DE102018203323A1

DE102018203323A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Sensors eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018203323A1
Application number: DE102018203323.4A
Authority: DE
Inventors: Timo Koenig; Simon Weissenmayer; Erik Lesser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2019-09-12
Also published as: CN110228431A; US20190277671A1; US11307066B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines Sensors (20) eines Fahrzeugs (18) vorgeschlagen. Dabei wird mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (10) ein Sensormesswert mit Messposition und Messzeit empfangen. Basierend auf der Messposition und der Messzeit wird der Sensormesswert zu wenigstens einem Referenzmesswert, welcher mit einem Referenzsensor (26) eines Referenzfahrzeugs (24) an einer Referenzposition und zu einer Referenzmesszeit ermittelt wurde, zugeordnet, wenn die Messzeit des Sensormesswertes und die Referenzmesszeit um maximal 30 Minuten voneinander abweichen. Des Weiteren wird wenigstens ein Referenzkalibrierwert des Referenzsensors (26) an das Fahrzeug übermittelt und/oder dem Fahrzeug bereitgestellt, sodass ein aktueller Kalibrierwert des Sensors (20) basierend auf dem Referenzkalibrierwert angepasst werden kann. Insgesamt kann dadurch ein verbessertes Verfahren zur Kalibrierung des Sensors (20) bereitgestellt sein.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Sensors eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Kalibrierung eines Sensors eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Moderne Fahrzeuge sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, welche insbesondere zur Erfassung eines Umfelds der Fahrzeuge dienen können. In Fahrzeugen eines Fahrzeugentyps, wie etwa Fahrzeugen einer Fahrzeugserie, und/oder in Fahrzeugen unterschiedlichen Fahrzeugtyps können identische Sensoren mitunter unterschiedliche Sensormesswerte und/oder Messwerte liefern. Dies kann dadurch bedingt sein, dass sich sensoreigene Parameter, wie etwa eine Einbaulage und/oder Orientierung, der jeweiligen Sensoren voneinander unterscheiden. Auch können fahrzeugspezifische Parameter die mit den jeweiligen Sensoren erfassten Sensormesswerte beeinflussen. Beispiele solcher fahrzeugspezifischen Parameter sind etwa eine Anhängelast, ein Hängerbetrieb, eine Reifengröße und/oder eine Transportlast. Auch Anbauten an den einzelnen Fahrzeugen, wie etwa ein Heckspoiler, ein Fahrradträger, ein Dachträger und/oder ein Gepäckträger können die mit den jeweiligen Sensoren erfassten Sensormesswerte beeinflussen. Mit geeigneten Kalibrierwerten können derartige Einflüsse auf die Sensormesswerte ausgeglichen werden.
Eine fahrzeugspezifische und/oder fahrzeugindividuelle Kalibrierung der Sensoren und/oder eine Applikation von Sensoren in einzelnen Fahrzeugen kann jedoch mitunter aufwändig sein und einen erhöhten Entwicklungsaufwand bedingen.
Offenbarung der Erfindung
Mit Ausführungsformen der Erfindung kann in vorteilhafter Weise ein verbessertes Verfahren zur Kalibrierung eines Sensors eines Fahrzeugs bereitgestellt werden.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Sensors eines Fahrzeugs. Das Verfahren weist dabei einen Schritt des Empfangens, mit einer Datenverarbeitungseinrichtung, wenigstens eines mit dem Sensor ermittelten Sensormesswertes, einer Messposition auf einer Fahrbahn, an welcher der Sensormesswert ermittelt wurde, und einer Messzeit, zu welcher der Sensormesswert ermittelt wurde. Die Messzeit kann dabei ein Messzeitpunkt und/oder eine Zeitspanne sein. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere durch die folgenden Schritte aus:

- Zuordnen, basierend auf der Messposition und der Messzeit, des Sensormesswertes zu wenigstens einem Referenzmesswert, welcher mit einem Referenzsensor eines Referenzfahrzeugs an einer Referenzposition der Fahrbahn und zu einer Referenzmesszeit ermittelt wurde, wobei der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet wird, wenn die Messzeit des Sensormesswertes und die Referenzmesszeit um maximal 30 Minuten voneinander abweichen; und
- Bereitstellen und/oder Übermitteln, an das Fahrzeug, wenigstens eines Referenzkalibrierwertes des Referenzsensors zum Anpassen und/oder unter Anpassen eines aktuellen Kalibrierwertes des Sensors basierend auf dem Referenzkalibrierwert.

Der mit dem Sensor ermittelte Sensormesswert kann allgemein ein Sensorrohwert und/oder ein basierend auf wenigstens einem aktuellen Kalibrierwert des Sensors ermittelter Messwert sein. Der Sensor kann insbesondere zur Erfassung eines Umfelds des Fahrzeugs ausgestaltet und/oder eingerichtet sein. Der mit dem Sensor ermittelte Sensormesswert kann zusammen mit der Messposition und der Messzeit der Datenverarbeitungseinrichtung bereitgestellt werden, etwa basierend auf einer Übermittlung und/oder Übertragung von dem Fahrzeug an die Datenverarbeitungseinrichtung. Eine derartige Übermittlung und/oder Übertragung kann insbesondere drahtlos erfolgen, etwa über eine Internetverbindung, eine Bluetoothverbindung und/oder ein Telefonnetz. Auch kann vorgesehen sein, der Datenverarbeitungseinrichtung den aktuellen Kalibrierwert des Sensors bereitzustellen und/oder den aktuellen Kalibrierwert des Sensors an die Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann dabei zumindest teilweise in dem Fahrzeug angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenverarbeitungseinrichtung eine fahrzeugexterne Datenverarbeitungseinrichtung sein. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungseinrichtung wenigstens einen Server und/oder Cloud-Server aufweisen. Auch kann die Datenverarbeitungseinrichtung mehrere Datenverarbeitungselemente aufweisen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren teilweise auf einem fahrzeugeigenen Datenverarbeitungselement und teilweise auf einem fahrzeugexternen Datenverarbeitungselement durchgeführt werden kann. Auch kann ein Sensortyp des Sensors an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden und/oder dieser bereitgestellt werden. Ferner kann die Messposition geographische Koordinaten umfassen, welche beispielsweise mit einer Ortungsvorrichtung (z.B. GPS) des Fahrzeugs ermittelt wurden.
Das Referenzfahrzeug kann allgemein ein beliebiges weiteres Fahrzeug bezeichnen. Der Referenzsensor des Referenzfahrzeugs kann jedoch im Gegensatz zu dem Sensor des Fahrzeugs basierend auf dem Referenzkalibrierwert korrekt kalibriert sein. In der Datenverarbeitungseinrichtung und/oder in einem Datenspeicher der Datenverarbeitungseinrichtung können einer oder mehrere Referenzmesswerte des Referenzsensors zusammen mit der zugehörigen Referenzmessposition und der Referenzmesszeit hinterlegt sein. Auch einer oder mehrere Referenzkalibrierwerte können in der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt sein. Ferner kann ein Typ und/oder eine Typenbezeichnung für jeden Referenzsensor in der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt sein. Auch ein Fahrzeugtyp des Referenzfahrzeuges kann in dem Datenspeicher hinterlegt sein.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, insbesondere während des Betriebes des Fahrzeuges, der Datenverarbeitungseinrichtung den Sensormesswert mit Messposition und Messzeit bereitzustellen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann basierend auf der Messposition wenigstens einen Referenzmesswert ermitteln, welcher an einer zur Messposition ähnlichen und/oder identischen Position auf der Fahrbahn ermittelt wurde. Ferner kann die Datenverarbeitungseinrichtung basierend auf der Messzeit wenigstens einen Referenzmesswert ermitteln, dessen Referenzmesszeit um nicht mehr als 30 Minuten von der Messzeit abweicht. Auf diese Weise kann dem Sensormesswert ein oder mehrere Referenzmesswerte zugeordnet werden.
Optional kann die Datenverarbeitungseinrichtung und/oder ein Datenverarbeitungselement der Datenverarbeitungseinrichtung sodann basierend auf einem Vergleich des Referenzmesswerts (oder mehreren) und des Sensormesswerts eine Abweichung zwischen den Werten ermitteln. Die Datenverarbeitungseinrichtung und/oder das zugehörige Datenverarbeitungselement kann dabei in dem Fahrzeug oder außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein. Erreicht oder übersteigt die ermittelte Abweichung einen Schwellenwert, welcher beispielsweise in einem Datenspeicher des Fahrzeugs und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt sein kann, so kann die Datenverarbeitungseinrichtung dem Fahrzeug den Referenzkalibrierwert bereitstellen. Der Referenzkalibrierwert kann dabei von der Datenverarbeitungseinrichtung an das Fahrzeug übermittelt werden und/oder dem Fahrzeug bereitgestellt werden.
Basierend auf dem Referenzkalibrierwert kann der aktuelle Kalibrierwert des Fahrzeugs angepasst und/oder verändert werden. Der Referenzkalibrierwert kann dabei einen Korrekturwert für den aktuellen Kalibrierwert bezeichnen, basierend auf dem der aktuelle Kalibrierwert angepasst werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Referenzkalibrierwert einen Parametrierungswert für den Sensor bezeichnen, basierend auf dem der Sensor parametriert werden kann. Der Referenzkalibrierwert kann daher beispielsweise den aktuellen Kalibrierwert überschreiben.
Die Erfindung kann insbesondere als auf den nachfolgend beschriebenen Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Mitunter können sich Umgebungsbedingen des Fahrzeuges, ein Fahrbahnzustand und/oder Fahrbahnparameter in verhältnismäßig kurzen Zeitspannen ändern. Beispielsweise kann sich ein Reibwert zwischen Fahrzeug und Fahrbahn, ein Lichteinfluss, eine Schneedecke und/oder ein Wasserstand auf der Fahrbahn an einer bestimmten Fahrbahnposition verhältnismäßig schnell ändern, wobei der Wasserstand auf einer Fahrbahn auch einen Feuchtigkeitsgrad einer Fahrbahn mit einschließt. Ein Vergleich eines Referenzmesswertes, welcher zwar an derselben Fahrbahnposition wie der Sensormesswert, jedoch zu einer Referenzmesszeit lange vor oder nach der Messzeit des Sensormesswertes ermittelt wurde, kann daher zu einer erheblichen Abweichung des Referenzmesswertes von dem Sensormesswert führen. Eine derartige Abweichung kann jedoch nicht durch einen fehlerhaften Kalibrierwert des Sensors, sondern im Wesentlichen durch die Abweichung der Referenzmesszeit von der Messzeit des Sensormesswertes und dadurch bedingte Änderungen der zugehörigen Messgröße hervorgerufen sein.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, den Sensormesswert nur dann einem Referenzmesswert zuzuordnen, wenn die Referenzmesszeit um maximal 30 Minuten von der Messzeit des Sensormesswertes abweicht. Dadurch kann sichergestellt sein, dass der Referenzmesswert und der Sensormesswert bei ähnlichen, identischen und/oder im Wesentlichen gleichen Bedingungen ermittelt wurden. Insgesamt können dadurch Fehler bei der Ermittlung des Referenzkalibrierwertes vermieden werden. Mit anderen Worten kann dadurch sichergestellt sein, dass dem Fahrzeug stets ein korrekter Referenzkalibrierwert bereitgestellt wird. Insgesamt kann somit ein verbessertes und robusteres Verfahren zur Kalibrierung des Sensors des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet, wenn die Messzeit des Sensormesswertes und die Referenzmesszeit um maximal zehn Minuten, insbesondere um maximal fünf Minuten voneinander abweichen. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass der Sensormesswert dem Referenzmesswert nur dann zugeordnet wird, wenn die Messzeit und die Referenzmesszeit nur in einem Bereich von weniger als zehn Minuten voneinander abweichen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass Bedingungen, zu welchen der Referenzmesswert ermittelt wurde, und Bedingungen, zu welchen der Sensormesswert ermittelt wurde, im Wesentlichen identisch, ähnlich und/oder unverändert sind, so dass dem Fahrzeug basierend auf dem zugeordneten Referenzmesswert der korrekte Referenzkalibrierwert bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner den Schritt des Ermittelns einer Abweichung zwischen dem Referenzmesswert und dem Sensormesswert und den Schritt des Vergleichens der ermittelten Abweichung mit einem Schwellenwert auf, wobei der wenigstens eine Referenzkalibrierwert des Referenzsensors an das Fahrzeug übermittelt wird, wenn die ermittelte Abweichung den Schwellenwert übersteigt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Fahrspur auf, auf welcher sich das Fahrzeug während der Ermittlung des Sensormesswertes befand. Die Fahrspur kann dabei durch das Fahrzeug ermittelt werden und an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden. Auch kann die Datenverarbeitungseinrichtung, etwa basierend auf der Messposition, die Fahrspur ermitteln. Alternativ oder zusätzlich weist das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens, Übertragens und/oder Empfangens einer mit der Fahrspur korrelierenden Größe an die Datenverarbeitungseinrichtung auf, wobei der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet wird, wenn der Referenzmesswert auf derselben Fahrspur durch das Referenzfahrzeug ermittelt wurde. Beispielsweise kann sich ein Wasserstand auf unterschiedlichen Fahrspuren an einer bestimmten Messposition deutlich unterscheiden. Durch Zuordnung des Referenzmesswertes zu dem Sensorwert, wenn beide Werte auf derselben Fahrspur ermittelt wurden, kann sichergestellt sein, dass der Referenzmesswert und der Sensormesswert bei im Wesentlichen identischen und/oder ähnlichen Bedingungen ermittelt wurden. Dadurch kann das Verfahren zur Kalibrierung des Sensors weiter verbessert sowie robuster und weniger fehleranfällig ausgestaltet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Fahrtrichtung auf, in welcher sich das Fahrzeug während der Ermittlung des Sensormesswertes befand. Die Fahrtrichtung kann dabei von dem Fahrzeug und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung ermittelt werden, etwa basierend auf zwei Messpositionen zweier aufeinanderfolgender Sensormesswerte. Alternativ oder zusätzlich weist das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens, Übermittelns und/oder Übertragens einer mit der Fahrtrichtung korrelierenden Größe an die Datenverarbeitungseinrichtung auf, wobei der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet wird, wenn der Referenzmesswert in derselben Fahrtrichtung durch das Referenzfahrzeug ermittelt wurde. Analog der Zuordnung basierend auf der Fahrspur, kann hierdurch das Verfahren zur Kalibrierung des Sensors weiter verbessert sowie robuster und weniger fehleranfällig ausgestaltet werden.
Auch kann ein Sensortyp des Sensors ermittelt, bereitgestellt und/oder an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungseinrichtung den Sensormesswert einem Referenzmesswert eines Referenzsensors desselben Sensortyps zuordnen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet, wenn sich das Referenzfahrzeug während der Ermittlung des Referenzmesswertes auf derselben Fahrspur und in derselben Fahrtrichtung wie das Fahrzeug befand. Mit anderen kann der Referenzmesswert dem Sensormesswert zugeordnet werden, wenn das Fahrzeug und das Referenzfahrzeug nacheinander in einer Zeitspanne von maximal 30 Minuten dieselbe Fahrspur in derselben Fahrtrichtung befahren haben. Auch dies kann eine Robustheit des Verfahrens zur Kalibrierung des Sensors erhöhen sowie eine Fehleranfälligkeit reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung eine fahrzeugexterne Datenverarbeitungseinrichtung. Alternativ oder zusätzlich weist die Datenverarbeitungseinrichtung wenigstens einen Cloud-Server auf und/oder ist als Cloud-Server ausgestaltet. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann etwa einen Datenspeicher mit einer Vielzahl von dort hinterlegten Referenzmesswerten und/oder Referenzkalibrierwerten einer Vielzahl von Referenzfahrzeugen aufweisen. Somit kann eine umfassende Datenbank zur Kalibrierung vieler Sensoren bereitgestellt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Sensor dazu eingerichtet, wenigstens einen Parameter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstand auf der Fahrbahn, einer Helligkeit, eines Reibwertes, einer Niederschlagsmenge, einer Schneedecke, einer Fahrbahnvereisung, einer Straßenunebenheit, einer Windgeschwindigkeit, einer Umgebungstemperatur, eines Luftdruckes und einer Luftfeuchtigkeit zu ermitteln. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Sensor zur Erfassung eines Fahrbahnzustandes, einer Fahrbahnbedingung, einer Umgebung und/oder eines Umfeldes des Fahrzeuges handeln. Derartige Messgrößen können sich, beispielsweise im Vergleich zu einem Objekt an einer Fahrbahn, welches im Rahmen einer Objekterkennung mittels Kamera erkannt werden kann, in verhältnismäßig kurzen Zeitspannen ändern, so dass für derartige Sensoren das erfindungsgemäße Verfahren in besonders vorteilhafter Weise eingesetzt werden kann. Allerdings sei betont, dass die Erfindung nicht auf die voranstehenden Sensoren beschränkt ist, sondern grundsätzlich zur Kalibrierung beliebiger Sensoren eingesetzt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns eines Fahrzeugtyps des Fahrzeugs auf. Alternativ oder zusätzlich weist das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens, Übertragens und/oder Übermittelns des aktuellen Kalibrierwertes und einer mit dem Fahrzeugtyp korrelierenden Größe auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns, mit der Datenverarbeitungseinrichtung, eines Mittelwertes und/oder einer Standardabweichung einer Mehrzahl von aktuellen Kalibrierwerten einer Mehrzahl von Fahrzeugen desselben Fahrzeugtyps auf. Alternativ oder zusätzlich weist das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens, Übermittelns und/oder Übertragens des Mittelwertes als mittleren Kalibrierwert und/oder der Standardabweichung an wenigstens ein weiteres Fahrzeug desselben Fahrzeugtyps zur Kalibrierung eines weiteren Sensors des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs auf. Auf diese Weise können etwa die Sensoren von Fahrzeugen eines Fahrzeugtyps und/oder einer Fahrzeugserie mit dem mittleren Kalibrierwert kalibriert werden. Eine Vorkalibrierung beim Fahrzeughersteller kann somit entfallen. Auch kann die Mehrzahl aktueller Kalibrierwerte zuvor durch einen oder mehrere Referenzkalibrierwerte von einem oder mehreren Referenzfahrzeugen angepasst worden sein. Durch Verwendung der derart angepassten aktuellen Kalibrierwerte zur Kalibrierung des weiteren Sensors kann somit eine Korrektheit des damit angepassten Kalibrierwerts des weiteren Fahrzeugs sichergestellt sein. Durch Bildung des Mittelwertes kann ferner eine Präzision und/oder Genauigkeit des mittleren Kalibrierwertes erhöht werden. Des Weiteren kann die Standardabweichung zur Abschätzung einer Ungenauigkeit des Mittelwertes und/oder des mittleren Kalibrierwertes dienen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Obergrenze und einer Untergrenze für den mittleren Kalibrierwert basierend auf dem ermittelten Mittelwert und der ermittelten Standardabweichung auf. Ferner weist das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens, Übermittelns und/oder Übertragens der Obergrenze und der Untergrenze an das wenigstens eine weitere Fahrzeug desselben Fahrzeugtyps zur Kalibrierung des weiteren Sensors des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs. Die Obergrenze und die Untergrenze können als Maß für eine Unsicherheit und/oder Genauigkeit des mittleren Kalibrierwertes dienen. Diese Unsicherheit kann beispielsweise im Rahmen einer Verarbeitung und/oder Auswertung der Sensormesswerte des Sensors durch ein Steuergerät des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns, mit der Datenverarbeitungseinrichtung, eines Medians einer Mehrzahl von Referenzkalibrierwerten einer Mehrzahl von Referenzfahrzeugen sowie einen Schritt des Übertragens des Medians an das Fahrzeug als Referenzkalibrierwert auf. Dadurch kann das Verfahren in vorteilhafter Weise robuster gegenüber einem Ausreißer der Referenzkalibrierwerte ausgestaltet werden und die Kalibrierung kann insgesamt weiter verbessert werden. Beispielsweise kann ein solcher Ausreißer auftreten, wenn ein Referenzsensor defekt ist und/oder wenn sich an dem zugehörigen Referenzfahrzeug Anbauten, etwa ein Dachträger oder dergleichen, befinden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Kalibrierung eines Sensors eines Fahrzeugs, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Verfahren, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, durchzuführen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann einen Datenspeicher und einen Prozessor aufweisen. Auf dem Datenspeicher kann ein Programmelement und/oder Softwareinstruktion hinterlegt sein, welche bei Ausführung auf dem Prozessor die Datenverarbeitungseinrichtung anleitet, das Verfahren, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, durchzuführen. Auf dem Datenspeicher können ferner einer oder mehrere Referenzmesswerte mit den zugehörigen Referenzmesspositionen und Referenzmesszeiten hinterlegt sein. Auch können in dem Datenspeicher einer oder mehrere Referenzkalibrierwerte hinterlegt sein. Des Weiteren können auf dem Datenspeicher ein oder mehrere Sensormesswerte mit zugehöriger Messposition, Messzeit und/oder aktuellen Kalibrierwerte hinterlegt sein. Die Datenspeichereinrichtung kann insbesondere einen oder mehrere Cloud-Server aufweisen.
Merkmale, Elemente und/oder Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, können Merkmale und/oder Element der Datenverarbeitungseinrichtung sein, und umgekehrt.
Figurenliste
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.

1 zeigt eine Datenverarbeitungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine Datenverarbeitungseinrichtung und ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten des Verfahrens zur Kalibrierung eines Sensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren sind gleiche, gleich wirkende oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Datenverarbeitungseinrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 10 weist einen Datenspeicher 12 und einen Prozessor 18 auf.
Auf dem Datenspeicher 12 können einer oder mehrere Referenzmesswerte mit den zugehörigen Referenzmesspositionen und Referenzmesszeiten hinterlegt sein. Auch können in dem Datenspeicher 12 einer oder mehrere Referenzkalibrierwerte hinterlegt sein. Des Weiteren können auf dem Datenspeicher 12 ein oder mehrere Sensormesswerte von einem oder mehreren Sensoren 20 (siehe 2) eines oder mehrerer Fahrzeuge 18 mit zugehöriger Messposition, Messzeit und/oder aktuellen Kalibrierwerte der jeweiligen Sensoren hinterlegt sein.
Die Datenspeichereinrichtung 10 kann insbesondere einen oder mehrere Cloud-Server aufweisen und/oder in Form von einem oder mehreren Cloud-Servern ausgestaltet sein.
Ferner weist die Datenverarbeitungseinrichtung 10 eine Schnittstelle 16 zur Kommunikation, insbesondere zur bidirektionalen und/oder drahtlosen Kommunikation, mit Fahrzeugen 18 (siehe 2) auf. Basierend auf der Schnittstelle kann beispielswiese eine Internetverbindung, eine Telefonnetzverbindung, eine Datennetzverbindung, eine Bluetoothverbindung und/oder eine beliebige andere Drahtlosverbindung mit einem oder mehreren Fahrzeugen 18 hergestellt werden.
2 zeigt eine Datenverarbeitungseinrichtung 10 und ein Fahrzeug18 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Datenverarbeitungseinrichtung 10 der 2 dieselben Elemente und Merkmale wie die Datenverarbeitungseinrichtung 10 der 1 auf.
Das Fahrzeug 18 weist einen Sensor 20 auf. Der Sensor 20 kann dazu eingerichtet sein, einen Wasserstand auf der Fahrbahn, eine Helligkeit, einen Reibwert, eine Niederschlagsmenge, eine Schneedecke, eine Fahrbahnvereisung, eine Straßenunebenheit, eine Windgeschwindigkeit, eine Umgebungstemperatur, einen Luftdruck und eine Luftfeuchtigkeit zu ermitteln. Das Fahrzeug kann auch mehrere derartige Sensoren 20 aufweisen.
Ferner weist das Fahrzeug 18 eine Schnittstelle 22 zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinrichtung 10 auf. Die Schnittstelle 22 des Fahrzeugs 18 kann dabei korrespondierend zur Schnittstelle 16 der Datenverarbeitungseinrichtung 10 ausgestaltet sein.
Das Fahrzeug 18 kann über die Schnittstelle einen Sensormesswert des Sensors 20, eine Messposition, eine Messzeit, einen Sensortyp des Sensors 20, eine Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug 18 befindet, eine Fahrtrichtung, in welcher sich das Fahrzeug 18 bewegt, eine Fahrgeschwindigkeit, einen Fahrzeugtyp des Fahrzeugs 18 und/oder weitere Parameter bzw. Größen an die Datenverarbeitungseinrichtung 10 übermitteln.
Des Weiteren ist in 2 ein Referenzfahrzeug 24 gezeigt, welches einen oder mehrere Referenzmesswerte eines oder mehrerer Referenzsensoren 28 des Referenzfahrzeuges 24 an die Datenverarbeitungseinrichtung 10 übermitteln kann. Auch die zugehörigen Referenzmesspositionen, Referenzmesszeiten können übermittelt werden. Hierzu weist das Referenzfahrzeug 24 eine Schnittstelle 28 zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinrichtung 10 auf. Über die Schnittstelle 28 kann zudem wenigstens ein Referenzkalibrierwert an die Datenverarbeitungseinrichtung 10 übermittelt werden. Auch kann ein Sensortyp des Referenzsensors 26, ein Fahrzeugtyp des Referenzfahrzeugs 24 eine Fahrbahn, eine Fahrtrichtung, eine Fahrgeschwindigkeit des Referenzfahrzeugs 24 und/oder weitere Größen an die Datenverarbeitungseinrichtung 10 übermittelt werden.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten des Verfahrens zur Kalibrierung eines Sensors 20 eines Fahrzeugs 18 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Schritt S1 wird der Datenverarbeitungseinrichtung 10 wenigstens ein mit dem Sensor 20 ermittelter Sensormesswert, eine Messposition auf einer Fahrbahn, an welcher der Sensormesswert ermittelt wurde, und eine Messzeit, zu welchem der Sensormesswert ermittelt wurde, bereitgestellt. Beispielsweise kann der Sensormesswert, die Messposition und die Messzeit über die Schnittstellen 22 und 16 an die Datenverarbeitungseinrichtung 10 übermittelt werden.
Optional können in Schritt S1 ein Sensortyp des Sensors 20, eine Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug 18 bewegt, eine Fahrtrichtung, in welcher sich das Fahrzeug 18 bewegt, eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18, ein Fahrzeugtyp des Fahrzeugs 18 und/oder weitere Größen ermittelt und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung 10 bereitgestellt werden.
In einem weiteren Schritt S2 wird der Sensormesswert zu wenigstens einem Referenzmesswert zugeordnet, wobei der Referenzmesswert mit einem Referenzsensor 26 eines Referenzfahrzeugs 24 an einer Referenzposition der Fahrbahn und zu einer Referenzmesszeit ermittelt wurde. Der Sensormesswert wird dem Referenzmesswert zugeordnet, wenn die Messzeit des Sensormesswertes und die Referenzmesszeit um maximal 30 Minuten, beispielsweise maximal 10 Minuten, und insbesondere maximal 5 Minuten voneinander abweichen.
Optional kann in Schritt S2 der Sensormesswert dem Referenzmesswert nur dann zugeordnet werden, wenn das Referenzfahrzeug 24 und das Fahrzeug 18 auf derselben Fahrspur und/oder in derselben Fahrrichtung bewegt wurden. Auch kann bei der Zuordnung ein Sensortyp des Sensors 20 und des Referenzsensors 26, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein Fahrzeugtyp des Referenzfahrzeuges 24 und des Fahrzeuges 18 berücksichtigt werden.
In einem weiteren Schritt S3 wird eine Abweichung zwischen dem Referenzmesswert und dem Sensormesswert ermittelt und die ermittelte Abweichung wird mit einem Schwellenwert verglichen. Dieser Schritt kann in dem Fahrzeug 18 und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung 10 erfolgen.
In einem weiteren Schritt S4 wird wenigstens ein Referenzkalibrierwert des Referenzsensors 26 von der Datenverarbeitungseinrichtung 10 an das Fahrzeug 18 übermittelt, wenn die in Schritt S3 ermittelte Abweichung den Schwellenwert erreicht und/oder übersteigt.
Optional kann in Schritt S4 ferner ein Median einer Mehrzahl von Referenzkalibrierwerten einer Mehrzahl von Referenzfahrzeugen 24 ermittelt werden. Der ermittelte Median kann dann als Referenzkalibrierwert an das Fahrzeug 18 übermittelt werden.
In einem optionalen Schritt S5 kann ein aktueller Kalibrierwert des Sensors 20 des Fahrzeugs 18 basierend auf dem übermittelten Referenzkalibrierwert angepasst werden. Beispielsweise kann der aktuelle Kalibrierwert basierend auf dem Referenzkalibrierwert verändert, korrigiert und/oder überschrieben werden.
Im Folgenden sind weitere optionale Schritte des Verfahrens beschrieben, welche alternativ oder zusätzlich zu einem oder mehreren der voranstehenden Schritte durchgeführt werden können. Beispielsweise kann mit der Datenverarbeitungseinrichtung 10 ein Mittelwert und/oder eine Standardabweichung einer Mehrzahl von aktuellen Kalibrierwerten einer Mehrzahl von Fahrzeugen 18 desselben Fahrzeugtyps ermittelt werden. Die Standardabweichung und/oder der Mittelwert kann als mittlerer Kalibrierwert an wenigstens ein weiteres Fahrzeug desselben Fahrzeugtyps zur Kalibrierung eines weiteren Sensors des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs übermittelt werden. Auch können basierend auf dem ermittelten Mittelwert und/oder der Standardabweichung eine Obergrenze und eine Untergrenze für den mittleren Kalibrierwert ermittelt werden. Auch die Obergrenze und die Untergrenze können an das wenigstens eine weitere Fahrzeug zur Kalibrierung des weiteren Sensors des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs übermittelt werden.
Im Folgenden sind Aspekte, Merkmale und/oder Schritte der Erfindung zusammengefasst. Wenn ein Fahrzeug 18 mit einem zu kalibrierenden Sensor 20 und ein Referenzfahrzeug 24 hintereinander fahren, dann kann erfindungsgemäß der zu kalibrierende Sensor 20 auf den Referenzmesswert des Referenzsensors 26 des Referenzfahrzeugs 24 abgestimmt werden.
Referenzfahrzeuge 24 mit kalibrierten Referenzsensoren 26 und zu kalibrierende Fahrzeuge 18 können regelmäßig ihre Position und/oder Fahrtrichtung an die Datenverarbeitungseinrichtung 10 senden. Fahren ein Referenzfahrzeug 24 und ein zu kalibrierendes Fahrzeug 18 hintereinander, dann kann die Datenverarbeitungseinrichtung 10 beide Fahrzeuge 18, 24 auffordern, beispielsweise ihre Sensorrohwerte und die daraus berechneten Messwerte, d.h. den Referenzmesswert und den Sensormesswert, zusammen mit Referenzmessposition und Referenzmesszeit bzw. mit Messposition und Messzeit an die Datenverarbeitungseinrichtung 10 zu übertragen. Auch die jeweilige Fahrspur, die Fahrtrichtung und weiteren Parameter, wie z.B. Fahrgeschwindigkeit, können übertragen werden. Da sich viele Umgebungsbedingungen für beide Fahrzeuge 18, 24 am selben Ort zu dicht beieinander liegenden Zeitpunkten nicht wesentlich unterscheiden, können langfristige systematische Abweichungen in dem Sensormesswert von dem Referenzmesswert voneinander abweichenden Sensoren 20, 26, deren Einbaulage und/oder Einflüssen abweichender Fahrzeugeigenschaften auf die Sensorik zugeschrieben werden.
Wenn ein Sensor 20, beispielsweise ein Wasserstandsensor 20, des zu kalibrierenden Fahrzeugs 18 über längere Zeit einen höheren Wasserstand auf der Straße misst, als ein Referenzsensor 26 des Referenzfahrzeugs 24, dann kann der aktuelle Kalibrierwert des Fahrzeugs 18 (bzw. ein entsprechender Korrekturwert) so angepasst werden, dass mit dem angepassten Kalibrierwert das zu kalibrierende Fahrzeug 18 bei gleichen Umgebungsbedingungen die gleichen Messwerte bzw. Sensormesswerte liefert wie das Referenzfahrzeug 24. Gleiches gilt für beliebige andere Sensoren.
Gelernte Korrekturwerte und/oder aktualisierte bzw. angepasste Kalibrierwerte können über die Datenverarbeitungseinrichtung 10 zwischen baugleichen Fahrzeugen 18 ausgetauscht werden. So ist es möglich, die angepassten Kalibrierwerte mehrerer Fahrzeuge 18 zu fusionieren und auf Fahrzeuge 18 zu übertragen, die selbst nicht mit dem oben beschriebenen Verfahren anhand von Referenzfahrzeugen 24 kalibriert wurden.
Um Fehler bei der Kalibrierung zu vermeiden, können zunächst werksseitig Minimal und Maximalgrenzen für die Kalibrierwerte mehrerer Fahrzeuge 18 festgelegt sein. Diese Grenzen können von der Datenverarbeitungseinrichtung 10 nochmals eingeschränkt und/oder angepasst werden. Die eingeschränkten Grenzen kann die Datenverarbeitungseinrichtung 10 aus dem Mittelwert und der Standardabweichung der Kalibrierwerte und/oder entsprechenden Korrekturwerten über mehrere baugleiche Fahrzeuge 18 ermitteln und zusammen mit dem Mittelwert an alle anderen baugleichen Fahrzeuge 18 etwa derselben Serie übermitteln. Den Mittelwert können die Fahrzeuge als Ersatzwert für den Kalibrierwert verwenden, bis sie die Gelegenheit hatten, ihre Sensoren anhand von Referenzfahrzeugen 24 zu kalibrieren. Da die Ersatzwerte ungenau sein können, kann es vorteilhaft sein, diese möglichst schnell durch Referenzkalibrierwerte von Referenzfahrzeugen 24 zu ersetzen. Wenn keine Referenzfahrzeuge 24 in der Nähe sind, die das Lernen ermöglichen, dann kann es dennoch von Vorteil sein, die Ersatzwerte von Fahrzeugen 18 zu übernehmen, die selbst von Referenzfahrzeugen 24 kalibriert wurden. Sobald die Fahrzeuge 18 jedoch die Möglichkeit haben, direkt von Referenzfahrzeugen 24 einen Referenzkalibrierwert zu übernehmen, kann der aktuelle Kalibrierwert und/oder der Ersatzwert überschreiben werden.
Die Fahrzeuge 18 können versuchen, basierend auf möglichst vielen unterschiedlichen Referenzfahrzeugen 18 die Sensormesswerte zu kalibrieren. So ist es denkbar, dass an der gleichen Messposition mit Hilfe von mehreren Referenzfahrzeugen 24 jeweils ein Referenzkalibrierwert ermittelt wird (und/oder ein Korrekturwert berechnet wird) und die Datenverarbeitungseinrichtung 10 aus diesen Referenzkalibrierwerten (und/oder Korrekturwerten) den Median bzw. Medianwert ermittelt und als Referenzkalibrierwert an weitere Fahrzeuge 18 übermittelt. Da auch Referenzfahrzeuge prinzipiell umgebaut werden können (Breitreifen, Tieferlegen, Dachgepäckträger, Anhänger, ...) kann die Datenverarbeitungseinrichtung 10 überprüfen, ob die Referenzfahrzeuge 24 übereinstimmende Referenzmesswerte liefern, beispielsweise wenn diese innerhalb kurzer Zeit die gleiche Strecke fahren. Je besser die Referenzmesswerte mit anderen Werten anderer Referenzfahrzeuge 24 übereinstimmen, umso stärker kann der entsprechende Referenzmesswert bei der Kalibrierung anderer Fahrzeuge 18 berücksichtigt werden.
Insgesamt kann durch die Erfindung in vorteilhafter Weise ein Entwicklungsaufwand für Fahrzeuge 18 reduziert werden, da neue Fahrzeugmodelle ihre Sensorik zu einem gewissen Teil automatisch während der ersten Betriebsstunden kalibrieren können. Dadurch lassen sich zudem neue Sensoren schneller in Fahrzeugmodelle integrieren. Des Weiteren ermöglicht die Erfindung eine robustere Ermittlung von korrekten Kalibrierwerten für Fahrzeuge 18, etwa da Änderungen am Fahrzeug 18 mit Einfluss auf die Sensorik z.B. durch Verschmutzung oder durch Anschluss eines Anhängers, durch die Kalibrierung mit Referenzfahrzeugen 24 automatisch berücksichtigt werden können.
Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise in allen vernetzten Fahrzeugen 18, 24 eingesetzt werden. Das Verfahren kann insbesondere für einen Einsatz in einem „Aquaplaningwarner“ von Vorteil sein, etwa um Applikationsaufwände über Fahrzeugvarianten hinweg minimal zu halten und das Feature möglichst schnell in Serie bringen zu können.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Verfahren zur Kalibrierung eines Sensors (20) eines Fahrzeugs (18), das Verfahren aufweisend die Schritte: Empfangen, mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (10), wenigstens eines mit dem Sensor (20) ermittelten Sensormesswertes, einer Messposition auf einer Fahrbahn, an welcher der Sensormesswert ermittelt wurde, und einer Messzeit, zu welcher der Sensormesswert ermittelt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Zuordnen, basierend auf der Messposition und der Messzeit, des Sensormesswertes zu wenigstens einem Referenzmesswert, welcher mit einem Referenzsensor (26) eines Referenzfahrzeugs (24) an einer Referenzposition der Fahrbahn und zu einer Referenzmesszeit ermittelt wurde, wobei der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet wird, wenn die Messzeit des Sensormesswertes und die Referenzmesszeit um maximal 30 Minuten voneinander abweichen; Bereitstellen und/oder Übermitteln, an das Fahrzeug (18), wenigstens eines Referenzkalibrierwertes des Referenzsensors (26) zum Anpassen eines aktuellen Kalibrierwertes des Sensors (20) basierend auf dem Referenzkalibrierwert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet wird, wenn die Messzeit des Sensormesswertes und die Referenzmesszeit um maximal zehn Minuten, insbesondere um maximal fünf Minuten voneinander abweichen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiter aufweisend: Ermitteln einer Abweichung zwischen dem Referenzmesswert und dem Sensormesswert und Vergleichen der ermittelten Abweichung mit einem Schwellenwert; wobei der wenigstens eine Referenzkalibrierwert an das Fahrzeug übermittelt wird und/oder dem Fahrzeug bereitgestellt wird, wenn die ermittelte Abweichung den Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ermitteln einer Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug (18) während der Ermittlung des Sensormesswertes befand; und/oder Bereitstellen einer mit der Fahrspur korrelierenden Größe; wobei der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet wird, wenn der Referenzmesswert auf derselben Fahrspur durch das Referenzfahrzeug (24) ermittelt wurde.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ermitteln einer Fahrtrichtung, in welcher sich das Fahrzeug (18) während der Ermittlung des Sensormesswertes befand; und/oder Bereitstellen einer mit der Fahrtrichtung korrelierenden Größe; wobei der Sensormesswert dem Referenzmesswert zugeordnet wird, wenn der Referenzmesswert in derselben Fahrtrichtung durch das Referenzfahrzeug (24) ermittelt wurde.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (10) eine fahrzeugexterne Datenverarbeitungseinrichtung (10) ist; und/oder wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (10) wenigstens einen Cloud-Server aufweist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Sensor (20) dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Parameter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstand auf der Fahrbahn, einer Helligkeit, eines Reibwertes, einer Niederschlagsmenge, einer Schneedecke, einer Fahrbahnvereisung, einer Straßenunebenheit, einer Windgeschwindigkeit, einer Umgebungstemperatur, eines Luftdruckes und einer Luftfeuchtigkeit zu ermitteln.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ermitteln eines Fahrzeugtyps des Fahrzeugs (18); und/oder Bereitstellen des aktuellen Kalibrierwertes und einer mit dem Fahrzeugtyp korrelierenden Größe.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner aufweisend: Ermitteln, mit der Datenverarbeitungseinrichtung (10), eines Mittelwertes und/oder einer Standardabweichung einer Mehrzahl von aktuellen Kalibrierwerten einer Mehrzahl von Fahrzeugen (18) desselben Fahrzeugtyps; und Bereitstellen der Standardabweichung und/oder des Mittelwertes als mittleren Kalibrierwert an wenigstens ein weiteres Fahrzeug desselben Fahrzeugtyps zur Kalibrierung eines weiteren Sensors des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Ermitteln einer Obergrenze und einer Untergrenze für den mittleren Kalibrierwert basierend auf dem ermittelten Mittelwert und der ermittelten Standardabweichung; und Bereitstellen der Obergrenze und der Untergrenze an das wenigstens eine weitere Fahrzeug desselben Fahrzeugtyps zur Kalibrierung des weiteren Sensors des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ermitteln, mit der Datenverarbeitungseinrichtung (10), eines Medians einer Mehrzahl von Referenzkalibrierwerten einer Mehrzahl von Referenzfahrzeugen (24); und Übertragen des Medians als Referenzkalibrierwert an das Fahrzeug (18).
Datenverarbeitungseinrichtung (10) zur Kalibrierung eines Sensors (20) eines Fahrzeugs (18), wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche durchzuführen.