglicht.The device can be set up to cause sensor data to be acquired by the environment sensor (e.g. sensor data in relation to a reflection element that is used to calibrate the environment sensor). The environment sensor can then (possibly also) be calibrated depending on the sensor data acquired. For example, the reflection element can simulate one or more objects or patterns in the surroundings of the vehicle, which e.g. are arranged at known target positions. The actual positions of the one or more objects or patterns can then be determined on the basis of the sensor data. The position and / or the orientation of the environment sensor or the coordinate system of the environment sensor can then be determined by comparing the actual positions with the target positions (taking into account the value of the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle). This enables a precise calibration of the environment sensor.

Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, im Rahmen der Kalibrierung des Umfeldsensors die Lage und/oder die Ausrichtung des Koordinatensystems des Umfeldsensors in dem Umfeld des Fahrzeugs zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, im Rahmen der Kalibrierung zu ermitteln, wie die Lage und/oder die Ausrichtung des Umfeldsensors zu ändern sind (z.B. durch eine mechanische Justierung des Umfeldsensors), damit der Umfeldsensor eine vordefinierte Soll-Lage und/oder Soll-Ausrichtung aufweist.The device can thus be set up to determine the position and / or the orientation of the coordinate system of the environment sensor in the environment of the vehicle as part of the calibration of the environment sensor. Alternatively or in addition, the device can be set up to determine, as part of the calibration, how the position and / or the orientation of the environment sensor are to be changed (for example by mechanical adjustment of the environment sensor), so that the environment sensor has a predefined target position and / or Has target alignment.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs beschrieben, wobei das Fahrzeug Höhenstandssensoren zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs umfasst. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Kalibrieren des Umfeldsensors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten.According to a further aspect, a method for calibrating an environment sensor of a vehicle is described, the vehicle comprising level sensors for detecting level data in relation to the level at different points in the vehicle. The method comprises the determination of level data from different level sensors at different points of the vehicle. Furthermore, the method comprises calibrating the vehicle's surroundings sensor as a function of the altitude data.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst. According to a further aspect, a motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described which comprises the device described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a software (SW) program is described. The SW program can be set up to run on a processor and thereby perform the method described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a storage medium is described. The storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to carry out the method described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspect of the methods, devices and systems described in this document can be used in a variety of ways can be combined with each other. In particular, the features of the claims can be combined with one another in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 ein beispielhaftes System zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs.
The invention is described in more detail below with the aid of exemplary embodiments. Show
  • 1 an exemplary system for calibrating an environment sensor of a vehicle; and
  • 2nd a flowchart of an exemplary method for calibrating an environment sensor of a vehicle.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und effizienten Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes System 100 zur Kalibrierung eines Umfeldsensors 112 eines Fahrzeugs 110. Der Umfeldsensor 112 kann z.B. ein Radarsensor, ein Lidar (Light Detection and Ranging) Sensor, und/oder ein Ultraschallsensor sein. Insbesondere kann der Umfeldsensor 112 eingerichtet sein, ein Sensorsignal 115 auszusenden, und Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 110 auf Basis einer Reflektion des Sensorsignals 115 zu ermitteln.As stated at the beginning, the present document deals with the reliable and efficient calibration of a vehicle's environmental sensor. In this context shows 1 an exemplary system 100 for the calibration of an environment sensor 112 of a vehicle 110 . The environment sensor 112 can be, for example, a radar sensor, a lidar (light detection and ranging) sensor, and / or an ultrasonic sensor. In particular, the environment sensor 112 be set up a sensor signal 115 send out, and sensor data related to the environment of the vehicle 110 based on a reflection of the sensor signal 115 to determine.

Das von dem Umfeldsensor 112 ausgesendete Sensorsignal 115 kann von der Einbaulage und/oder der Ausrichtung bzw. Orientierung des Umfeldsensors 112 in dem Fahrzeug 110 abhängen. Insbesondere hängt typischerweise die Richtung des ausgesendeten Sensorsignals 115 von der Einbaulage und/oder der Ausrichtung des Umfeldsensors 112 ab. Als Folge daraus hängen auch der Erfassungsbereich und das Koordinatensystem des Umfeldsensors 112 von der Einbaulage und/oder der Ausrichtung des Umfeldsensors 112 ab. Die Einbaulage und/oder die Ausrichtung des Umfeldsensors 112 können dabei aufgrund von Herstellungstoleranzen in unterschiedlichen Fahrzeugen 110 unterschiedlich sein (innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs).That from the environment sensor 112 emitted sensor signal 115 can depend on the installation position and / or the orientation or orientation of the environment sensor 112 in the vehicle 110 depend. In particular, the direction of the emitted sensor signal typically depends 115 on the installation position and / or the orientation of the environment sensor 112 from. As a result, the detection area and the coordinate system of the environment sensor also depend 112 on the installation position and / or the orientation of the environment sensor 112 from. The installation position and / or the orientation of the environment sensor 112 can be due to manufacturing tolerances in different vehicles 110 be different (within a certain tolerance range).

Um das Umfeld des Fahrzeugs 110 in präziser Weise auf Basis der Sensordaten des Umfeldsensors 112 erfassen zu können und/oder um die Sensordaten des Umfeldsensors 112 in präziser Weise mit den Sensordaten von anderen Umfeldsensoren des Fahrzeugs 110 fusionieren zu können, sollte das Koordinatensystem, insbesondere die Lage und/oder Orientierung bzw. Ausrichtung des Koordinatensystems, des Umfeldsensors 112 genau bekannt sein. Zu diesem Zweck kann eine Kalibrierung des Umfeldsensors 112 erfolgen. Die Kalibrierung kann z.B. im Rahmen der Fertigung und/oder der Wartung eines Fahrzeugs 110 erfolgen.To the environment of the vehicle 110 in a precise manner based on the sensor data of the environment sensor 112 to be able to record and / or to record the sensor data of the environment sensor 112 in a precise manner with the sensor data from other vehicle environment sensors 110 to be able to merge, the coordinate system, in particular the position and / or orientation or orientation of the coordinate system, of the environment sensor 112 be known exactly. For this purpose, the environment sensor can be calibrated 112 respectively. The calibration can be carried out, for example, during the manufacture and / or maintenance of a vehicle 110 respectively.

1 zeigt eine beispielhafte (Fahrzeug-externe) Vorrichtung 101, die eingerichtet ist, über eine Fahrzeug-Schnittstelle 113 (z.B. über eine OBD (On-Board Diagnose) Schnittstelle) mit dem Fahrzeug 110 (insbesondere mit einer Steuereinheit 111 des Fahrzeugs 110) Daten auszutauschen. Des Weiteren kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, ein Reflektionselement 102 zu steuern. Das Reflektionselement 102 kann eingerichtet sein, das Sensorsignal 115 im Rahmen eines Kalibrierungsvorgangs zu reflektieren. Dabei können (z.B. über einen Aktor 103) ein oder mehrere Reflektionseigenschaften des Reflektionselements 102 eingestellt werden. Beispielhafte Reflektionseigenschaften sind:

  • • eine Orientierung des Reflektionselements 102 (z.B. in horizontaler und/oder in vertikaler Richtung); und/oder
  • • ein Abstand des Reflektionselements 102 zu dem Fahrzeug 110 bzw. zu dem Umfeldsensor 102; und/oder
  • • eine (ggf. ortsabhängige) Reflektivität des Refelektionselements 102.
1 shows an exemplary (vehicle external) device 101 that is set up via a vehicle interface 113 (e.g. via an OBD (on-board diagnosis) interface) with the vehicle 110 (especially with a control unit 111 of the vehicle 110 ) Exchange data. Furthermore, the device 101 be set up, a reflection element 102 to control. The reflection element 102 can be set up the sensor signal 115 reflect as part of a calibration process. You can (e.g. via an actuator 103 ) one or more reflection properties of the reflection element 102 can be set. Exemplary reflection properties are:
  • • an orientation of the reflection element 102 (eg in the horizontal and / or in the vertical direction); and or
  • • a distance of the reflection element 102 to the vehicle 110 or to the environment sensor 102 ; and or
  • • a (possibly location-dependent) reflectivity of the reflection element 102 .

Eine weitere Einflussgröße für die Abstrahlrichtung des Sensorsignals 115 des Umfeldsensors 112 sind der Nickwinkel (um die Quer- bzw. y-Achse) und/oder der Roll- bzw. Wankwinkel (um die Längs- bzw. x-Achse) des Fahrzeugs 110. Der Nickwinkel und/oder der Roll- bzw. Wankwinkel können von der Beladung und/oder von der Auslegung der Dämpfungselemente des Fahrzeugs 110 abhängen. Dabei können unterschiedliche Fahrzeuge 110 auch bei fehlender Beladung aufgrund von Fertigungstoleranzen unterschiedliche Nickwinkel und/oder unterschiedliche Roll- bzw. Wankwinkel aufweisen. Diese unterschiedlichen Winkel führen zu unterschiedlichen Lagen und/oder Ausrichtungen des Koordinatensystems von Umfeldsensoren 112 in unterschiedlichen Fahrzeugen 110 (zusätzlich zu den Auswirkungen auf das Koordinatensystem, die von der jeweilige Lage und/oder Ausrichtung des Umfeldsensors 112 in dem jeweiligen Fahrzeug 110 bewirkt werden).Another influencing variable for the direction of radiation of the sensor signal 115 of the environment sensor 112 are the pitch angle (around the transverse or y-axis) and / or the roll or roll angle (around the longitudinal or x-axis) of the vehicle 110 . The pitch angle and / or the roll or roll angle can depend on the loading and / or the design of the damping elements of the vehicle 110 depend. Different vehicles can do this 110 have different pitch angles and / or different roll or roll angles even when there is no loading due to manufacturing tolerances. These different angles lead to different positions and / or orientations of the coordinate system of environment sensors 112 in different vehicles 110 (in addition to the effects on the coordinate system that depend on the respective position and / or orientation of the environment sensor 112 in the respective vehicle 110 be effected).

Zur Ermittlung des Nickwinkels und/oder des Roll- bzw. Wankwinkels bei einem bestimmten Fahrzeug 110 können die Höhenstände an allen (typischerweise vier) Rädern 116 bzw. Radkästen 117 des Fahrzeugs 110 manuell vermessen werden. Aus den Höhenständen an den unterschiedlichen Rädern 116 bzw. Radkästen 117 können dann Werte für den Nickwinkel und/oder den Roll- bzw. Wankwinkel ermittelt werden. Das manuelle Vermessen der Höhenstände ist jedoch mit einem relativ hohen Aufwand verbunden und darüber hinaus fehlerbehaftet.To determine the pitch angle and / or the roll or roll angle in a specific vehicle 110 can the altitudes on all (typically four) wheels 116 or wheel arches 117 of the vehicle 110 be measured manually. From the levels on the different wheels 116 or wheel arches 117 values for the pitch angle and / or the roll or roll angle can then be determined. However, manual measurement of the levels is relatively expensive and moreover error-prone.

Das Fahrzeug 110 kann Höhenstandssensoren 114 aufweisen, die eingerichtet sind, Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand einzelner Räder 116 bzw. einzelner Radkästen 117 zu erfassen. Insbesondere kann ein Fahrzeug 110 zumindest einen Höhenstandssensor 114 an einer Hinterachse und zumindest einen Höhenstandssensor 114 an einer Vorderachse des Fahrzeugs 110 aufweisen (um die Ermittlung eines Wertes des Nickwinkels zu ermöglichen). Alternativ oder ergänzend kann ein mehrspuriges Fahrzeug 110 an jeder Fahrzeugseite jeweils zumindest einen Höhenstandssensor 114 aufweisen (um die Ermittlung eines Wertes des Roll- bzw. Wankwinkels zu ermöglichen).The vehicle 110 can level sensors 114 have, which are set up, level information in relation to the level of individual wheels 116 or individual wheel arches 117 capture. In particular, a vehicle 110 at least one level sensor 114 on a rear axle and at least one level sensor 114 on a front axle of the vehicle 110 have (to enable the determination of a value of the pitch angle). Alternatively or in addition, a multi-lane vehicle can be used 110 at least one level sensor on each side of the vehicle 114 have (to enable the determination of a value of the roll or roll angle).

Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, die Höhenstandsdaten der Höhenstandssensoren 114 des Fahrzeugs 110 zu ermitteln. Die Höhenstandsdaten können insbesondere über die Fahrzeug-Schnittstelle 113 empfangen werden. Des Weiteren kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, die Höhenstandsdaten bei der Kalibrierung des Umfeldsensors 112 zu berücksichtigen. Beispielsweise kann eine der o.g. Reflektionseigenschaften des Reflektionselements 102 derart in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten verändert werden, dass die spezifischen Werte des Nickwinkels und/oder des Roll- bzw. Wankwinkels des Fahrzeugs 110 zumindest teilweise kompensiert werden. Alternativ oder ergänzend können die Werte des Nickwinkels und/oder des Roll- bzw. Wankwinkels des Fahrzeugs 110 bei der Ermittlung der Lage und/oder der Ausrichtung des Koordinatensystems des Umfeldsensors 112 berücksichtigt werden.The device 101 can be set up the level data of the level sensors 114 of the vehicle 110 to determine. The altitude data can be in particular via the vehicle interface 113 be received. Furthermore, the device 101 be set up, the level data when calibrating the environment sensor 112 to consider. For example, one of the above-mentioned reflection properties of the reflection element 102 are changed in dependence on the level data in such a way that the specific values of the pitch angle and / or the roll or roll angle of the vehicle 110 are at least partially compensated. Alternatively or in addition, the values of the pitch angle and / or the roll or roll angle of the vehicle can be 110 in determining the position and / or the orientation of the coordinate system of the environment sensor 112 be taken into account.

Die Vorrichtung 101 kann somit eingerichtet sein, die Messwerte und/oder Signale (d.h. die Höhenstandsdaten) der Höhenstandssensoren 114 oder ähnlicher Sensoren, die in einem Fahrzeug 110 verbaut sein, abzugreifen (z.B. über die Fahrzeug-Schnittstelle 113) und daraus den Nickwinkel und/oder den Roll- bzw. Wankwinkel des Fahrzeugs 110 zu berechnen. Dadurch entfällt die manuelle Messung der Höhenstandswerte und es entfallen die damit einhergehenden Fehlerquellen. Die Messwerte (d.h. die Höhenstandsdaten) können bei einer automatisierten Kalibrierung des Umfeldsensors 112 verwendet werden, so dass die Kalibrierung des Umfeldsensors 112 wesentlich beschleunigt wird, und so dass die Zuverlässigkeit der Kalibrierung erhöht wird.The device 101 The measurement values and / or signals (ie the level data) of the level sensors can thus be set up 114 or similar sensors in a vehicle 110 installed to tap (e.g. via the vehicle interface 113 ) and from this the pitch angle and / or the roll or roll angle of the vehicle 110 to calculate. This eliminates the manual measurement of the level values and eliminates the associated sources of error. The measured values (ie the level data) can be performed with an automated calibration of the environment sensor 112 be used so that the calibration of the environment sensor 112 is accelerated significantly, and so the reliability of the calibration is increased.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Kalibrierung eines Umfeldsensors 112 eines Fahrzeugs 110. Dabei weist das Fahrzeug 110 Höhenstandssensoren 114 zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand des Fahrzeugs 110 an unterschiedlichen Stellen 116, 117 des Fahrzeugs 110 auf. Die Höhenstandsensoren 114 können insbesondere an bzw. in der Nähe von Radkästen 117 und/oder an bzw. in der Nähe von Rädern 116 und/oder an bzw. in der Nähe von Radaufhängungen des Fahrzeugs 110 angeordnet sein. Das Verfahren 200 kann durch eine Fahrzeug-externe Mess- bzw. Kalibrierungsvorrichtung 101 ausgeführt werden. 2nd shows a flow diagram of an exemplary method 200 for the calibration of an environment sensor 112 of a vehicle 110 . The vehicle shows 110 Level sensors 114 for collecting altitude data in relation to the altitude of the vehicle 110 in different places 116 , 117 of the vehicle 110 on. The level sensors 114 can in particular on or near wheel arches 117 and / or on or near wheels 116 and / or on or near the wheel suspensions of the vehicle 110 be arranged. The procedure 200 can by a vehicle-external measuring or calibration device 101 be carried out.

Das Verfahren 200 umfasst das Ermitteln 201 von Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren 114 an unterschiedlichen Stellen 116, 117 des Fahrzeugs 110. Insbesondere können Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand an einer Vorderachse und an einer Hinterachse des Fahrzeugs 110 ermittelt werden. Die Höhenstandsdaten können dabei über eine Fahrzeug-Schnittstelle 113 an die Vorrichtung 101 gesendet und von der Vorrichtung 101 empfangen werden.The procedure 200 includes identifying 201 of altitude data from different altitude sensors 114 in different places 116 , 117 of the vehicle 110 . In particular, level data can be related to the level on a front axle and on a rear axle of the vehicle 110 be determined. The altitude data can be via a vehicle interface 113 to the device 101 sent and from the device 101 be received.

Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Kalibrieren 202 des Umfeldsensors 112 des Fahrzeugs 110 in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten. Insbesondere können auf Basis der Höhenstandsdaten Werte für den Nickwinkel und/oder für den Rollwinkel des Fahrzeugs 110 ermittelt werden. Die Lage bzw. die Position und/oder die Ausrichtung bzw. die Orientierung des Umfeldsensors 112 kann dann unter Berücksichtigung des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs 110 angepasst werden.The procedure also includes 200 the calibration 202 of the environment sensor 112 of the vehicle 110 depending on the altitude data. In particular, values for the pitch angle and / or for the roll angle of the vehicle can be based on the level information 110 be determined. The position or the position and / or the orientation or the orientation of the environment sensor 112 can then take into account the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle 110 be adjusted.

Alternativ oder ergänzend können die Lage bzw. die Position und/oder die Ausrichtung bzw. die Orientierung des Koordinatensystems des Umfeldsensors 112 (in dem z.B. die Sensordaten des Umfeldsensors 112 angezeigt werden) unter Berücksichtigung des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs 110 ermittelt werden. Die Sensordaten des Umfeldsensors 112 können z.B. dazu verwendet werden, ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs 110 zu detektieren. Die präzise Kenntnis der Lage und/oder der Ausrichtung des Koordinatensystems, in dem die Position eines detektieren Objektes angezeigt wird, ermöglicht eine präzise Umfelderfassung des Fahrzeugs 110 (was z.B. für das zumindest teilweise automatisierte Fahren des Fahrzeugs 110 vorteilhaft ist).As an alternative or in addition, the position or the position and / or the orientation or the orientation of the coordinate system of the surroundings sensor 112 (in which, for example, the sensor data of the environment sensor 112 are displayed) taking into account the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle 110 be determined. The sensor data of the environment sensor 112 can, for example, be used to create an object around the vehicle 110 to detect. The precise knowledge of the position and / or the orientation of the coordinate system, in which the position of a detected object is displayed, enables a precise detection of the surroundings of the vehicle 110 (What for example for the at least partially automated driving of the vehicle 110 is advantageous).

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Claims (10)

Vorrichtung (101) zur Kalibrierung eines Umfeldsensors (112) eines Fahrzeugs (110); wobei das Fahrzeug (110) Höhenstandssensoren (114) zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf einen Höhenstand an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) umfasst; wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren (114) an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) zu ermitteln; und - den Umfeldsensor (112) des Fahrzeugs (110) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten zu kalibrieren.Device (101) for calibrating an environmental sensor (112) of a vehicle (110); the vehicle (110) comprising level sensors (114) for detecting level data relating to a level at different locations (116, 117) of the vehicle (110); the device (101) being set up, - determining height level data from different height level sensors (114) at different points (116, 117) of the vehicle (110); and - Calibrate the environment sensor (112) of the vehicle (110) as a function of the altitude data. Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 1, wobei - die Höhenstandsdaten den Höhenstand an einer Vorderachse und an einer Hinterachse des Fahrzeugs (110) anzeigen; und - die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis der Höhenstandsdaten einen Wert eines Nickwinkels des Fahrzeugs (110) zu ermitteln, und den Umfeldsensor (112) in Abhängigkeit von dem Nickwinkel zu kalibrieren. Device (101) according to Claim 1 , wherein - the level data indicate the level on a front axle and on a rear axle of the vehicle (110); and - the device (101) is set up to determine a value of a pitch angle of the vehicle (110) on the basis of the level information and to calibrate the environment sensor (112) as a function of the pitch angle. Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Höhenstandsdaten den Höhenstand an unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs (110) anzeigen; und - die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis der Höhenstandsdaten einen Wert eines Rollwinkels des Fahrzeugs (110) zu ermitteln, und den Umfeldsensor (112) in Abhängigkeit von dem Rollwinkel zu kalibrieren.The device (101) according to any one of the preceding claims, wherein - The level data indicate the level on different sides of the vehicle (110); and - The device (101) is set up to determine a value of a roll angle of the vehicle (110) on the basis of the level data, and to calibrate the environment sensor (112) as a function of the roll angle. Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Umfeldsensor (112) eingerichtet ist, zur Erfassung von Sensordaten in Bezug auf ein Umfeld des Fahrzeugs (110) ein Sensorsignal (115) auszusenden; und - die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, ein Reflektionselement (102) für das Sensorsignal (115) zur Kalibrierung des Umfeldsensors (112) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen.The device (101) according to any one of the preceding claims, wherein - The environment sensor (112) is set up to send out a sensor signal (115) for acquiring sensor data in relation to an environment of the vehicle (110); and - The device (101) is set up to set a reflection element (102) for the sensor signal (115) for calibrating the environment sensor (112) as a function of the altitude data. Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 4, wobei - die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, zumindest eine Reflektionseigenschaft des Reflektionselements (102) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen; und - die Reflektionseigenschaft ein oder mehrere umfasst, von - ein horizontaler und/oder vertikaler Reflektionswinkel; - eine Drehung einer Reflektionsfläche des Reflektionselements (102) um eine horizontale und/oder um eine vertikale Achse; - ein Abstand des Reflektionselements (102) zum Fahrzeug (110); und/oder - eine Reflektivität des Reflektionselements (102).Device (101) according to Claim 4 , wherein - the device (101) is set up to set at least one reflection property of the reflection element (102) as a function of the altitude data; and - the reflection property comprises one or more of - a horizontal and / or vertical angle of reflection; - a rotation of a reflection surface of the reflection element (102) about a horizontal and / or about a vertical axis; - a distance of the reflection element (102) to the vehicle (110); and / or - a reflectivity of the reflection element (102). Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - zu veranlassen, dass von dem Umfeldsensor (112) Sensordaten erfasst werden; und - den Umfeldsensor (112) auch in Abhängigkeit von den erfassten Sensordaten zu kalibrieren.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up - cause the surroundings sensor (112) to acquire sensor data; and - To calibrate the environment sensor (112) as a function of the sensed sensor data. Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - im Rahmen der Kalibrierung des Umfeldsensors (112) eine Lage und/oder eine Ausrichtung eines Koordinatensystems des Umfeldsensors (112) in einem Umfeld des Fahrzeugs (110) zu ermitteln; und/oder - im Rahmen der Kalibrierung zu ermitteln, wie eine Lage und/oder eine Ausrichtung des Umfeldsensors (112) zu ändern ist, damit der Umfeldsensor (112) eine vordefinierte Soll-Lage und/oder Soll-Ausrichtung aufweist.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up - as part of the calibration of the environment sensor (112) to determine a position and / or an orientation of a coordinate system of the environment sensor (112) in an environment of the vehicle (110); and or - To determine within the scope of the calibration how a position and / or an orientation of the environment sensor (112) is to be changed so that the environment sensor (112) has a predefined target position and / or target orientation. Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, die Höhenstandsdaten über eine Fahrzeug-Schnittstelle (113), insbesondere über eine OBD-Schnittstelle, von dem Fahrzeug (110) zu empfangen.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up to receive the level information from the vehicle (110) via a vehicle interface (113), in particular via an OBD interface. Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umfeldsensor (112) einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen Ultraschallsensor umfasst.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the environment sensor (112) comprises a radar sensor, a lidar sensor and / or an ultrasonic sensor. Verfahren (200) zur Kalibrierung eines Umfeldsensors (112) eines Fahrzeugs (110); wobei das Fahrzeug (110) Höhenstandssensoren (114) zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf einen Höhenstand an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) umfasst; wobei das Verfahren (200) umfasst, - Ermitteln (201) von Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren (114) an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110); und - Kalibrieren (202) des Umfeldsensors (112) des Fahrzeugs (110) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten.Method (200) for calibrating an environment sensor (112) of a vehicle (110); the vehicle (110) comprising level sensors (114) for detecting level data relating to a level at different locations (116, 117) of the vehicle (110); the method (200) comprising - determining (201) height data from different height sensors (114) at different locations (116, 117) of the vehicle (110); and - Calibrating (202) the environment sensor (112) of the vehicle (110) as a function of the altitude data.
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