DE102019006398A1 - Method for calibrating a camera system for a vehicle, and calibration system set up to carry out such a method - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems (1) für ein Fahrzeug (3), wobei das Kamerasystem (1) mindestens eine Kamera aufweist, umfassend die folgenden Schritte: a) Projizieren mindestens eines virtuellen optischen Markers (5) mittels einer Visualisierungseinheit (7) an eine bestimmte Position und/oder in einer bestimmten Anordnung in einen Bereich vor das Fahrzeug (3), b) Erfassen einer Position und/oder einer Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) von dem Kamerasystem (1), c) Auswerten der erfassten Position und/oder der erfassten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) mittels eines Steuergeräts, wobei die erfasste Position und/oder die erfasste Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) mit der bestimmten Position und/oder der bestimmten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) verglichen wird, und d) Anpassen des Kamerasystems (1) in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5), so dass das Kamerasystem (1) kalibriert wird.

Figure DE102019006398A1_0000
Method for calibrating a camera system (1) for a vehicle (3), the camera system (1) having at least one camera, comprising the following steps: a) projecting at least one virtual optical marker (5) onto a by means of a visualization unit (7) certain position and / or in a certain arrangement in an area in front of the vehicle (3), b) detecting a position and / or an arrangement of the at least one virtual optical marker (5) by the camera system (1), c) evaluating the detected Position and / or the detected arrangement of the at least one virtual optical marker (5) by means of a control device, the detected position and / or the detected arrangement of the at least one virtual optical marker (5) with the determined position and / or the determined arrangement of the at least one virtual optical marker (5) is compared, and d) adapting the camera system (1) as a function of the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker (5), so that the camera system (1) is calibrated.
Figure DE102019006398A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug, sowie ein Kalibriersystem eingerichtet zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for calibrating a camera system for a vehicle, and a calibration system set up to carry out such a method.

Die Kalibrierung von Fahrzeugkameras findet heutzutage auf einem Fahrwerkstand in der Fahrtechnik statt. Für die Kalibrierung der Fahrzeugkameras werden sogenannte Targets eingesetzt. Auf den Targets befinden sich Muster, die die Fahrzeugkamera erkennt und eine Kalibrierung ermöglichen. Standard in der Fahrtechnik auf dem Fahrwerkstand sind Kalibriertargets aus Metall, bedruckte Kunststoffplatten oder Bildschirme. Das Kalibriertarget hängt an einem Kalibrierportal, wird mittig vor dem Fahrzeug positioniert und die Kalibrierung wird per Diagnose angestoßen. Das Kalibrierportal bewegt sich translatorisch über einen Antrieb und Linearführung in die Mitte des Fahrwerkstands. Das Steuergerät überwacht den Kalibrierstatus bis die Kalibrierung beendet ist. Die Kamera stellt sich während des Kalibriervorgangs auf die Positionierwerte des Targets ein.The calibration of vehicle cameras now takes place on a chassis stand in the driving technology. So-called targets are used for the calibration of the vehicle cameras. There are patterns on the targets that the vehicle camera recognizes and enable calibration. Standard in the driving technique on the chassis stand are calibration targets made of metal, printed plastic plates or screens. The calibration target is attached to a calibration portal, is positioned centrally in front of the vehicle and the calibration is triggered by diagnosis. The calibration portal moves translationally via a drive and linear guide in the middle of the chassis position. The control unit monitors the calibration status until calibration is complete. The camera adjusts itself to the positioning values of the target during the calibration process.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 005 466 A1 ist ein Verfahren und ein Kalibriersystem für eine Kameraeinheit eines Fahrzeugs bekannt. Das Kalibriersystem weist ein Kalibrierobjekt in der Umgebung des Fahrzeugs, eine Kameraeinheit, die in oder an dem Fahrzeug angeordnet ist und deren Erfassungsbereich auf das Kalibrierobjekt gerichtet ist, einen Entfernungsmesser zum Erfassen einer aktuellen Entfernung zwischen der Kameraeinheit und dem Kalibrierobjekt, und eine im Erfassungsbereich der Kameraeinheit angeordnete und auf die Kameraeinheit gerichtete Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines optischen Codes auf. Dabei übermittelt der Entfernungsmesser die erfasste Entfernung an die Anzeigeeinheit und die Anzeigeeinheit kodiert die Entfernung in den Code und zeigt den Code an. Die Kameraeinheit erfasst daraufhin den Code optisch und kodiert ihn, und führt auf Basis der mittels des Codes bekannten Entfernung zum Kalibrierobjekt und mittels des Kalibrierobjekts eine Kalibrierung der Kameraeinheit durch.From the German patent application DE 10 2017 005 466 A1 a method and a calibration system for a camera unit of a vehicle is known. The calibration system has a calibration object in the vicinity of the vehicle, a camera unit which is arranged in or on the vehicle and whose detection area is directed towards the calibration object, a range finder for detecting a current distance between the camera unit and the calibration object, and one in the detection area of the Camera unit arranged and directed towards the camera unit for displaying an optical code. The range finder transmits the detected distance to the display unit and the display unit encodes the distance in the code and displays the code. The camera unit then detects the code optically and codes it, and carries out a calibration of the camera unit on the basis of the distance from the calibration object known by means of the code and by means of the calibration object.

Nachteilig aus dem Stand der Technik ist jedoch, dass eine Kalibrierung eines Kamerasystems eines Fahrzeugs bisher sehr aufwendig ist, insbesondere da physische optische Marker, die sogenannten Targets, benötigt werden. Da physische Targets nicht einfach ausgewechselt werden können, ist ein einfacher Wechsel zur Kalibrierung unterschiedlicher Kamerasysteme bisher schwierig.A disadvantage of the prior art, however, is that calibration of a vehicle's camera system has so far been very complex, in particular since physical optical markers, the so-called targets, are required. Since physical targets cannot be easily replaced, a simple change to calibrate different camera systems has been difficult so far.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug, sowie ein Kalibriersystem eingerichtet zum Durchführen eines solchen Verfahrens zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten, und wobei insbesondere eine einfache, sichere und schnelle Kalibrierung ermöglicht wird, insbesondere für unterschiedliche Kamerasysteme bei denen zwischen unterschiedlichen Targets gewechselt werden muss.The invention is therefore based on the object of providing a method for calibrating a camera system for a vehicle and a calibration system designed to carry out such a method for calibrating a camera system for a vehicle, the disadvantages mentioned not occurring, and in particular a simple, reliable method and rapid calibration is made possible, especially for different camera systems in which it is necessary to switch between different targets.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by creating the subject matter of the independent claims. Advantageous refinements result from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug bereitgestellt wird, wobei das Kamerasystem mindestens eine Kamera aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  1. a) Projizieren mindestens eines virtuellen optischen Markers mittels einer Visualisierungseinheit an eine bestimmte Position und/oder in einer bestimmten Anordnung in einen Bereich vor das Fahrzeug,
  2. b) Erfassen einer Position und/oder einer Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers von dem Kamerasystem,
  3. c) Auswerten der erfassten Position und/oder der erfassten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers mittels eines Steuergeräts, wobei die erfasste Position und/oder Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers mit der bestimmten Position und/oder der bestimmten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers verglichen wird, und
  4. d) Anpassen des Kamerasystems in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers, so dass das Kamerasystem kalibriert wird.
The object is achieved in particular by providing a method for calibrating a camera system for a vehicle, the camera system having at least one camera. The process includes the following steps:
  1. a) projecting at least one virtual optical marker by means of a visualization unit to a specific position and / or in a specific arrangement in an area in front of the vehicle,
  2. b) detecting a position and / or an arrangement of the at least one virtual optical marker by the camera system,
  3. c) evaluating the detected position and / or the detected arrangement of the at least one virtual optical marker by means of a control device, the detected position and / or arrangement of the at least one virtual optical marker with the determined position and / or the determined arrangement of the at least one virtual optical marker is compared, and
  4. d) adapting the camera system as a function of the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker, so that the camera system is calibrated.

Unter einem Kamerasystem wird insbesondere eine Einheit mit mindestens einer Kamera mit jeweils einem Objektiv und einem Bildaufnahmeelement verstanden, bevorzugt weist das Kamerasystem ein Steuergerät auf.A camera system is understood to mean, in particular, a unit with at least one camera, each with a lens and an image recording element; the camera system preferably has a control unit.

Unter einer Visualisierungseinheit wird insbesondere eine Einheit zum Projizieren dreidimensionaler Objekte, insbesondere optischer Marker, im Raum verstanden.A visualization unit is understood in particular to mean a unit for projecting three-dimensional objects, in particular optical markers, in space.

Unter einem Anpassen eines Kamerasystems in Abhängigkeit einer ausgewerteten Position und/oder einer ausgewerteten Anordnung eines virtuellen optischen Markers wird insbesondere ein Kalibrieren des Kamerasystems verstanden, so dass eine von dem Kamerasystem erfasste Position und/oder Anordnung mit der tatsächlichen Position und/oder Anordnung des virtuellen optischen Markers übereinstimmt.Adapting a camera system as a function of an evaluated position and / or an evaluated arrangement of a virtual optical marker is understood in particular to mean calibrating the camera system so that a position and / or or arrangement corresponds to the actual position and / or arrangement of the virtual optical marker.

Unter einem Steuergerät wird insbesondere ein Element mit zumindest einer elektronischen Einheit verstanden, insbesondere mit einer Prozessoreinheit und einem Speicher, das dazu ausgebildet ist, eine von mindestens einer Kamera eines Kamerasystems erfassten Position und/oder erfassten Anordnung eines virtuellen optischen Markers auszuwerten, und das Kamerasystem in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung eines virtuellen optischen Markers zu kalibrieren. Das Steuergerät ist insbesondere dazu ausgebildet Kalibrierparameter und Daten zu virtuellen optischen Markern zu speichern. Vorzugsweise ist das Steuergerät ein Steuergerät des Kamerasystems.A control device is understood in particular to mean an element with at least one electronic unit, in particular with a processor unit and a memory, which is designed to evaluate a position and / or arrangement of a virtual optical marker detected by at least one camera of a camera system, and the camera system to calibrate depending on the evaluated position and / or the evaluated arrangement of a virtual optical marker. The control device is in particular designed to store calibration parameters and data on virtual optical markers. The control device is preferably a control device of the camera system.

Unter einem Fahrzeug wird insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Motorrad, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Wohnmobil, ein Baufahrzeug, ein Nutzfahrzeug oder auch ein Schienenfahrzeug, ein Boot, ein Schiff oder ein Luftfahrzeug verstanden.A vehicle is understood to mean in particular a passenger car, a motorcycle, a truck, a bus, an RV, a construction vehicle, a utility vehicle or also a rail vehicle, a boat, a ship or an aircraft.

Das Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Vorteilhafterweise kann auf physische Kalibriertargets verzichtet werden. Vorteilhafterweise ist eine besonders einfache und schnelle Kalibrierung eines Kamerasystems möglich. Vorteilhafterweise kann durch den Wegfall von physischen optischen Markern, den sogenannten physischen Targets, auf ein Kalibrierportal und eine Wartezeit beim Installieren des physischen optischen Markers verzichtet werden. Vorteilhafterweise können unterschiedliche Modelle an Kamerasystemen, die unterschiedliche optische Marker benötigen, einfacher kalibriert werden. Vorteilhafterweise müssen keine physischen optischen Marker gefertigt werden, beim virtuell projizierten optischen Marker können diese einfach einprogrammiert oder aus einem Speicher geladen werden. Im Vergleich zu einem physischen Kalibriertarget, ist der virtuell projizierte optische Marker in der Dimensionierung sowie in der Positionierung vor dem Fahrzeug frei wählbar. Vorteilhafterweise muss ein virtuell projizierter optischer Marker nicht gereinigt werden. Außerdem kann das virtuell projizierte Target nicht beschädigt oder verbogen werden. Dies erhöht auch die Kalibrierqualität, da Beschädigungen an konventionellen Kalibriertargets schwer zu identifizieren sind, und so die Gefahr besteht, dass diese unbemerkt bleiben. Vorteilhafterweise werden Kosten in der Investition und in der Instandhaltung gesenkt, da weniger bewegliche Bauteile benötigt werden.The method for calibrating a camera system for a vehicle has advantages compared to the prior art. It is advantageously possible to dispense with physical calibration targets. A particularly simple and quick calibration of a camera system is advantageously possible. The elimination of physical optical markers, the so-called physical targets, advantageously eliminates the need for a calibration portal and a waiting time when installing the physical optical marker. Different models of camera systems which require different optical markers can advantageously be calibrated more easily. Advantageously, no physical optical markers have to be produced; in the case of the virtually projected optical markers, these can simply be programmed in or loaded from a memory. Compared to a physical calibration target, the dimensions of the virtually projected optical marker and the positioning in front of the vehicle can be freely selected. Advantageously, a virtually projected optical marker does not have to be cleaned. In addition, the virtually projected target cannot be damaged or bent. This also increases the calibration quality, since damage to conventional calibration targets is difficult to identify and there is a risk that they will go unnoticed. Advantageously, investment and maintenance costs are reduced because fewer moving parts are required.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der virtuelle optische Marker mindestens ein dreidimensionales Kalibriermuster ist.According to a development of the invention, it is provided that the virtual optical marker is at least one three-dimensional calibration pattern.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine dreidimensionale Kalibriermuster ein Hologramm, ein 3D-Display, ein Volumendisplay, ein stereoskopischer Inhalt und/oder ein Raumbild ist.According to a development of the invention, it is provided that the at least one three-dimensional calibration pattern is a hologram, a 3D display, a volume display, a stereoscopic content and / or a spatial image.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die bestimmte Position des virtuellen optischen Markers eine bestimmte Höhe vor dem Fahrzeug, ein bestimmter Winkel vor dem Fahrzeug und/oder ein bestimmter Abstand von dem Fahrzeug ist, wobei der mindestens eine virtuelle optische Marker bevorzugt mittig vor dem Fahrzeug angeordnet ist.According to a further development of the invention, it is provided that the specific position of the virtual optical marker is a specific height in front of the vehicle, a specific angle in front of the vehicle and / or a specific distance from the vehicle, the at least one virtual optical marker preferably being in the center the vehicle is arranged.

Vorzugsweise beträgt der Abstand des virtuellen optischen Markers von dem Fahrzeug, insbesondere von der in oder an dem Fahrzeug angeordneten mindestens einen Kamera des Kamerasystems, 10 m, bevorzugt 8 m, bevorzugt 6 m, bevorzugt 4 m, bevorzugt 2 m, oder bevorzugt 1 m.The distance of the virtual optical marker from the vehicle, in particular from the at least one camera of the camera system arranged in or on the vehicle, is 10 m, preferably 8 m, preferably 6 m, preferably 4 m, preferably 2 m, or preferably 1 m .

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Positionierung und/oder eine Dimensionierung des virtuellen optischen Markers in Abhängigkeit der Art des Kamerasystems und/oder des Fahrzeugs angepasst werden.According to a development of the invention, it is provided that a positioning and / or a dimensioning of the virtual optical marker is adapted depending on the type of camera system and / or the vehicle.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der virtuelle optische Marker aus mehreren verschiedenen Kalibriermustern besteht, wobei die mehreren verschiedenen Kalibriermuster bevorzugt in einer zeitlichen Abfolge projiziert werden.According to a development of the invention, it is provided that the virtual optical marker consists of several different calibration patterns, the several different calibration patterns preferably being projected in a time sequence.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine virtuelle optische Marker zum Kalibrieren aus einer Datenbank oder einem Speicher geladen wird, und/oder in ein Steuergerät einprogrammiert wird.According to a development of the invention, it is provided that the at least one virtual optical marker for calibration is loaded from a database or a memory and / or programmed into a control device.

Vorzugsweise wird die Art des mindestens einen virtuellen optischen Markers in Abhängigkeit der Art des Kamerasystems und/oder der Art des Fahrzeugs angepasst.The type of the at least one virtual optical marker is preferably adapted as a function of the type of camera system and / or the type of vehicle.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schritte a) bis d) wiederholt werden, bis in Schritt d) kein Anpassen des Kamerasystems in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers mehr notwendig ist.According to a development of the invention, the steps a) to d) be repeated until in step d) it is no longer necessary to adapt the camera system depending on the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker.

Vorzugsweise ist der mindestens eine virtuelle optische Marker, und/oder die bestimmte Position und/oder die bestimmte Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers in einer Speichereinheit hinterlegt, bevorzugt in einer Speichereinheit des Kamerasystems.Preferably, the at least one virtual optical marker and / or the determined position and / or the specific arrangement of the at least one virtual optical marker is stored in a storage unit, preferably in a storage unit of the camera system.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst, indem ein Kalibriersystem zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug bereitgestellt wird, eingerichtet zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für das Kalibriersystem insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug erläutert wurden. Das Kalibriersystem weist ein Kamerasystem mit mindestens einer Kamera auf, wobei die mindestens eine Kamera in und/oder an dem Fahrzeug angeordnet ist, eine Visualisierungseinheit zum Projizieren mindestens eines virtuellen optischen Markers an eine bestimmte Position und/oder in einer bestimmten Anordnung in einen Bereich vor das Fahrzeug, ein Steuergerät zum Auswerten einer Position und/oder einer Anordnung eines von dem Kamerasystem erfassten mindestens einen virtuellen optischen Markers, und zum Anpassen des Kamerasystems in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers.The object of the present invention is also achieved by providing a calibration system for calibrating a camera system for a vehicle, set up to carry out a method according to the invention for calibrating a camera system for a vehicle, in particular according to one of the exemplary embodiments described above. This results in particular for the calibration system, which have already been explained in connection with the method for calibrating a camera system for a vehicle. The calibration system has a camera system with at least one camera, the at least one camera being arranged in and / or on the vehicle, a visualization unit for projecting at least one virtual optical marker into a specific position and / or in a specific arrangement in an area the vehicle, a control unit for evaluating a position and / or an arrangement of an at least one virtual optical marker detected by the camera system, and for adapting the camera system as a function of the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Visualisierungseinheit in einem Bereich vor dem Fahrzeug angeordnet ist, wobei das Kamerasystem in und/oder an dem Fahrzeug angeordnet ist.According to a development of the invention, it is provided that the visualization unit is arranged in an area in front of the vehicle, the camera system being arranged in and / or on the vehicle.

Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein zumindest teilweise autonom fahrendes Fahrzeug.The vehicle is preferably an at least partially autonomous vehicle.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug in einem Fließdiagramm;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kalibriersystems zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug in einer Seitenansicht; und
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines optischen Markers für ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a method for calibrating a camera system for a vehicle in a flow chart;
  • 2nd a schematic representation of an embodiment of a calibration system for calibrating a camera system for a vehicle in a side view; and
  • 3rd is a schematic representation of an embodiment of an optical marker for a method for calibrating a camera system for a vehicle.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Kamerasystems 1 für ein Fahrzeug 3 in einem Fließdiagramm. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a method for calibrating a camera system 1 for a vehicle 3rd in a flow chart.

In dem Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems 1 für ein Fahrzeug 3 weist das Kamerasystem 1 mindestens eine Kamera auf. Das Kamerasystem 1 ist dabei insbesondere in und/oder an dem Fahrzeug 3 angeordnet. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Projizieren mindestens eines virtuellen optischen Markers 5 mittels einer Visualisierungseinheit 7 an eine bestimmte Position und/oder in einer bestimmten Anordnung in einen Bereich vor das Fahrzeug 3, b) Erfassen einer Position und/oder einer Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers 5 von dem Kamerasystem 1, c) Auswerten der erfassten Position und/oder der erfassten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers 5 mittels eines Steuergeräts, wobei die erfasste Position und/oder die erfasste Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers 5 mit der bestimmten Position und/oder die bestimmte Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers 5 verglichen wird, und d) Anpassen des Kamerasystems 1 in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers 5, so dass das Kamerasystem 1 kalibriert wird.In the procedure for calibrating a camera system 1 for a vehicle 3rd points the camera system 1 at least one camera. The camera system 1 is particularly in and / or on the vehicle 3rd arranged. The process includes the following steps: a) Project at least one virtual optical marker 5 by means of a visualization unit 7 to a certain position and / or in a certain arrangement in an area in front of the vehicle 3rd , b) Detecting a position and / or an arrangement of the at least one virtual optical marker 5 from the camera system 1 , c) Evaluation of the detected position and / or the detected arrangement of the at least one virtual optical marker 5 by means of a control device, the detected position and / or the detected arrangement of the at least one virtual optical marker 5 with the specific position and / or the specific arrangement of the at least one virtual optical marker 5 is compared, and d) Customize the camera system 1 depending on the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker 5 so the camera system 1 is calibrated.

Dadurch kann auf physische Kalibriertargets verzichtet werden. Vorteilhafterweise ist eine besonders einfache und schnelle Kalibrierung eines Kamerasystems 1 möglich, insbesondere können unterschiedliche Modelle an Kamerasystemen 1, die unterschiedliche optische Marker benötigen, einfacher kalibriert werden. Im Vergleich zu einem physischen Kalibriertarget, ist der virtuell projizierte optische Marker 5 in der Dimensionierung sowie in der Positionierung vor dem Fahrzeug 3 frei wählbar. Vorteilhafterweise muss ein virtuell projizierter optischer Marker 5 nicht gereinigt werden, und kann nicht beschädigt oder verbogen werden.This eliminates the need for physical calibration targets. A particularly simple and quick calibration of a camera system is advantageous 1 possible, in particular different models of camera systems 1 that require different optical markers can be calibrated more easily. Compared to a physical calibration target, the virtual projected optical marker is 5 in dimensioning and positioning in front of the vehicle 3rd freely selectable. Advantageously, a virtually projected optical marker 5 cannot be cleaned and cannot be damaged or bent.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Kalibrierung des Kamerasystems 1 auf einem Fahrwerkstand für ein Fahrzeug 3 durchgeführt.In one embodiment of the invention, the calibration of the camera system 1 on a chassis stand for a vehicle 3rd carried out.

Das Fahrzeug 3 mit dem zu kalibrierenden Kamerasystem 1 wird auf einen Fahrwerkstand gefahren. Für die Kalibrierung des Kamerasystems 1 wird der virtuelle optische Marker 5 mittels der Visualisierungseinheit 7, insbesondere in Form eines Hologramms, 3D- oder Volumendisplays oder einem anderen Verfahren zur Anzeige von stereoskopischen oder dreidimensionalen Inhalten, projiziert. Für einen Kalibrierprozess muss lediglich die Visualisierungseinheit 7 eingeschaltet, der virtuelle optische Marker 5 dargestellt werden. Nach Abschluss des Kalibriervorgangs wird die Visualisierungseinheit 7 abgeschaltet und das Fahrzeug 3 kann vom Fahrwerkstand gefahren, sowie das nächste Fahrzeug 3 eingefahren werden. Die Visualisierungseinheit 7 ist insbesondere vor dem Fahrzeug 3 angebracht und kann insbesondere im Boden unterhalb, oberhalb oder seitlich neben dem virtuellen optischen Marker 5 stehen. Die Funktion der Visualisierungseinheit 7 kann auf unterschiedlichen Prinzipien beruhen. So kann beispielsweise durch Interferenz und Kohärenz ein Hologramm erzeugt werden. Die meisten zwei- bzw. dreidimensionalen Darstellungen beruhen auf den Prinzipien der Emission oder Reflexion. Durch das Prinzip der Emission kann beispielsweise durch fokussierte Laserpulse im Nano- bzw. Femtosekundenbereich eine Ionisierung von Luftmolekülen erfolgen, wodurch Photonen freigesetzt und über eine Veränderung der Strahlrichtung und des Fokuspunkts ein Target im Raum darstellt werden kann. Andere Verfahren nutzen das Prinzip der Reflexion, um beispielsweise Partikel im Raum als Projektionsfläche zu nutzen. Aber auch andere Funktionsprinzipien für die Visualisierungseinheit 7 sind denkbar, wobei Funktionsprinzipien zu bevorzugen sind, die ohne Hilfsmittel vor dem Fahrzeug 3 funktionieren.The vehicle 3rd with the camera system to be calibrated 1 is driven to a chassis stand. For the calibration of the camera system 1 becomes the virtual optical marker 5 by means of the visualization unit 7 , in particular in the form of a hologram, 3D or volume display or another method for displaying stereoscopic or three-dimensional content. Only the visualization unit has to be used for a calibration process 7 switched on, the virtual optical marker 5 being represented. After completing the calibration process, the visualization unit 7 turned off and the vehicle 3rd can drive from the landing gear as well as the next vehicle 3rd be retracted. The visualization unit 7 is especially in front of the vehicle 3rd attached and can be in the floor below, above or to the side of the virtual optical marker 5 stand. The function of the visualization unit 7 can be based on different principles. For example, a hologram can be generated by interference and coherence. Most two- or three-dimensional representations are based on the principles of emission or reflection. Due to the principle of emission, ionization of air molecules can take place, for example, by focused laser pulses in the nano- or femtosecond range, whereby photons are released and a target in space can be represented by changing the beam direction and the focal point. Other methods use the principle of reflection, for example to use particles in space as a projection surface. But also other functional principles for the visualization unit 7 are conceivable, with functional principles to be preferred that are in front of the vehicle without aids 3rd function.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der virtuelle optische Marker 5 mindestens ein dreidimensionales Kalibriermuster 9.In one embodiment of the invention, the virtual optical marker is 5 at least one three-dimensional calibration pattern 9 .

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine dreidimensionale Kalibriermuster 9 ein Hologramm, ein 3D-Display, ein Volumendisplay, ein stereoskopischer Inhalt und/oder ein Raumbild.In a further embodiment of the invention, this is at least one three-dimensional calibration pattern 9 a hologram, a 3D display, a volume display, stereoscopic content and / or a spatial image.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die bestimmte Position des virtuellen optischen Markers 5 eine bestimmte Höhe vor dem Fahrzeug 3, ein bestimmter Winkel vor dem Fahrzeug 3 und/oder ein bestimmter Abstand von dem Fahrzeug 3, wobei der mindestens eine virtuelle optische Marker 5 bevorzugt mittig vor dem Fahrzeug 3 angeordnet.In a further embodiment of the invention, the specific position of the virtual optical marker is 5 a certain height in front of the vehicle 3rd , a certain angle in front of the vehicle 3rd and / or a certain distance from the vehicle 3rd , wherein the at least one virtual optical marker 5 preferably in the middle of the vehicle 3rd arranged.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden eine Positionierung und/oder eine Dimensionierung des virtuellen optischen Markers 5 in Abhängigkeit der Art des Kamerasystems 1 und/oder des Fahrzeugs 3 angepasst.In a further embodiment of the invention, a positioning and / or dimensioning of the virtual optical marker 5 depending on the type of camera system 1 and / or the vehicle 3rd customized.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der virtuelle optische Marker 5 aus mehreren verschiedenen Kalibriermustern 9, wobei die mehreren verschiedenen Kalibriermuster 9 bevorzugt in einer zeitlichen Abfolge projiziert werden.In a further embodiment of the invention there is the virtual optical marker 5 from several different calibration patterns 9 , with the several different calibration patterns 9 are preferably projected in a chronological order.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine virtuelle optische Marker 5 zum Kalibrieren aus einer Datenbank oder einem Speicher geladen und/oder in ein Steuergerät einprogrammiert.In a further embodiment of the invention, the at least one virtual optical marker 5 loaded for calibration from a database or a memory and / or programmed into a control unit.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Schritte a) bis d) wiederholt, bis in Schritt d) kein Anpassen des Kamerasystems 1 in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers 5 mehr notwendig ist.In a further embodiment of the invention, the steps a) to d) repeated until in step d) no adjustment of the camera system 1 depending on the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker 5 is more necessary.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kalibriersystems 11 zum Kalibrieren eines Kamerasystems 1 für ein Fahrzeug 3 in einer Seitenansicht. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. 2nd shows a schematic representation of an embodiment of a calibration system 11 for calibrating a camera system 1 for a vehicle 3rd in a side view. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description in this respect.

Das Kalibriersystem 11 zum Kalibrieren eines Kamerasystems 1 für ein Fahrzeug 3 ist eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Kamerasystems 1 für ein Fahrzeug 3. Das Kalibriersystem 11 weist das Kamerasystem 1 mit mindestens einer Kamera auf, wobei die mindestens eine Kamera in und/oder an dem Fahrzeug 3 angeordnet ist, eine Visualisierungseinheit 7 zum Projizieren mindestens eines virtuellen optischen Markers 5 an eine bestimmte Position und/oder in einer bestimmten Anordnung in einen Bereich vor das Fahrzeug 3, ein Steuergerät zum Auswerten einer Position und/oder einer Anordnung eines von dem Kamerasystem 1 erfassten mindestens einen virtuellen optischen Markers 5, und zum Anpassen des Kamerasystems in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers 5.The calibration system 11 for calibrating a camera system 1 for a vehicle 3rd is set up to carry out a method for calibrating a camera system 1 for a vehicle 3rd . The calibration system 11 points the camera system 1 with at least one camera, the at least one camera in and / or on the vehicle 3rd is arranged, a visualization unit 7 for projecting at least one virtual optical marker 5 to a certain position and / or in a certain arrangement in an area in front of the vehicle 3rd , a control unit for evaluating a position and / or an arrangement of one of the camera system 1 captured at least one virtual optical marker 5 , and to adapt the camera system depending on the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker 5 .

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Visualisierungseinheit 7 in einem Bereich vor dem Fahrzeug 3 angeordnet, und das Kamerasystem 1 in und/oder an dem Fahrzeug 3 angeordnet.The visualization unit is in a further embodiment of the invention 7 in an area in front of the vehicle 3rd arranged, and the camera system 1 in and / or on the vehicle 3rd arranged.

Durch den virtuell projizierte optischen Marker 5 für die Kalibrierung von Kamerasystemen 1 kann auf die physischen Kalibriertargets im Fahrwerkstand verzichtet werden. Dadurch können Kosten in der Investition und in der Instandhaltung gesenkt werden, da weniger bewegliche Bauteile benötigt werden. Außerdem können auf dem virtuell projizierten optischen Marker 5 verschiedene Kalibriermuster 9 angezeigt werden, so dass auch Kamerasysteme 1 von unterschiedlichen Zulieferern vergleichsweise einfach kalibriert werden können.Through the virtually projected optical marker 5 for the calibration of camera systems 1 the physical calibration targets in the chassis stand can be dispensed with. As a result, investment and maintenance costs can be reduced because fewer moving parts are required. You can also use the virtual projected optical marker 5 different calibration patterns 9 are displayed, so that camera systems 1 can be calibrated comparatively easily by different suppliers.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines optischen Markers 5 für ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems 1 für ein Fahrzeug 3. 3rd shows a schematic representation of an embodiment of an optical marker 5 for a method for calibrating a camera system 1 for a vehicle 3rd .

Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description in this respect.

Der virtuelle optische Marker 5 besteht aus drei Kalibriermustern 9, die gleichzeitig projiziert werden. Es ist in einer weiteren Ausgestaltung auch denkbar, dass die Kalibriermuster 9 nacheinander projiziert werden. The virtual optical marker 5 consists of three calibration patterns 9 that are projected at the same time. In a further embodiment, it is also conceivable that the calibration pattern 9 be projected one after the other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102017005466 A1 [0003]DE 102017005466 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems (1) für ein Fahrzeug (3), wobei das Kamerasystem (1) mindestens eine Kamera aufweist, umfassend die folgenden Schritte: a) Projizieren mindestens eines virtuellen optischen Markers (5) mittels einer Visualisierungseinheit (7) an eine bestimmte Position und/oder in einer bestimmten Anordnung vor das Fahrzeug (3), b) Erfassen einer Position und/oder einer Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) von dem Kamerasystem (1), c) Auswerten der erfassten Position und/oder der erfassten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) mittels eines Steuergeräts, wobei die erfasste Position und/oder die erfasste Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) mit der bestimmten Position und/oder der bestimmten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) verglichen wird, und d) Anpassen des Kamerasystems (1) in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5), so dass das Kamerasystem (1) kalibriert wird.Method for calibrating a camera system (1) for a vehicle (3), the camera system (1) having at least one camera, comprising the following steps: a) projecting at least one virtual optical marker (5) by means of a visualization unit (7) to a specific position and / or in a specific arrangement in front of the vehicle (3), b) detecting a position and / or an arrangement of the at least one virtual optical marker (5) by the camera system (1), c) evaluating the detected position and / or the detected arrangement of the at least one virtual optical marker (5) by means of a control device, the detected position and / or the detected arrangement of the at least one virtual optical marker (5) with the determined position and / or the specific arrangement of the at least one virtual optical marker (5) is compared, and d) adapting the camera system (1) as a function of the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker (5), so that the camera system (1) is calibrated. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der virtuelle optische Marker (5) mindestens ein dreidimensionales Kalibriermuster (9) ist.Procedure according to Claim 1 , wherein the virtual optical marker (5) is at least one three-dimensional calibration pattern (9). Verfahren nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine dreidimensionale Kalibriermuster (9) ein Hologramm, ein 3D-Display, ein Volumendisplay, ein stereoskopischer Inhalt und/oder ein Raumbild ist.Procedure according to Claim 2 The at least one three-dimensional calibration pattern (9) is a hologram, a 3D display, a volume display, stereoscopic content and / or a spatial image. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Position des virtuellen optischen Markers (5) eine bestimmte Höhe vor dem Fahrzeug (3), ein bestimmter Winkel vor dem Fahrzeug (3) und/oder ein bestimmter Abstand von dem Fahrzeug (3) ist, wobei der mindestens eine virtuelle optische Marker (5) bevorzugt mittig vor dem Fahrzeug (3) angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the specific position of the virtual optical marker (5) is a specific height in front of the vehicle (3), a specific angle in front of the vehicle (3) and / or a specific distance from the vehicle (3) The at least one virtual optical marker (5) is preferably arranged centrally in front of the vehicle (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Positionierung und/oder eine Dimensionierung des virtuellen optischen Markers (5) in Abhängigkeit der Art des Kamerasystems (1) und/oder des Fahrzeugs (3) angepasst werden.Method according to one of the preceding claims, wherein a positioning and / or a dimensioning of the virtual optical marker (5) is adapted as a function of the type of camera system (1) and / or the vehicle (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der virtuelle optische Marker (5) aus mehreren verschiedenen Kalibriermustern (9) besteht, wobei die mehreren verschiedenen Kalibriermuster (9) bevorzugt in einer zeitlichen Abfolge projiziert werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the virtual optical marker (5) consists of several different calibration patterns (9), wherein the several different calibration patterns (9) are preferably projected in a chronological order. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine virtuelle optische Marker (5) zum Kalibrieren aus einer Datenbank oder einem Speicher geladen wird, und/oder in ein Steuergerät einprogrammiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one virtual optical marker (5) is loaded for calibration from a database or a memory, and / or is programmed into a control device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte a) bis d) wiederholt werden, bis in Schritt d) kein Anpassen des Kamerasystems (1) in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5) mehr notwendig ist.Method according to one of the preceding claims, wherein steps a) to d) are repeated until in step d) no adaptation of the camera system (1) as a function of the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker (5) is more necessary. Kalibriersystem (11) zum Kalibrieren eines Kamerasystems (1) eines Fahrzeugs (3), eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend das Kamerasystem (1) mit mindestens einer Kamera, wobei die mindestens eine Kamera in und/oder an dem Fahrzeug (3) angeordnet ist, eine Visualisierungseinheit (7) zum Projizieren mindestens eines virtuellen optischen Markers (5) an eine bestimmte Position und/oder in einer bestimmten Anordnung in einen Bereich vor das Fahrzeug (3), ein Steuergerät zum Auswerten einer Position und/oder einer Anordnung eines von dem Kamerasystem (1) erfassten mindestens einen virtuellen optischen Markers (5), und zum Anpassen des Kamerasystems (1) in Abhängigkeit der ausgewerteten Position und/oder der ausgewerteten Anordnung des mindestens einen virtuellen optischen Markers (5).Calibration system (11) for calibrating a camera system (1) of a vehicle (3), set up to carry out a method according to one of the Claims 1 to 8th The camera system (1) with at least one camera, the at least one camera being arranged in and / or on the vehicle (3), a visualization unit (7) for projecting at least one virtual optical marker (5) to a specific position and / or in a specific arrangement in an area in front of the vehicle (3), a control unit for evaluating a position and / or an arrangement of at least one virtual optical marker (5) detected by the camera system (1), and for adapting the camera system ( 1) depending on the evaluated position and / or the evaluated arrangement of the at least one virtual optical marker (5). Kalibriersystem (11) nach Anspruch 9, wobei die Visualisierungseinheit (7) in einem Bereich vor dem Fahrzeug (3) angeordnet ist, wobei das Kamerasystem (1) in und/oder an dem Fahrzeug (3) angeordnet ist.Calibration system (11) according to Claim 9 The visualization unit (7) is arranged in an area in front of the vehicle (3), the camera system (1) being arranged in and / or on the vehicle (3).
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