DE102019113441A1 - Method for assigning the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle for recording the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system and device for carrying out the method - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeugs zur Erfassung des Raums seitlich des Fahrzeugs relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem durch eine Vermessung in einem Prüfstand. Dabei ist der Prüfstand zur Durchführung von Mess- und / oder Einstellarbeiten von Aggregaten des Fahrzeugs ausgestaltet und weist eine Messvorrichtung (101) zur Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordnetes Koordinatensystem (401) auf. Weiterhin wurde vorab bei einer Kalibrierung des Prüfstandes das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) relativ zu einem Koordinatensystem (401) des Prüfstands definiert zugeordnet. Die Messeinheit (102) ist mechanisch derart an der Messvorrichtung (101) befestigt (103, 104), dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit (102) bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung (101) definiert zugeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung (101) zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for assigning the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle for recording the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system by means of a measurement in a test stand. The test stand is designed to carry out measurement and / or adjustment work on units of the vehicle and has a measuring device (101) for measuring at least one axis of the vehicle-related coordinate system based on a coordinate system (401) assigned to the test stand. Furthermore, during a calibration of the test stand, the intrinsic coordinate system of the measuring device (101) was assigned in a defined manner relative to a coordinate system (401) of the test stand. The measuring unit (102) is mechanically attached (103, 104) to the measuring device (101) in such a way that the intrinsic coordinate system of the measuring unit (102) is assigned in a defined manner in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring device (101). The invention also relates to a measuring device (101) for performing the method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeuges zur Erfassung des Raumes seitlich des Fahrzeuges relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for assigning the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle for recording the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system and a device for carrying out the method.
Aus der
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Zum Ausstattungsumfang von Fahrzeugen können Aggregate zur Erfassung des Raumes gehören. Derartige Aggregate sind ein wesentlicher Bestandteil von Fahrerassistenzsystemen sowie auch von Systemen zum autonomen Fahren.The scope of equipment of vehicles can include units for recording the space. Such units are an essential part of driver assistance systems as well as systems for autonomous driving.
Diese Aggregate können beispielsweise Kameras zur optischen Erfassung des Raumes sein oder Radarsensoren. Diese Aggregate können auch angeordnet sein zur Erfassung des Raumes in seitlicher Richtung des Fahrzeuges.These units can, for example, be cameras for optical detection of the room or radar sensors. These units can also be arranged to cover the space in the lateral direction of the vehicle.
Zu diesen Fahrerassistenzsystemen können auch sogenannte Spurwechselassistenten gehören. Für diese Spurwechselassistenten ist neben der Erkennung der Fahrspur auch wichtig, zu erkennen, ob sich Verkehrsteilnehmer in einer parallelen Fahrspur befinden, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug im toten Winkel der Fahrzeugspiegel befindet. Je nach Funktionsumfang dieser Spurwechselassistenten kann auch bewertet werden, in welcher Entfernung sich diese anderen Verkehrsteilnehmer und gegebenenfalls auch, mit welcher Relativgeschwindigkeit zum eigenen Fahrzeug sich diese anderen Verkehrsteilnehmer bewegen.So-called lane change assistants can also belong to these driver assistance systems. For these lane change assistants, in addition to recognizing the lane, it is also important to recognize whether road users are in a parallel lane, especially if the vehicle is in the blind spot of the vehicle mirror. Depending on the scope of functions of these lane change assistants, it is also possible to evaluate the distance at which these other road users are and, if applicable, also at what speed these other road users are moving relative to their own vehicle.
Für die Aggregate und die damit verbundene Erfassung des Raumes ist es wesentlich, dass die Richtung, in der bestimmte Objekte und / oder andere Verkehrsteilnehmer erfasst werden, relativ zu einer definierten Richtung des Fahrzeugs bekannt sind. Diese definierte Richtung des Fahrzeugs ist vorzugsweise die Richtung der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs.For the units and the associated recording of the space, it is essential that the direction in which certain objects and / or other road users are recorded is known relative to a defined direction of the vehicle. This defined direction of the vehicle is preferably the direction of the geometric driving axis of the vehicle.
Die Aggregate haben ein intrinsisches Koordinatensystem. Das bedeutet, dass diese Aggregate die Erfassung des Raumes zunächst bezogen auf ein eigenes (d.h. dem jeweiligen Aggregat zugeordnetes) Koordinatensystem vornehmen.The aggregates have an intrinsic coordinate system. This means that these aggregates initially record the space in relation to their own (i.e. assigned to the respective aggregate) coordinate system.
Für die vorliegende Anwendung und Verwendung der Aggregate in einem Fahrzeug ist es wesentlich, die Erfassung des Raumes durch das Aggregat auf das Koordinatensystem des Fahrzeugs zu beziehen. Hierzu kann vorgesehen werden, dass das jeweilige Aggregat in einer Sollposition und mit einer Sollorientierung des intrinsischen Koordinatensystems des Aggregats relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem eingebaut wird. Der Einbau des Aggregats ist mit gewissen Toleranzen verbunden. Deswegen kann es beim Einbau des Aggregats zu einer Abweichung der Istposition des Aggregats von der Sollposition des Aggregats kommen und / oder zu einer Abweichung der Istorientierung des intrinsischen Koordinatensystems des Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem zur Sollorientierung des intrinsischen Koordinatensystems des Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem.For the present application and use of the units in a vehicle, it is essential to relate the coverage of the space by the unit to the coordinate system of the vehicle. For this purpose, it can be provided that the respective unit is installed in a target position and with a target orientation of the intrinsic coordinate system of the unit relative to a vehicle-related coordinate system. The installation of the unit is associated with certain tolerances. Therefore, when installing the unit, the actual position of the unit may deviate from the target position of the unit and / or the actual orientation of the intrinsic coordinate system of the unit relative to the vehicle-related coordinate system can differ from the target orientation of the intrinsic coordinate system of the unit relative to the vehicle-related coordinate system .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines Aggregats eines Fahrzeuges zur Erfassung des Raumes seitlich des Fahrzeuges relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem zu vereinfachen.The object of the present invention is to assign the intrinsic coordinate system of a unit of a vehicle for capturing the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system.
Dazu wird gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen, die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines ersten Aggregats eines Fahrzeugs zur Erfassung des Raums seitlich des Fahrzeugs relativ zu einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem vorzunehmen. Dies erfolgt gemäß Anspruch 1 durch eine Vermessung in einem Prüfstand.To this end, it is proposed according to claim 1 that the intrinsic coordinate system of a first unit of a vehicle be assigned to capture the space to the side of the vehicle relative to a vehicle-related coordinate system. According to claim 1, this is done by measuring in a test stand.
Nach Anspruch 1 ist der Prüfstand zur Durchführung von Mess- und / oder Einstellarbeiten von Aggregaten des Fahrzeugs ausgestaltet. Der Prüfstand weist eine Messvorrichtung auf zur Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordnetes Koordinatensystem.According to claim 1, the test stand is designed to carry out measurement and / or adjustment work on units of the vehicle. The test stand has a measuring device for measuring at least one axis of the vehicle-related coordinate system in relation to a coordinate system assigned to the test stand.
Diese Vermessung kann erfolgen durch eine Messung der Spur- und / oder Sturzwinkel sowie gegebenenfalls der x-, y- und z- Positionen der Radmittelpunkte der Räder durch die Messvorrichtung.This measurement can be carried out by measuring the toe and / or camber angles and, if necessary, the x, y and z positions of the wheel centers of the wheels by the measuring device.
Zur Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems bezogen auf ein dem Prüfstand zugeordnete Koordinatensystem ist das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung relativ zu einem Koordinatensystem des Prüfstands definiert.In order to measure at least one axis of the vehicle-related coordinate system with reference to a coordinate system assigned to the test stand, the intrinsic coordinate system of the measuring device is defined relative to a coordinate system of the test stand.
Diese Definition des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung relativ zu einem Koordinatensystem des Prüfstands erfolgt durch eine Kalibrierung des Prüfstandes mit der Messvorrichtung. Eine derartige Kalibrierung kann beispielsweise im Zusammenhang mit der Inbetriebnahme des Prüfstandes und ggf. auch bei Wartungsarbeiten an dem Prüfstand selbst vorgenommen werden. Eine bekannte Vorgehensweise besteht darin, eine Vorrichtung als sogenannte Kalibrierlehre vorzusehen, die in dem Prüfstand positioniert wird. Diese Kalibrierlehre weist definierte Messflächen und Messpunkte auf. Über diese Kalibrierlehre wird bei der Kalibrierung des Prüfstandes das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung relativ zu dem Koordinatensystem der Kalibrierlehre definiert. Das Koordinatensystem der Kalibrierlehre ist hierbei das Koordinatensystem des Prüfstands. Bei einer Kalibrierung ohne einen solche Kalibrierlehre muss in anderer Weise das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung relativ zu einem Koordinatensystem des Prüfstandes definiert werden.This definition of the intrinsic coordinate system of the measuring device relative to a coordinate system of the test stand takes place by calibrating the test stand with the measuring device. Such a calibration can be carried out, for example, in connection with the commissioning of the test stand and possibly also during maintenance work on the test stand itself. One known procedure is to provide a device as a so-called calibration gauge that is positioned in the test stand. This calibration gauge has defined measuring surfaces and measuring points. When calibrating the test stand, this calibration gauge defines the intrinsic coordinate system of the measuring device relative to the coordinate system of the calibration gauge. The coordinate system of the calibration gauge is the coordinate system of the test stand. In the case of a calibration without such a calibration gauge, the intrinsic coordinate system of the measuring device must be defined in a different way relative to a coordinate system of the test stand.
Diese Kalibrierung erfolgt vor der Vermessung eines Fahrzeugs mittels der Messvorrichtung.This calibration takes place before a vehicle is measured using the measuring device.
Nach der vorliegenden Erfindung weist der Prüfstand eine Messeinheit auf, die mit dem ersten Aggregat des Fahrzeuges zusammenwirkt zur Messung der Position und Orientierung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.According to the present invention, the test stand has a measuring unit which interacts with the first unit of the vehicle to measure the position and orientation of the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
Dabei ist die Art der Messeinheit von dem jeweiligen Aggregat abhängig. Für Kameras können beispielsweise definierte optische Targets als Messeinheit verwendet werden. Die Targets sind über deren Größe, Position und deren Ausrichtung definiert. Die Position und die Ausrichtung der Targets definieren in diesem Fall das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit. Durch eine Auswertung des von der Kamera aufgenommenen Bildes kann ermittelt werden, ob in dem Bild das Target in einer bestimmten Position, mit einer bestimmten Ausrichtung und in einer bestimmten Größe erkannt wird.The type of measuring unit depends on the particular unit. For cameras, for example, defined optical targets can be used as the measuring unit. The targets are defined by their size, position and orientation. In this case, the position and the alignment of the targets define the intrinsic coordinate system of the measuring unit. By evaluating the image recorded by the camera, it can be determined whether the target is recognized in the image in a certain position, with a certain orientation and in a certain size.
Wenn das erste Aggregat ein Radarsensor ist, kann als Messeinheit beispielsweise ein Dopplersimulator verwendet werden. Der Dopplersimulator empfängt ein von dem ersten Aggregat ausgesendetes Radarsignal und sendet ein (entsprechend frequenzverschobenes) Signal zurück, das ein Objekt reflektieren würde, das sich im Kegel des Radarsignals befindet und sich relativ zum Fahrzeug bewegt. Bei einer „passenden“ Ausrichtung und Position des Radarsensors (erstes Aggregat) zum Dopplersimulator (Messeinheit), empfängt der Radarsensor das von dem Dopplersimulator zurückgesendete Signal in signifikanter Stärke.If the first unit is a radar sensor, a Doppler simulator, for example, can be used as the measuring unit. The Doppler simulator receives a radar signal transmitted by the first unit and sends back a signal (with a corresponding frequency shift) that would reflect an object that is located in the cone of the radar signal and is moving relative to the vehicle. With a “suitable” alignment and position of the radar sensor (first unit) in relation to the Doppler simulator (measuring unit), the radar sensor receives the signal sent back by the Doppler simulator with significant strength.
Über die Messeinheit ist es somit möglich, das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats des Fahrzeugs relativ zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messeinheit zu bestimmen, das in Bezug auf das Koordinatensystem des Prüfstandes über die Kalibrierlehre bekannt ist.Using the measuring unit, it is thus possible to determine the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle relative to the intrinsic coordinate system of the measuring unit, which is known from the calibration gauge in relation to the coordinate system of the test stand.
Dies erfolgt durch das Zusammenwirken der Messeinheit mit dem ersten Aggregat. Dieses Zusammenwirken führt dazu, dass das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit gemessen wird.This takes place through the interaction of the measuring unit with the first unit. This interaction has the result that the intrinsic coordinate system of the first unit is measured in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
Die Messeinheit ist außerdem mechanisch derart an der Messvorrichtung befestigt, dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung definiert zugeordnet ist.The measuring unit is also mechanically attached to the measuring device in such a way that the intrinsic coordinate system of the measuring unit is assigned in a defined manner in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring device.
Dies bedeutet, dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit relativ zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung bekannt ist.This means that the intrinsic coordinate system of the measuring unit is known relative to the intrinsic coordinate system of the measuring device.
Damit lässt sich eine Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats zum fahrzeugbezogenen Koordinatensystem vornehmen.This enables the intrinsic coordinate system of the first assembly to be assigned to the vehicle-related coordinate system.
Diese Zuordnung wird abgeleitet aus der Messung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit.This assignment is derived from the measurement of the intrinsic coordinate system of the first unit in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
Dabei wird die definierte Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung berücksichtigt.The defined assignment of the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the intrinsic coordinate system of the measuring device is taken into account.
Durch diese definierte Zuordnung lässt sich das intrinsische Koordinatensystem des ersten Aggregats aus der zuvor genannten Messung umrechnen in einen Bezug dieses intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats zu dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung.This defined assignment allows the intrinsic coordinate system of the first unit to be converted from the aforementioned measurement into a relationship between this intrinsic coordinate system of the first unit and the intrinsic coordinate system of the measuring device.
Weiterhin wird die Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems mittels der Messvorrichtung berücksichtigt.Furthermore, the measurement of at least one axis of the vehicle-related coordinate system by means of the measuring device is taken into account.
Daraus ergibt sich dann die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem.This then results in the assignment of the intrinsic coordinate system of the first assembly relative to the vehicle-related coordinate system.
Die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs erfolgt relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem, indem diese Zuordnung abgeleitet wird aus der Messung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit. Dabei erfolgt diese Zuordnung unter Berücksichtigung der definierten Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung sowie weiterhin unter Berücksichtigung der Vermessung wenigstens einer Achse des fahrzeugbezogenen Koordinatensystems mittels der Messvorrichtung.The assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle takes place relative to the vehicle-related coordinate system in that this assignment is derived from the measurement of the intrinsic coordinate system of the first unit in relation to the intrinsic coordinate system of the measuring unit. This assignment takes place taking into account the defined assignment of the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the intrinsic coordinate system of the measuring device and also taking into account the measurement of at least one axis of the vehicle-related coordinate system by means of the measuring device.
Es sind insbesondere die relative Position und Orientierung jedes erwähnten Koordinatensystems zum Koordinatensystem des Prüfstandes bekannt.In particular, the relative position and orientation of each mentioned coordinate system to the coordinate system of the test stand are known.
Die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zu dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem kann verwendet werden, um eine Kalibrierung des ersten Aggregats bezogen auf das jeweilige Fahrzeug vorzunehmen.The assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit relative to the vehicle-related coordinate system can be used to calibrate the first unit in relation to the respective vehicle.
Diese Kalibrierung kann darin bestehen, dass die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zum Koordinatensystem des Fahrzeugs in einer Auswerteeinrichtung gespeichert wird. In der Auswerteeinrichtung können nachfolgend im laufenden Betrieb die erfassten Signale des ersten Aggregats entsprechend der Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats relativ zum Koordinatensystem des Fahrzeugs umgerechnet werden, so dass die erfassten Signale des ersten Aggregats bezogen auf das Koordinatensystem des Fahrzeugs zur Verfügung stehen.This calibration can consist in storing the assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit relative to the coordinate system of the vehicle in an evaluation device. In the evaluation device, the recorded signals of the first unit can subsequently be converted during operation according to the assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit relative to the coordinate system of the vehicle, so that the recorded signals of the first unit are available in relation to the coordinate system of the vehicle.
In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 sind die Messvorrichtung mit der daran befestigten Messeinheit in dem Prüfstand definiert bewegbar.In one embodiment of the invention according to claim 2, the measuring device with the measuring unit attached to it can be moved in a defined manner in the test stand.
Dabei bedeutet „definiert bewegbar“, dass die Translation und Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung relativ zu dem Koordinatensystem des Prüfstandes durch die Bewegung der Messvorrichtung bekannt sind. Vorteilhaft ist durch die mechanische Verbindung zwischen Messeinheit und Messvorrichtung die gleiche Translation und Rotation auf das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit relativ zum Bezugssystem des Fahrwerkstandes gegeben.In this context, “defined movably” means that the translation and rotation of the intrinsic coordinate system of the measuring device relative to the coordinate system of the test stand are known through the movement of the measuring device. The mechanical connection between the measuring unit and the measuring device advantageously results in the same translation and rotation on the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the reference system of the chassis.
Die Bewegung der Messvorrichtung kann beispielsweise durch Verschieben der Messvorrichtung auf einer Schiene in X- und Y-Richtung erfolgen.The movement of the measuring device can take place, for example, by moving the measuring device on a rail in the X and Y directions.
Dabei können ausgehend von einer bekannten Endposition der Messvorrichtung die relativen Bewegungen entlang der Schiene durch definierte Verfahrwege vorgegeben werden. Die Endposition der Messvorrichtung kann insbesondere durch einen Anschlagspunkt festgelegt sein. Es ist dann möglich, durch eine Steuerungsvorrichtung und zugeordnete Stellmittel die Messvorrichtung entlang der Schiene um eine definierte Strecke zu verschieben. Durch (vektorielles) Aufsummieren der definierten Strecken aufeinander folgender Verschiebevorgänge der Messvorrichtung ist die Position der Messvorrichtung in der Steuerungsvorrichtung bekannt. Vorteilhaft kann diese Position - beispielsweise in bestimmten Zeitabständen und / oder nach Erreichen eines bestimmten betragsmäßig summierten Wertes der Verschiebestrecken - normiert werden, indem die Messvorrichtung definiert in die Endposition zurückgefahren wird. Die in der Steuerungsvorrichtung gespeicherte Position der Messvorrichtung wird dann auf diese Endposition gesetzt.Starting from a known end position of the measuring device, the relative movements along the rail can be specified by defined travel paths. The end position of the measuring device can in particular be determined by a stop point. It is then possible to move the measuring device along the rail by a defined distance using a control device and associated adjusting means. The position of the measuring device in the control device is known by (vectorial) adding up the defined distances of successive displacement processes of the measuring device. This position can advantageously be normalized - for example at certain time intervals and / or after reaching a certain summed value of the displacement distances - by moving the measuring device back into the end position in a defined manner. The position of the measuring device stored in the control device is then set to this end position.
Eine weitere Möglichkeit ist die Messung der absoluten Position der Messvorrichtung auf der Schiene.Another possibility is to measure the absolute position of the measuring device on the rail.
Mit dieser Messung kann mittels einer Regelungseinrichtung mit zugeordneten Stellmitteln die Messvorrichtung zusammen mit der Kalibrierlehre definiert im Prüfstand bewegt werden. Bestandteil der Regelungseinrichtung sind Messmittel, mittels denen die aktuelle Position der Messvorrichtung bezogen auf eine Ausgangsposition der Messvorrichtung erfasst werden kann. Es wird damit mit dieser Regelungseinrichtung und den zugeordneten Stellmitteln möglich, die Messvorrichtung an definierte Positionen im Fahrzeugprüfstand zu bewegen.With this measurement, the measuring device together with the calibration gauge can be moved in a defined manner in the test stand by means of a control device with assigned adjusting means. Part of the Control devices are measuring means by means of which the current position of the measuring device can be detected in relation to an initial position of the measuring device. With this control device and the associated adjusting means, it is thus possible to move the measuring device to defined positions in the vehicle test bench.
Eine Ausgangsposition der Kalibrierlehre wird als XO-Position definiert. Diese Ausgangsposition (X0) der Kalibrierlehre definiert das Koordinatensystem des Prüfstands. Das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung wird zu einer Ausgangsposition (X0'-Position) der Messvorrichtung, in der die Messpunkte und Messflächen der Kalibrierlehre in der Ausgangsposition X0 im Erfassungsbereich der Messvorrichtung liegen, auf dieses Koordinatensystem des Prüfstands kalibriert.A starting position of the calibration gauge is defined as the XO position. This starting position (X0) of the calibration gauge defines the coordinate system of the test stand. The intrinsic coordinate system of the measuring device is calibrated to a starting position (X0'-position) of the measuring device, in which the measuring points and measuring surfaces of the calibration gauge are in the starting position X0 in the detection area of the measuring device, to this coordinate system of the test stand.
Weil die Messvorrichtung in dem Prüfstand verfahrbar ist, muss auch für weitere Positionen, die die Messvorrichtung in dem Prüfstand einnehmen kann, eine Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung bezogen auf das Koordinatensystems des Prüfstands für diese weiteren Positionen vorgenommen werden.Because the measuring device can be moved in the test stand, a calibration of the intrinsic coordinate system of the measuring device based on the coordinate system of the test stand must also be carried out for these further positions for further positions that the measuring device can occupy in the test stand.
Diese weiteren Positionen werden entsprechend mit den definierten Strecken und definierten Verfahrwegen korreliert, die in der Steuerungsvorrichtung gespeichert werden. Ebenso können diese weiteren Positionen mit entsprechenden Positionen korreliert werden, die mittels der Messmittel der Regelungseinrichtung erfasst werden.These further positions are correspondingly correlated with the defined routes and defined travel paths, which are stored in the control device. These further positions can also be correlated with corresponding positions which are recorded by means of the measuring means of the control device.
Es ist weiterhin ein Tracking-System vorhanden. Die Kalibrierlehre wird in dem Prüfstand so verfahren, dass die Kalibrierlehre mit den Messflächen und Messpunkten sich wiederum im Erfassungsbereich der Messvorrichtung befindet, wenn sich die Messvorrichtung in einer der weiteren Positionen befindet. Mittels der Tracking-Systems wird dabei die Abweichung der Istposition und der Istorientierung der Kalibrierlehre gegenüber dem Zustand in der XO-Position erfasst. Die Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung auf das Koordinatensystem des Prüfstands erfolgt dann für die weiteren Positionen, indem das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung in der jeweiligen weiteren Position auf das intrinsische Koordinatensystem der Kalibrierlehre in der Position bezogen wird, in der sich die Kalibrierlehre befindet. Über das Tracking-System ist die Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems der Kalibrierlehre in dieser Position (in der die Kalibrierlehre im Prüfstand verfahren wurde) gegenüber der X0-Position der Kalibrierlehre im Prüfstand bekannt. Damit kann das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung in der weiteren Position bezogen (d.h. „kalibriert“) werden auf das Koordinatensystem des Prüfstands.There is still a tracking system in place. The calibration gauge is moved in the test stand in such a way that the calibration gauge with the measuring surfaces and measuring points is again located in the detection area of the measuring device when the measuring device is in one of the other positions. By means of the tracking system, the deviation of the actual position and the actual orientation of the calibration gauge compared to the state in the XO position is recorded. The calibration of the intrinsic coordinate system of the measuring device to the coordinate system of the test stand is then carried out for the further positions by referring the intrinsic coordinate system of the measuring device in the respective further position to the intrinsic coordinate system of the calibration gauge in the position in which the calibration gauge is located. The assignment of the intrinsic coordinate system of the calibration gauge in this position (in which the calibration gauge was moved in the test stand) in relation to the X0 position of the calibration gauge in the test stand is known via the tracking system. This means that the intrinsic coordinate system of the measuring device in the further position can be related (i.e. "calibrated") to the coordinate system of the test bench.
Es ist möglich, alle für nachfolgende Prüfvorgänge im Prüfstand für alle in Frage kommenden weiteren Positionen der Messvorrichtung jeweils eine Kalibrierung vorzunehmen. Wenn eine Kalibrierung für eine ausreichende Zahl von weiteren Positionen vorgenommen wurde, kann eine Kalibrierung für darüber hinausgehende zusätzliche Positionen auch vorgenommen werden, indem die durchgeführten Kalibriervorgänge für eine oder mehrere der weiteren Positionen herangezogen werden derart, dass eine Kalibrierung für eine oder mehrere zusätzliche Positionen extrapoliert oder interpoliert wird.It is possible to carry out a calibration in each case for all subsequent test processes in the test stand for all possible further positions of the measuring device. If a calibration has been carried out for a sufficient number of further positions, a calibration can also be carried out for further additional positions by using the calibration processes carried out for one or more of the further positions such that a calibration extrapolates for one or more additional positions or is interpolated.
Gemäß einem Merkmal des Anspruchs 1 ist die Messeinheit mechanisch derart an der Messvorrichtung befestigt, dass das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit bezogen auf das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung definiert zugeordnet ist. Über diese definierte Zuordnung ist auch das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit zu dem intrinsischen Koordinatensystem des Prüfstands kalibriert, wenn das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung auch für die weiteren Positionen der Messvorrichtung im Prüfstand zu dem Koordinatensystem des Prüfstands kalibriert ist.According to a feature of claim 1, the measuring unit is mechanically attached to the measuring device in such a way that the intrinsic coordinate system of the measuring unit is assigned in a defined manner with respect to the intrinsic coordinate system of the measuring device. This defined assignment is also used to calibrate the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the intrinsic coordinate system of the test stand if the intrinsic coordinate system of the measuring device is also calibrated to the coordinate system of the test stand for the other positions of the measuring device in the test stand.
Anspruch 3 betrifft eine Messvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Messvorrichtung weist Kopplungsmittel auf zur mechanischen Befestigung der Messeinheit an der Messvorrichtung. Dabei wirken die Kopplungsmittel der Messvorrichtung mit Gegenkopplungsmitteln der Messeinheit derart zusammen, dass bei der mechanischen Befestigung der Messeinheit an der Messvorrichtung durch das Zusammenwirken der Kopplungsmittel und der Gegenkopplungsmittel das intrinsische Koordinatensystem der Messeinheit dem intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung definiert zugeordnet ist.Claim 3 relates to a measuring device for performing the method according to the invention. The measuring device has coupling means for mechanical attachment of the measuring unit to the measuring device. The coupling means of the measuring device cooperate with counter-coupling means of the measuring unit in such a way that when the measuring unit is mechanically attached to the measuring device, the intrinsic coordinate system of the measuring unit is assigned to the intrinsic coordinate system of the measuring device in a defined manner through the interaction of the coupling means and the counter-coupling means.
Dabei bedeutet diese definierte Zuordnung, dass Translation und Rotation (d.h. Position und Orientierung) des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit relativ zum intrinsischen Koordinatensystem der Messvorrichtung bekannt sind. Erfolgt eine Translation und / oder Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung, ergibt sich aus der definierten Zuordnung ebenso die daraus folgende Translation und / oder Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit.This defined assignment means that translation and rotation (i.e. position and orientation) of the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the intrinsic coordinate system of the measuring device are known. If the intrinsic coordinate system of the measuring device is translated and / or rotated, the defined assignment also results in the resulting translation and / or rotation of the intrinsic coordinate system of the measuring unit.
Dies ermöglicht einen Rückbezug zu dem Koordinatensystem der Kalibrierlehre und damit des Prüfstandes, so dass Translation und / oder Rotation des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit relativ zum Koordinatensystem des Prüfstands ebenfalls bekannt sind.This enables a reference back to the coordinate system of the calibration gauge and thus of the test stand, so that translation and / or rotation of the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the coordinate system of the test stand are also known.
Die bauliche Einheit vereinfacht damit vorteilhaft die Bestimmung der Position und Orientierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit relativ zu dem Koordinatensystem des Prüfstandes. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Messvorrichtung relativ im Prüfstand bewegt wird.The structural unit thus advantageously simplifies the determination of the position and orientation of the intrinsic coordinate system of the measuring unit relative to the coordinate system of the test stand. This also applies in particular when the measuring device is moved relatively in the test stand.
Diese Bewegung der Messvorrichtung im Prüfstand hat im Zusammenhang mit der Messeinheit den Vorteil, dass sich auch die Messeinheit im Prüfstand definiert bewegen lässt.This movement of the measuring device in the test stand has the advantage in connection with the measuring unit that the measuring unit can also be moved in a defined manner in the test stand.
Vorteilhaft lässt sich damit die Messeinheit im Prüfstand so positionieren, dass zu einem Fahrzeug mehrere Aggregate vermessen werden können. Dies ist von Vorteil für die Kalibrierung mehrerer Aggregate des Fahrzeugs gleichzeitig.The measuring unit can thus advantageously be positioned in the test bench in such a way that several units can be measured for a vehicle. This is advantageous for the calibration of several units of the vehicle at the same time.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to drawings.
FigurenlisteFigure list
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,1 a device according to the invention in a perspective view, -
2 eine Detailansicht der Vorrichtung,2 a detailed view of the device, -
3 zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen,3 two devices according to the invention, -
4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung,4th a device according to the invention, -
5 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Kalibrierung des intrinsischen Koordinatensystems der Messvorrichtung sowie des intrinsischen Koordinatensystems der Messeinheit auf das Koordinatensystem des Prüfstands,5 a schematic diagram of a method for calibrating the intrinsic coordinate system of the measuring device and the intrinsic coordinate system of the measuring unit to the coordinate system of the test bench, -
6 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems eines Aggregats eines Fahrzeugs auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem im Fahrzeugprüfstand und6th a schematic diagram of a method for assigning the intrinsic coordinate system of a unit of a vehicle to the vehicle-related coordinate system in the vehicle test bench and -
7 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Auswertung von Signalen des Aggregats des Fahrzeugs im laufenden Fahrbetrieb.7th a schematic diagram of a method for evaluating signals from the unit of the vehicle while driving.
In
Die Messvorrichtung
Das Kopplungsmittel
Die Messvorrichtung
Es ist außerdem noch ein Schienensystem
Es ist weiterhin noch eine Lasermesseinrichtung
In
In
In
Dabei wird die Position und Orientierung der Kalibrierlehre
Die Tracking-Mittel
Die Messflächen
Damit ist es möglich, das intrinsische Koordinatensystem der Messvorrichtung
In dem Schritt
In dem Schritt
Nach Ausführung der Kalibrierung wird der Kalibriervorgang beendet.After performing the calibration, the calibration process is ended.
In dem Schritt
In dem Schritt
In dem Schritt
Vorteilhaft kann diese ermittelte Zuordnung des intrinsischen Koordinatensystems des ersten Aggregats des Fahrzeugs zum fahrzeugbezogenen Koordinatensystem gespeichert werden. Bei nachfolgenden Messungen im laufenden Fahrbetrieb können dann die Messergebnisse des ersten Aggregats des Fahrzeugs bezogen auf das fahrzeugbezogene Koordinatensystem umgerechnet werden.This determined assignment of the intrinsic coordinate system of the first unit of the vehicle to the vehicle-related coordinate system can advantageously be stored. During subsequent measurements while the vehicle is in operation, the measurement results of the first unit of the vehicle can then be converted in relation to the vehicle-related coordinate system.
Diese Vorgehensweise ist in der Prinzipdarstellung des entsprechenden Verfahrens in
In dem Schritt
In dem Schritt
In dem Schritt
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2010/025723 A1 [0002]WO 2010/025723 A1 [0002]
- EP 2321618 B1 [0003]EP 2321618 B1 [0003]
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