-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalibriersystem für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kalibrierverfahren für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs.
-
Stand der Technik
-
Eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs, wie etwa eine Kamera, ein Radarsystem, ein LIDAR-System oder ähnliches, für beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem (in Englisch: (A)DAS - (Advanced) Driver Assistance System) wird üblicherweise kalibriert, um eine korrekte Funktion im Fahrbetrieb zu erreichen. Dies kann beim Fahrzeughersteller für die Auslieferung des Fahrzeugs, aber auch während des Fahrzeuglebenszyklus in Werkstätten, z.B. im Rahmen einer Reparatur, erfolgen.
-
Üblicherweise werden vor der Kalibrierung die Kalibrierungsmittel für die Erfassungseinrichtung, wie etwa eine Kalibriertafel, relativ zu dem Fahrzeug ausgerichtet. Als fahrzeugseitige Bezugsgröße kann dabei beispielsweise die Fahrachse, die sogenannte thrust line, oder die Fahrzeugmittelachse (in Englisch: vehicle center line) herangezogen werden. Dabei kann ein Bedarf für eine verbesserte Möglichkeit zur Kalibrierung der Erfassungseinrichtung des Fahrzeugs bestehen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Ausführungsformen der Erfindung stellen ein verbessertes Kalibriersystem und Kalibrierverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche zur Verfügung. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den begleitenden Figuren.
-
Ein vorgeschlagenes Kalibriersystem für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs eignet sich insbesondere zur Kalibrierung eines Fahrerassistenzsystems, bei dem die Erfassungseinrichtung eine Kamera, ein Radarsystem, ein Ultraschallsensorsystem, ein LIDAR-System oder ähnliches umfassen kann.
-
Das Kalibriersystem umfasst wenigstens eine Kamera, die einem Fixpunkt relativ zu dem Fahrzeug zuordbar ist. Zudem umfasst das Kalibriersystem wenigstens einen optisch erfassbaren, maschinenlesbaren Informationsträger, der zum Bereitstellen von wenigstens einer kamerabezogenen und/oder kalibriersystembezogenen Information eingerichtet ist. Ferner umfasst das Kalibriersystem wenigstens eine Steuereinrichtung, die mit der Kamera gekoppelt und wenigstens zum Verarbeiten der kamerabezogenen und/oder kalibriersystembezogenen Information eingerichtet ist.
-
Der Fixpunkt der Kamera kann beispielsweise ein Anbringungspunkt an einer Haltevorrichtung sein, die auch zum Halten eines Kalibriermittels, wie etwa einer Kalibriertafel oder ähnlichem, eingerichtet sein kann. Alternativ oder bei mehreren Kameras auch zusätzlich -, kann der Fixpunkt auch an einer beliebigen Stelle eines Raums sein, in dem das Kalibriersystem aufgenommen ist. Der Informationsträger kann beispielsweise einen ein- oder mehrdimensionalen Code umfassen, wie etwa einen Barcode, einen QR-Code oder ähnliches, z.B. auch in Abhängigkeit davon, welche Datenmenge bereitzustellen ist. Vorteilhaft an einem QR-Code kann eine vergleichsweise gute Fehlerkorrektur sein. Die Steuereinrichtung kann elektronisch ausgeführt sein und einen Prozessor, einen Speicher, ggf. eine Benutzerschnittstelle usw. aufweisen und beispielsweise kabelgebunden oder über eine Funkverbindung mit der Kamera gekoppelt sein. Die Steuereinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, die Kalibrierung der Fahrzeug-Erfassungseinrichtung durchzuführen und ggf. vorab eine Ausrichtung des Kalibrierungssystem oder Teilen davon relativ zu dem Fahrzeug zu überprüfen. Die kamerabezogene und/oder kalibriersystembezogene Information kann auch einen Bezug zu dem Fahrzeug bzw. der zu kalibrierenden Erfassungseinrichtung umfassen, da die am Fixpunkt angeordnete Kamera eine relative Lage, Position usw. zu dem Fahrzeug aufweist. D.h., dass der Informationsträger auch eine fahrzeugbezogene und/oder kalibrierungssystembezogene Information umfassen kann.
-
Diese Konfiguration verbessert die Kalibrierung der Fahrzeug-Erfassungseinrichtung, da damit zunächst die Ausrichtung des Kalibriersystems oder Teilen davon relativ zu dem Fahrzeug verbessert werden kann. Die kamerabezogene und/oder kalibriersystembezogene Information muss nicht in einem Speicher der Kamera bereitgehalten werden, so dass die Kamera kostengünstiger bereitgestellt werden kann. Durch die Maschinenlesbarkeit des Informationsträgers muss auch keine manuelle Eingabe von Daten durch einen Benutzer erfolgen, so dass die Fehleranfälligkeit reduziert werden kann. Insgesamt kann die Bedienung des Kalibriersystems vereinfacht werden. Damit kann auch die Qualität der Kalibrierung verbessert werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung kann die kamerabezogene und/oder kalibriersystembezogene Information eine Lage und/oder Position des Fixpunkts umfassen. In anderen Worten, kann die Kamera an dem Fixpunkt angebracht und/oder dort relativ zu dem Fahrzeug ausgerichtet werden, wobei diese räumlichen bzw. geometrischen Parameter, die eine Anordnung der Kamera relativ zu dem Fahrzeug beschreiben können, als kamerabezogene und/oder kalibriersystembezogene Information bereitgestellt werden können. So können dem Kalibriersystem maschinenlesbare Informationen zugeführt werden, die die Kalibrierung der Fahrzeug-Erfassungseinrichtung ermöglichen.
-
In einer Weiterbildung kann die kamerabezogene und/oder kalibriersystembezogene Information eine Ausrichtung, z.B. Orientierung, der Kamera umfassen. Darunter kann verstanden werden, dass beispielsweise das Sichtfeld der Kamera als Information bereitgestellt werden kann.
-
Gemäß einer Weiterbildung kann die einen oder mehrere kamerabezogene Information intrinsische Kameraparameter umfassen. Ein solcher Parameter können z.B. eine Brennweite, die häufig mit dem Formelzeichen f bezeichnet wird, ein Hauptpunkt oder ähnliches sein.
-
In einer Weiterbildung kann die kamerabezogene Information einen oder mehrere extrinsische Kameraparameter umfassen. Ein solcher Parameter können z.B. eine Position des Kamerakoordinatensystem in der Welt, z.B. in Form von drei Winkeln in einer Rotationsmatrix, einer 3D-Verschiebung oder ähnlichem, usw. sein.
-
Gemäß einer Weiterbildung kann das Kalibriersystem dazu eingerichtet sein, die kamerabezogene Information zumindest teilweise durch die Kamera zu bestimmen. Die Kamera kann z.B. durch einen oder mehrere geeignete Referenzmarker, die an dem Fahrzeug oder in einem Raum, in dem das Kalibriersystem aufgenommen ist, angeordnet sein können. So kann über die Kamera z.B. deren Lage und/oder Position relativ zu dem Fahrzeug bestimmt werden.
-
In einer Weiterbildung kann die kamerabezogene Information eine eineindeutige Identifikationskennung der Kamera umfassen. Die Identifikationskennung kann eine Kameraseriennummer, eine Zulieferernummer, eine Lizenznummer oder ähnliches umfassen, die idealerweise die Kamera individuell kennzeichnet. Dadurch kann beispielsweise bewerkstelligt werden, dass (nur) eine dem Kalibriersystem technisch, logistisch oder anderweitig zugeordnete Kamera verwendet wird. Dadurch kann auch die Fehleranfälligkeit des Kalibriersystems reduziert werden.
-
Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass das Kalibriersystem dazu eingerichtet sein kann, eine Kalibrierung der Erfassungseinrichtung nur zuzulassen, wenn die Identifikationskennung als gültig bestimmt werden kann. Z.B. kann in dem Kalibriersystem, beispielsweise in dem Speicher der Steuereinrichtung, eine Referenz-Identifikationsnummer oder ein Verifikationsalgorithmus oder ähnliches vorgesehen sein, um die Gültigkeit durch einen Datenvergleich zu überprüfen. Dadurch ist keine zusätzliche Verbindung zu einem Server oder ähnliches notwendig. Es müssen auch keine zusätzlichen Daten z.B. postalisch versendet werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung kann das Kalibriersystem dazu eingerichtet sein, den Informationsträger nach einer Kalibrierung und/oder Ausrichtung der Kamera relativ zu dem Fahrzeug physisch zu erzeugen. Hierzu kann das Kalibriersystem einen Drucker, eine Etikettiereinrichtung oder ähnliches aufweisen. Beispielsweise die Steuereinrichtung kann, z.B. durch eine Software, dazu eingerichtet sein, die bereitzustellende Information, also z.B. einen ein- oder mehrdimensionalen Code, zu erzeugen, der dann ausgedruckt, projiziert oder ähnliches wird.
-
Alternativ dazu, kann in einer anderen Weiterbildung der Informationsträger auch von außerhalb des Kalibriersystems bereitgestellt werden, sofern dieser keine noch zu bestimmenden Informationen enthält.
-
In einer Weiterbildung kann das Kalibriersystem dazu eingerichtet sein, den Informationsträger durch die Kamera einzulesen. Damit muss keine zusätzliche Einrichtung vorgesehen sein, so dass der Hardware-Bedarf gering gehalten werden kann. Ggf. kann dadurch auch eine Benutzerschnittstelle zumindest teilweise eingespart werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, das Kalibriersystem anhand der verarbeiteten kamerabezogenen und/oder kalibriersystembezogenen Information zum Kalibrieren der Erfassungseinrichtung zumindest teilweise einzustellen. Beispielsweise können Kameraparameter, Kalibrierungsdaten zu der Kamera und/oder dem Fahrzeug usw. automatisch eingelesen werden, um das Kalibriersystem zur Kalibrierung der Fahrzeug-Erfassungseinrichtung vorzubereiten bzw. in Betriebszustand zu versetzen.
-
Ein vorgeschlagenes Verfahren zum Kalibrieren einer Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs kann insbesondere mit dem oben beschriebenen Kalibriersystem durchgeführt und entsprechend dem oben beschriebenem abgewandelt werden. Es umfasst die folgenden Schritte:
- - Es wird eine Kamera an einem Fixpunkt angeordnet. Der Fixpunkt kann insbesondere in Bezug zu dem Fahrzeug definiert sein.
- - Wenigstens eine Komponente eines Kalibriersystems wird relativ zu dem Fahrzeug ausgerichtet. Die Komponente kann beispielsweise die Kamera, eine Haltvorrichtung für die Kamera, eine Haltervorrichtung für ein Kalibriermittel, wie etwa eine Kalibriertafel oder ähnliches, usw. sein.
- - Dann wird ein Informationsträger optisch erfasst, der wenigstens eine kamerabezogene, ggf. auch eine kalibriersystembezogene und/oder fahrzeugbezogene, Information umfasst.
- - Auf Basis der erfassten kamerabezogenen Information wird das Kalibriersystem zumindest teilweise eingestellt, parametriert oder ähnliches.
-
Damit lässt sich eine verbesserte Kalibrierung der Fahrzeug-Erfassungseinrichtung ermöglichen, da insbesondere eine Fehleranfälligkeit des Kalibriersystems reduziert werden kann. Zudem kann sich der Aufwand zur Inbetriebnahme des Kalibriersystems reduzieren.
-
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
-
Figurenliste
-
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
- 1 ein Kalibriersystem zum Kalibrieren einer Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs und
- 2 ein Flussdiagramm eines Kalibrierverfahrens zum Kalibrieren einer Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs.
-
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren sind gleiche, gleichwirkende oder ähnliche Elemente durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt ein Kalibriersystem 100, das sich zum Kalibrieren einer in einem Fahrzeug 200 angeordneten Erfassungseinrichtung 210 von z.B. einem Fahrerassistenzsystem eignet. Die Erfassungseinrichtung 210 ist beispielsweise als Kamerasystem, Radarsystem, LIDAR-System oder ähnliches ausgebildet.
-
Das Kalibriersystem 100 ist computergestützt implementiert und umfasst hier exemplarisch eine Haltevorrichtung 110 zum Halten einer Kalibriertafel oder ähnlichem, die für das Kalibrieren zunächst zu einer Bezugsachse des Fahrzeugs 200 auszurichten ist. Das Kalibriersystem 100 verfügt weiter über eine Kamera 120, die an einem Fixpunkt angeordnet ist, der hier exemplarisch durch die Haltevorrichtung 110 gebildet ist. Das Kalibriersystem 100 weist zudem einen oder mehrere Referenzmarker 130 auf, von denen hier einer exemplarisch gezeigt und an dem Fahrzeug 200 angeordnet ist. Je nach Art und Zweck des Referenzmarkers 130, ist dieser z.B. an einem Fahrzeugrad, der Karosserie usw. angeordnet. Der Referenzmarker 130 ist hier optisch erfassbar ausgeführt und eignet sich für ein Zusammenwirken mit der Kamera 120, um daraus eine Ausrichtung des Kalibriersystems 100 oder Teilen davon relativ zum dem Fahrzeug 200 zu ermöglichen. Hierzu ist die Kamera 120 so angeordnet, dass der Referenzmarker 130 im Sichtfeld liegt und somit optisch erfasst werden kann. Die Kamera 120 ist hier exemplarisch als Monosystem ausgeführt, kann aber auch als Stereosystem usw. ausgeführt sein.
-
Des Weiteren weist das Kalibriersystem 100 einen oder mehrere, ggf. zueinander unterschiedliche, Informationsträger 140 auf, von denen hier einer exemplarisch gezeigt ist. Der Informationsträger wird als separates Teil bereitgestellt, z.B. in Form einer Karte, eines Handzettels, eines Aufklebers oder ähnlichem. Der Informationsträger 140 bildet hier beispielhaft einen Code 145 ab, der optisch erfassbar und/oder maschinenlesbar ist und einen Informationsgehalt bereitstellt. Der Code 145 ist beispielsweise ein- oder mehrdimensional ausgeführt, nämlich z.B. wie in 1 angedeutet, als zweidimensionaler QR-Code, wobei auch Abwandlungen möglich sind. Der QR-Code eignet sich beispielsweise auch aufgrund seiner Fehlerkorrekturmöglichkeit, bei der noch ein ausreichender Informationsgehalt zur Verfügung gestellt werden kann.
-
Ferner weist das Kalibriersystem 100 eine elektronische Steuereinrichtung 150 auf, die hier exemplarisch mit einer Kalibriersteuerung kombiniert ist, die zum eigentlichen Kalibriervorgang der Erfassungseinrichtung 210 eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung 150 ist mit der Kamera 120 über eine Kommunikationsschnittstelle gekoppelt, die eine kabelgebundene oder funkbasierte Datenverbindung unterstützen kann. Hier erfolgt die Datenverbindung exemplarisch über Funkmodule. Die Steuereinrichtung 150 verfügt beispielsweise über einen Prozessor, eine Speichereinrichtung, eine Benutzerschnittstelle usw., sowie über Software, die sich zum Ausrichten des Kalibriersystems 100 relativ zu dem Fahrzeug 200 und/oder zum Kalibrieren der Erfassungseinrichtung 210 des Fahrzeugs 200 eignet.
-
Die Kalibriereinrichtung 100 kann wie nachfolgend beschrieben betrieben werden.
-
Durch ein Zusammenwirken der Kamera 120 und z.B. dem Referenzmarker 130 sollen zunächst die Komponenten des Kalibriersystems 100 relativ zu dem Fahrzeug 200 ausgerichtet werden. Vorab oder während des Ausrichtens kann einer von mehreren der Informationsträger 140 durch die Kamera 120 oder eine separate Erfassungseinrichtung, wie einem Code-Scanner, ausgelesen werden. Der Code 145 weist beispielsweise eine Identifikationskennung auf, wie etwa eine Kameraseriennummer, eine Zulieferernummer, eine Lizenznummer oder ähnliches. Durch eine Verifikation der aus dem Code 145 erhaltenen, insbesondere kamerabezogenen, Information durch z.B. die Steuereinrichtung 150 kann so bereits festgestellt werden, ob sich die Kamera 120 für das Kalibriersystem 100 und/oder das Kalibrieren eignet bzw. dafür zugelassen ist. Darüber hinaus kann hierdurch eine Art Lizenzprüfung des Kalibriersystems 100 erfolgen.
-
Zusätzlich kann vor, während oder nach dem Ausrichten der gleiche oder ein anderer der Informationsträger 140 auch noch weitere Informationen, insbesondere kamerabezogene Informationen, zur Verfügung stellen. Es sei angemerkt, dass nach dem Ausrichten des Kalibriersystems 100 oder Teilen davon relativ zu dem Fahrzeug 200, der Fixpunkt der Kamera, also dessen Position, Lage, Ausrichtung usw. ermittelt werden und als Kalibrierparameter gespeichert und der Informationsträger 140 mit diesen enthaltenen Informationen in Form des Codes 145 z.B. ausgedruckt werden kann. Die Informationen werden beispielsweise durch die Kamera 120 selbst ermittelt oder z.B. auch durch zusätzliche Messmittel bestimmt.
-
So umfasst der Code 145 hier auch intrinsische Kameraparameter, wobei hier exemplarisch eine Brennweite und ein Hauptpunkt der Kamera enthalten sind. Zudem enthält der Code 145 auch extrinsische Kameraparameter, die hier z.B. eine Position des Kamerakoordinatensystem in der Welt, z.B. in Form von drei Winkeln in einer Rotationsmatrix, einer 3D-Verschiebung oder ähnlichem, usw. umfassen. Des Weiteren umfasst der Code 145 auch die Informationen zu einem Abstand und/oder Versatz der Kamera 120 zu dem Fahrzeug 200.
-
Die Informationen des Informationsträgers 140 werden wiederum mittels der Kamera 120 selbst oder durch einen separaten Code-Scanner oder ähnliches eingelesen und durch das Kalibriersystem 100, insbesondere die Steuereinrichtung 150 verarbeitet. Daraufhin wird das Kalibriersystem 100 parametrisiert und eingerichtet bzw. eingestellt. Mit dieser Ausrichtung und Einstellung des Kalibriersystems 100 kann die Kalibrierung der Erfassungseinrichtung 210 durchgeführt werden, die hier nicht beschrieben wird.
-
2 fasst ein Verfahren zum Kalibrieren der Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs 200 in einem Flussdiagramm zusammen. In einem Schritt S1 erfolgt ein Anordnen einer Kamera 120 an dem Fixpunkt, also z.B. der Haltevorrichtung 110. Dann erfolgt in einem Schritt S2 ein Ausrichten von zumindest einer Komponente des Kalibriersystems 100, bei der es sich hier exemplarisch um die Kamera 120 und/oder die Haltevorrichtung 110 usw. handelt, relativ zu dem Fahrzeug 200. In einem Schritt S3 erfolgt ein optisches Erfassen des Informationsträgers 140, der wenigstens eine kamerabezogene oder kalibriersystembezogene Information umfasst. In einem Schritt S3 wird das Kalibriersystem (100) auf Basis der erfassten kamerabezogenen oder kalibriersystembezogenen Information zumindest teilweise eingestellt bzw. parametriert.
