DE102020005762A1

DE102020005762A1 - Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors, Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, Kalibrierungsvorrichtung mit einer solchen Steuereinrichtung, Kraftfahrzeug mit einer solchen Kalibrierungsvorrichtung, Kalibrierungsmarkierung zur Verwendung bei einem solchen Verfahren, Kalibrierungsmarkierungsanordnung mit einer solchen Kalibrierungsmarkierung und Kalibrierungsanordnung mit einer solchen Kalibrierungsmarkierungsanordnung

Info

Publication number: DE102020005762A1
Application number: DE102020005762.4A
Authority: DE
Inventors: Fridtjof Stein; Sebastian Kleinschmidt
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2040-09-22
Also published as: US20230350036A1; CN116529632A; DE102020005762B4; WO2022058075A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung (5) und eines optischen Sensors (7), wobei- eine Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung (5) und des optischen Sensors (7) zeitlich aufeinander abgestimmt werden, wobei- der abgestimmten Ansteuerung ein sichtbarer Abstandsbereichs (15) zugeordnet wird, wobei- eine Serie von zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen (35) bei einer Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinrichtung (5) mit dem optischen Sensor (7) mittels der abgestimmten Ansteuerung aufgenommen wird, wobei- in einer zeitlich ersten Aufnahme (35) der Serie, in der mindestens eine Kalibrierungsmarkierung (19), die mindestens eine vorbestimmte Abmessung (21) aufweist, erkannt wird, anhand der mindestens einen vorbestimmten Abmessung (21) ein erster Ist-Abstand (23.1) der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung (19) bestimmt wird, wobei- die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich (15) auf Grundlage einer entfernten Grenze (17) des sichtbaren Abstandsbereichs (15) und des ersten Ist-Abstandes (23.1) bewertet und/oder verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors, eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, eine Kalibrierungsvorrichtung mit einer solchen Steuereinrichtung, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kalibrierungsvorrichtung, eine Kalibrierungsmarkierung zur Verwendung bei einem solchen Verfahren, eine Kalibrierungsmarkierungsanordnung mit einer solchen Kalibrierungsmarkierung und eine Kalibrierungsanordnung mit einer solchen Kalibrierungsmarkierungsanordnung.
Ein Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung geht aus der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer EP 3 308 193 B1 hervor. Bei diesem Verfahren werden mittels der Beleuchtungseinrichtung Lichtpulse ausgesendet. Diese ausgesendeten Lichtpulse werden mit einem Referenzlichtpuls verglichen, und basierend auf diesem Vergleich wird die Beleuchtungseinrichtung kalibriert. Bei diesem Verfahren wird allerdings das Zusammenspiel von Beleuchtungseinrichtung und optischem Sensor nicht betrachtet.
Ein Grundsatz beim Kalibrieren eines technischen Systems besteht darin, dass die Dimension der Umgebung, in welcher die Kalibrierung vorgenommen wird, und die Dimension der Umgebung, in welcher das technische System betrieben wird, möglichst identisch sind. Bei Abstandsmessungen mit Entfernungen von bis zu 200 m ist dies nur sehr schwer kosten- und platzsparend zu verwirklichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors, eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, eine Kalibrierungsvorrichtung mit einer solchen Steuereinrichtung, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kalibrierungsvorrichtung, eine Kalibrierungsmarkierung zur Verwendung bei einem solchen Verfahren, eine Kalibrierungsmarkierungsanordnung mit einer solchen Kalibrierungsmarkierung und eine Kalibrierungsanordnung mit einer solchen Kalibrierungsmarkierungsanordnung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise behoben, vorzugsweise vermieden sind.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors geschaffen wird, wobei eine Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors zeitlich aufeinander abgestimmt werden und der abgestimmten Ansteuerung ein sichtbarer Abstandsbereich zugeordnet wird. Mittels der abgestimmten Ansteuerung wird eine Serie von zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen bei einer Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinrichtung mit dem optischen Sensor aufgenommen. In der zeitlich ersten Aufnahme der Serie, in der mindestens eine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird, die mindestens eine vorbestimmte Abmessung aufweist, wird anhand der mindestens einen vorbestimmten Abmessung ein erster Ist-Abstand der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung bestimmt. Auf Grundlage einer entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs und des ersten Ist-Abstandes wird die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich bewertet und/oder verändert.
Mithilfe des hier vorgeschlagenen Verfahrens ist es vorteilhaft möglich, basierend auf wenigen Abstandsmessungen, vorzugsweise einer Abstandsmessung, die Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors, insbesondere die entfernte Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs, zu kalibrieren. Damit wird die Messgenauigkeit der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors erhöht und die gesetzlichen Anforderungen werden erfüllt. Die Kalibrierung umfasst insbesondere die Orchestrierung der Beleuchtungseinrichtung und der Belichtungsansteuerung des optischen Sensors.
Darüber hinaus ist es mit dem Verfahren vorteilhaft möglich, Alterungseffekte bei den Komponenten der Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor zu erkennen und zu kompensieren. Vorzugsweise wird außerdem ein möglicher zukünftiger Ausfall einer Komponente aufgrund von Alterungseffekten frühzeitig erkannt, worauf ein Austausch der jeweiligen Komponente initiiert werden kann.
Außerdem erfolgt die Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors vorteilhaft während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs, welches die Beleuchtungseinrichtung und den optischen Sensor aufweist, insbesondere bevorzugt während einer Fahrt unter realen Bedingungen auf einer realen Straße, besonders bevorzugt einer öffentlichen Straße wie beispielsweise einer Landstraße oder einer Autobahn. Damit sind die Dimension der Umgebung, in welcher die Kalibrierung vorgenommen wird, und die Dimension der Umgebung, in welcher die Beleuchtungseinrichtung und der optischen Sensor betrieben werden, identisch.
Die Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors stellt sicher, dass Alterungseffekte und/oder Verschmutzungen der Beleuchtungseinrichtung und/oder des optischen Sensors nicht die Abstandsmessung verfälschen. Eine Laufzeitverschiebung von 10 ns resultiert bereits in einem Fehler für die Abstandsmessung von ca. 3 m.
Das Verfahren zur Erzeugung von Aufnahmen mittels einer zeitlich aufeinander abgestimmten Ansteuerung einer Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors ist insbesondere ein als Gated-Imaging-Verfahren bekanntes Verfahren; insbesondere ist der optischer Sensor eine Kamera, die nur in einem bestimmten, eingeschränkten Zeitbereich empfindlich geschaltet wird, was als „Gated-Ansteuerung“ bezeichnet wird, die Kamera ist also eine Gated-Kamera. Auch die Beleuchtungseinrichtung wird entsprechend zeitlich nur in einem bestimmten, ausgewählten Zeitintervall angesteuert, um eine objektseitige Szenerie auszuleuchten.
Insbesondere werden durch die Beleuchtungseinrichtung eine vordefinierte Anzahl von Lichtimpulsen ausgesandt, vorzugsweise jeweils mit einer Dauer zwischen 5 ns und 20 ns. Der Beginn und das Ende der Belichtung des optischen Sensors wird an die Anzahl und Dauer der abgegebenen Lichtimpulse gekoppelt. Daraus resultierend kann ein bestimmter sichtbarer Abstandsbereich durch die zeitliche Ansteuerung einerseits der Beleuchtungseinrichtung und andererseits des optischen Sensors mit entsprechend definierter örtlicher Lage, das heißt insbesondere bestimmten Abständen einer nahen und einer entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs von dem optischen Sensor, durch den optischen Sensor erfasst werden.
Der sichtbare Abstandsbereichs ist dabei derjenige - objektseitige - Bereich im dreidimensionalen Raum, welche durch die Anzahl und Dauer der Lichtimpulse der Beleuchtungseinrichtung in Verbindung mit dem Start und dem Ende der Belichtung des optischen Sensors mittels des optischen Sensors in einer zweidimensionalen Aufnahme auf einer Bildebene des optischen Sensors abgebildet wird.
Soweit hier und im Folgenden von „objektseitig“ die Rede ist, ist ein Bereich im realen Raum, das heißt auf Seiten der zu beobachtenden Kalibrierungsmarkierung, angesprochen. Soweit hier und im Folgenden von „bildseitig“ die Rede ist, ist ein Bereich auf der Bildebene des optischen Sensors angesprochen. Der sichtbarer Abstandsbereich ist dabei objektseitig gegeben. Dieser entspricht einem durch die Abbildungsgesetze sowie die zeitliche Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors zugeordneten bildseitigen Bereich auf der Bildebene.
Abhängig von dem Start und dem Ende der Belichtung des optischen Sensors nach dem Beginn der Beleuchtung durch die Beleuchtungseinrichtung treffen Lichtimpulsphotonen auf den optischen Sensor. Je weiter der sichtbare Abstandsbereich von der Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor entfernt ist, desto länger ist die zeitliche Dauer bis ein Photon, welches in diesem Abstandsbereich, insbesondere an der Kalibrierungsmarkierung innerhalb des Abstandsbereiches, reflektiert wird, auf den optischen Sensor trifft. Daher verlängert sich der zeitliche Abstand zwischen einem Ende der Beleuchtung und einem Beginn der Belichtung, je weiter der sichtbare Abstandsbereich von der Beleuchtungseinrichtung und von dem optischen Sensor entfernt ist.
Es ist also gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens insbesondere möglich, durch eine entsprechende geeignete Wahl der zeitlichen Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung einerseits und des optischen Sensors andererseits die Lage und die räumliche Breite des sichtbarer Abstandsbereiches, insbesondere einen Abstand zwischen der nahen Grenze und der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs, zu definieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der sichtbare Abstandsbereich vorgegeben, wobei daraus die zeitliche Abstimmung der Beleuchtungseinrichtung einerseits und des optischen Sensors andererseits bestimmt und entsprechend vorgegeben wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Serie der zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen mindestens eine Aufnahme, welche zeitlich vor der Aufnahme, in welcher zum ersten Mal die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird, aufgenommen wird und in welcher keine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird. Damit ist sichergestellt, dass die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung zeitlich zuerst nahe der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs erkannt wird. Somit ist eine zuverlässige Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors auf Grundlage der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs und des ersten Ist-Abstandes möglich. Vorzugsweise wird der erste Ist-Abstand mit dem Abstand zwischen dem optischen Sensor und der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs verglichen. Unterscheiden sich diese Abstände, wird vorzugsweise der erste Ist-Abstand als entfernte Grenze des sichtbaren Abstandsbereich der abgestimmten Ansteuerung gesetzt.
Die Beleuchtungseinrichtung ist in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Laser. Alternativ oder zusätzlich ist der optische Sensor bevorzugt eine Kamera.
Im Kontext der vorliegenden technische Lehre ist die mindestens eine - bekannte - vorbestimmte Abmessung der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung eine Höhe und/oder eine Breite und/oder ein Flächeninhalt der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung.
Mindestens eine - bekannte - objektseitige Ausdehnung der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung ist die mindestens eine vorbestimme Abmessung und wird mit A_o bezeichnet. Eine bildseitige Ausdehnung der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung wird mit A_b bezeichnet und kann direkt anhand der Abbildung der mindestens einen vorbestimmen Abmessung der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung in der Bildebene des optischen Sensors bestimmt werden. Mittels Anwendung des Strahlensatzes wird der erste Ist-Abstand, welcher mit S_o bezeichnet wird, aus der objektseitigen und bildseitigen Ausdehnung der mindestens einen vorbestimmten Abmessung der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung und einem innerhalb des optischen Sensors vorliegenden, vorbestimmten und bekannten Abstandes S_b mit der Formel $S_{o} = S_{b} \times \frac{A_{o}}{A_{b}}$
berechnet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der zeitlich letzten Aufnahme der Serie, in der die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird, anhand der mindestens einen vorbestimmten Abmessung ein zweiter Ist-Abstand der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung bestimmt wird. Auf Grundlage einer nahen Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs und des zweiten Ist-Abstandes wird die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich bewertet und/oder verändert.
Damit ist es vorteilhaft möglich, basierend auf wenigen Abstandsmessungen, vorzugsweise einer Abstandsmessung, die Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors, insbesondere die nahe Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs, zu kalibrieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Serie der zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen mindestens eine Aufnahme, welche zeitlich nach der Aufnahme, in welcher zum letzten Mal die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird, aufgenommen wird und in welcher keine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird. Damit ist sichergestellt, dass die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung zeitlich zuletzt nahe der nahen Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs erkannt wird. Somit ist eine zuverlässige Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors auf Grundlage der nahen Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs und des zweiten Ist-Abstandes möglich. Vorzugsweise wird der zweite Ist-Abstand mit dem Abstand zwischen dem optischen Sensor und der nahen Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs verglichen. Unterscheiden sich diese Abstände, wird vorzugsweise der zweite Ist-Abstand als nahe Grenze des sichtbaren Abstandsbereich der abgestimmten Ansteuerung gesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Serie der zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen mindestens eine Aufnahme, welche zeitlich vor der Aufnahme, in welcher zum ersten Mal die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird, aufgenommen wird und in welcher keine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird. Zusätzlich enthält die Serie der zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen mindestens eine Aufnahme, welche zeitlich nach der Aufnahme, in welcher zum letzten Mal die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird, aufgenommen wird und in welcher keine Kalibrierungsmarkierung erkannt wird. Damit ist vorteilhafterweise eine zuverlässige Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors auf Grundlage der nahen Grenze und der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs und des ersten und zweiten Ist-Abstandes möglich.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer Aufnahme der Serie, in der mindestens zwei Kalibrierungsmarkierungen, die mindestens eine vorbestimmte Abmessung aufweisen, erkannt werden, anhand der mindestens einen vorbestimmten Abmessung der erste Ist-Abstand und der zweite Ist-Abstand der mindestens zwei Kalibrierungsmarkierungen bestimmt werden. Auf Grundlage der entfernten Grenze und der nahen Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs, des ersten Ist-Abstandes und des zweiten Ist-Abstandes wird die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich bewertet und/oder verändert.
Damit ist es vorteilhaft möglich, basierend auf wenigen Abstandsmessungen, vorzugsweise zwei Abstandsmessungen, die abgestimmte Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors, insbesondere die nahe Grenze und die entfernte Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs, zu kalibrieren. Vorzugsweise wird die abgestimmte Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors derart bewertet und/oder verändert, dass die nahe Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs dem zweiten Ist-Abstand entspricht und dass die entfernte Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs dem ersten Ist-Abstand entspricht.
Alternativ dazu wird der sichtbare Abstandsbereich derart bewertet und/oder verändert, dass mit einer zusätzlichen Abstandsbestimmung der mindestens zwei Kalibrierungsmarkierungen, basierend auf der nahen Grenze und der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs, insbesondere wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2020 002 994 A1 beschrieben, berechnete Abstände identisch sind zu dem ersten Ist-Abstand und dem zweiten Ist-Abstand.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die abgestimmte Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors derart verändert, dass sich der zugehörige sichtbare Abstandsbereich um einen vorbestimmten Faktor vergrößert, wenn in keiner Aufnahme der Serie mindestens zwei Kalibrierungsmarkierungen erkannt werden. Damit wird vorteilhafterweise ein sichtbarer Abstandsbereich als zu eng erkannt und mittels eines vorbestimmten Faktors verbreitert.
In einer Ausführungsform des Verfahrens entspricht die Vergrößerung des sichtbaren Abstandsbereichs um einen vorbestimmten Faktor einer Vor-Kalibrierung der Beleuchtungsrichtung und des optischen Sensors. Sobald in einer weiteren Serie in mindestens einer Aufnahme zwei Kalibrierungsmarkierungen erkannt werden, erfolgt die eigentliche Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Ist-Anzahl der bei dem optischen Sensor ankommenden Photonen gemessen wird. Auf Grundlage einer Differenz zwischen der Ist-Anzahl und einer Soll-Anzahl der bei dem optischen Sensor ankommenden Photonen wird die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung bewertet und/oder verändert. Vorzugsweise sind für die Bewertung der Ist-Anzahl der ankommenden Photonen die Reflexionseigenschaften der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung bekannt.
Vorteilhafterweise wird zusätzlich zu der Kalibrierung der nahen Grenze und der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs ebenfalls eine Kalibrierung der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung durchgeführt. Insgesamt umfasst die Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors eine Anpassung der Elektronik und/oder die Einstellung der Beleuchtungs-Pulsdauer und/oder die Einstellung der Beleuchtungspulse und/oder eine Berechnung von durch die Elektronik induzierten Latenzen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beleuchtungseinrichtung als erste Beleuchtungseinrichtung und zusätzlich eine zweite Beleuchtungseinrichtung abwechselnd zur Beleuchtung verwendet werden. Damit ist es vorteilhaft möglich eine Kombination aus dem optischen Sensor, der ersten Beleuchtungseinrichtung und der zweiten Beleuchtungseinrichtung zu kalibrieren.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Steuereinrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren oder ein Verfahren nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise als Recheneinrichtung, besonders bevorzugt als Computer, oder als Steuergerät, insbesondere als Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. In Zusammenhang mit der Steuereinrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
Die Steuereinrichtung ist bevorzugt mit der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Kalibrierungsvorrichtung geschaffen wird, die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung, einen optischen Sensor und eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung oder eine Steuereinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. In Zusammenhang mit der Kalibrierungsvorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits zusammen mit dem Verfahren und der Steuereinrichtung erläutert wurden.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kalibrierungsvorrichtung oder einer Kalibrierungsvorrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. In Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren, der Steuereinrichtung und der Kalibrierungsvorrichtung erläutert wurden.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Kraftfahrzeug als Lastkraftwagen ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug, oder anderes Kraftfahrzeug ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Kalibrierungsmarkierung geschaffen wird, die eingerichtet ist, um bei einem erfindungsgemäßen Verfahren oder einem Verfahren nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet zu werden. Die Kalibrierungsmarkierung weist mindestens eine vorbestimmte Abmessung auf. Außerdem weist die Kalibrierungsmarkierung mindestens ein Merkmal, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Identifikationsmerkmal, einem Optik-Merkmal zur Bestimmung von mindestens einem optischen Parameter, und einem Beleuchtungs-Merkmal zur Bestimmung einer Beleuchtungsstärke bei einer bekannten Reflektivität des Beleuchtungsmerkmals, auf. In Zusammenhang mit der Kalibrierungsmarkierung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kalibrierungsmarkierung rechteckig ausgebildet. Außerdem weist die Kalibrierungsmarkierung eine vorbestimmte Breite auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Kalibrierungsmarkierung eine vorbestimmte Höhe auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Kalibrierungsmarkierung einen vorbestimmten Flächeninhalt auf.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kalibrierungsmarkierung eine helle Hintergrundfarbe, insbesondere weiß, auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Kalibrierungsmarkierung entlang des Umfangs eine helle, insbesondere eine weiße, Umfangslinie und eine dunkle, insbesondere eine schwarze, Umfangslinie auf.
Vorteilhafterweise ist die helle Umfangslinie, insbesondere im Kontrast zu der dunklen Umfangslinie, in einer Aufnahme einfach zu erkennen und zu vermessen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Identifikationsmerkmal ein QR-Code, mit welchem mindestens eine Information, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus der vorbestimmten Abmessung, einer Nummer der Kalibrierungsmarkierung, einer Position der Kalibrierungsmarkierung, und der Reflexionseigenschaften der Kalibrierungsmarkierung, abrufbar ist, oder in dem die mindestens eine Information kodiert ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Kalibrierungsmarkierungsanordnung mit einer ersten Kalibrierungsmarkierung und einer zweiten Kalibrierungsmarkierung geschaffen wird, wobei die erste Kalibrierungsmarkierung und die zweite Kalibrierungsmarkierung jeweils als erfindungsgemäße Kalibrierungsmarkierung oder als Kalibrierungsmarkierung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen sind. Darüber hinaus weisen die erste Kalibrierungsmarkierung und die zweite Kalibrierungsmarkierung einen vorbestimmten räumlichen Abstand auf. In Zusammenhang mit der Kalibrierungsmarkierungsanordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und der Kalibrierungsmarkierung erläutert wurden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Kalibrierungsmarkierungsanordnung an einer regelmäßig von einem zu kalibrierenden Kraftfahrzeug, das heißt einem Kraftfahrzeug mit zu kalibrierender Beleuchtungseinrichtung und optischem Sensor, im realen Betrieb befahrenen Straße aufgestellt. Dabei kann es sich um eine Privatstraße, insbesondere auf einem Firmengelände, um eine Teststrecke, oder insbesondere um eine öffentliche Straße, beispielsweise eine Landstraße oder eine Autobahn, handeln. Auf diese Weise kann das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft im realen Betrieb kalibriert werden.
Vorteilhafterweise wird die Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors derart eingestellt, dass der zugehörige sichtbare Abstandsbereich eine Breite aufweist, welche dem vorbestimmten Abstand zwischen der ersten Kalibrierungsmarkierung und der zweiten Kalibrierungsmarkierung entspricht.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Kalibrierungsanordnung mit einer ersten Kalibrierungsmarkierungsanordnung, einer zweiten Kalibrierungsmarkierungsanordnung und einer dritten Kalibrierungsmarkierungsanordnung geschaffen wird, wobei die erste Kalibrierungsmarkierungsanordnung, die zweite Kalibrierungsmarkierungsanordnung und die dritte Kalibrierungsmarkierungsanordnung jeweils als erfindungsgemäße Kalibrierungsmarkierungsanordnung oder als Kalibrierungsmarkierungsanordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sind. Außerdem weisen die erste Kalibrierungsmarkierungsanordnung und die zweite Kalibrierungsmarkierungsanordnung einen vorbestimmten räumlichen Abstand zueinander auf, und die zweite Kalibrierungsmarkierungsanordnung und dritte Kalibrierungsmarkierungsanordnung weisen einen vorbestimmten räumlichen Abstand zueinander auf. In Zusammenhang mit der Kalibrierungsanordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren, der Kalibrierungsmarkierung und der Kalibrierungsmarkierungsanordnung erläutert wurden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Kalibrierungsanordnung an einer regelmäßig von einem zu kalibrierenden Kraftfahrzeug im realen Betrieb befahrenen Straße aufgestellt. Dabei kann es sich um eine Privatstraße, insbesondere auf einem Firmengelände, um eine Teststrecke, oder insbesondere um eine öffentliche Straße, beispielsweise eine Landstraße oder eine Autobahn, handeln. Auf diese Weise kann das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft im realen Betrieb kalibriert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs und eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsmarkierung an einer entfernten Grenze eines sichtbaren Abstandsbereichs,
2 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs und des ersten Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsmarkierung an einer nahen Grenze des sichtbaren Abstandbereichs,
3 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs und eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsmarkierungsanordnung,
4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs und des ersten Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsmarkierung,
5 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs und eines Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsanordnung mit Kalibrierungsmarkierungen eines zweiten Ausführungsbeispiels,
6 eine schematische Darstellung einer Aufnahme eines optischen Sensors von einem zweiten Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsmarkierungsanordnung mit zwei Kalibrierungsmarkierungen eines dritten Ausführungsbeispiels, und
7 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsmarkierung.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Kalibrierungsvorrichtung 3. Die Kalibrierungsvorrichtung 3 weist eine Beleuchtungseinrichtung 5, vorzugsweise einen Laser, einen optischen Sensor 7, vorzugsweise eine Kamera, und eine Steuereinrichtung 9 auf. Die Steuereinrichtung 9 ist hier nur schematisch dargestellt und ist in nicht explizit dargestellter Weise mit der Beleuchtungseinrichtung 5 und dem optischen Sensor 7 wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung. Dargestellt in 1 ist insbesondere ein Beleuchtungs-Frustum 11 der Beleuchtungseinrichtung 5 und ein Beobachtungsbereich 13 des optischen Sensors 7. Schraffiert dargestellt ist außerdem ein sichtbarer Abstandsbereich 15, der sich als Teilmenge des Beobachtungsbereichs 13 des optischen Sensors 7 und des Beleuchtungs-Frustum 11 der Beleuchtungseinrichtung 5 ergibt.
In dem sichtbaren Abstandsbereich 15, insbesondere an einer entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15, ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungsmarkierung 19 angeordnet. Die Kalibrierungsmarkierung 19 weist eine vorbestimmte Abmessung 21, insbesondere eine vorbestimmte Höhe, auf.
Die Steuereinrichtung 9 ist insbesondere eingerichtet zur Durchführung einer im Folgenden näher beschriebenen Ausführungsform eines Verfahrens zum Kalibrieren der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7.
Dabei werden die Beleuchtungseinrichtung 5 und der optischen Sensor 7 zeitlich aufeinander abgestimmt angesteuert, wobei eine örtliche Lage des sichtbaren Abstandsbereichs 15 in dem Beobachtungsbereich 13 aus der zeitlichen Abstimmung der Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7 gegeben ist. Es wird eine Serie von zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen 35 bei einer Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinrichtung 5 mit dem optischen Sensor 7 mittels der abgestimmten Ansteuerung aufgenommen.
In einer zeitlich ersten Aufnahme 35 der Serie, in der die Kalibrierungsmarkierung 19, die die vorbestimmte Abmessung 21, insbesondere die vorbestimmte Höhe, aufweist, erkannt wird, wird anhand der vorbestimmten Abmessung 21 ein erster Ist-Abstand 23.1 der Kalibrierungsmarkierung 19 bestimmt. Zur Bestimmung des ersten Ist-Abstandes 23.1 der Kalibrierungsmarkierung 19 wird eine bildseitige Ausdehnung der vorbestimmten Abmessung 21 in der zeitlich ersten Aufnahme 35 der Serie, in der die Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird, bestimmt. 1 zeigt den Zeitpunkt, zu dem die zeitlich erste Aufnahme 35 der Serie aufgenommen wird, in der die Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird. Basierend auf der vorbestimmten Abmessung 21 und der bildseitigen Ausdehnung der vorbestimmten Abmessung 21 wird der erste Ist-Abstand 23.1 mit der Formel (1) berechnet.
Die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich 15 wird auf Grundlage der entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 und des ersten Ist-Abstandes 23.1 bewertet und/oder verändert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Serie der zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen 35 mindestens eine Aufnahme 35, welche zeitlich vor der Aufnahme 35, in welcher zum ersten Mal die Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird, aufgenommen wird und in welcher keine Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird. Damit ist sichergestellt, dass die Kalibrierungsmarkierung 19 zeitlich zuerst nahe der entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 erkannt wird. Und somit ist eine zuverlässige Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7 auf Grundlage der entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 und des ersten Ist-Abstandes 23.1 möglich. Vorzugsweise wird der erste Ist-Abstand 23.1 mit dem Abstand zwischen dem optischen Sensor 7 und der entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 verglichen. Unterscheiden sich diese Abstände, wird vorzugsweise der erste Ist-Abstand 23.1 als entfernte Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereich 15 der abgestimmten Ansteuerung gesetzt.
2 zeigt eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1, wie in 1 dargestellt.
In dem sichtbaren Abstandsbereich 15, insbesondere an einer nahen Grenze 25 des sichtbaren Abstandsbereichs 15, ist das erste Ausführungsbeispiel der Kalibrierungsmarkierung 19 angeordnet. Analog zu 1 weist die Kalibrierungsmarkierung 19 die vorbestimmte Abmessung 21, insbesondere die vorbestimmte Höhe, auf.
Die Steuereinrichtung 9 ist insbesondere eingerichtet zur Durchführung einer im Folgenden näher beschriebenen Weiterbildung des Verfahrens zum Kalibrieren der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7.
In einer zeitlich letzten Aufnahme 35 der Serie, in der die Kalibrierungsmarkierung 19, die die vorbestimmte Abmessung 21, insbesondere die vorbestimmte Höhe, aufweist, erkannt wird, wird anhand der vorbestimmten Abmessung 21 ein zweiter Ist-Abstand 23.2 der Kalibrierungsmarkierung 19 bestimmt. Zur Bestimmung des zweiten Ist-Abstandes 23.2 der Kalibrierungsmarkierung 19 wird eine bildseitige Ausdehnung der vorbestimmten Abmessung 21 in der zeitlich letzten Aufnahme 35 der Serie, in der die Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird, bestimmt. 2 zeigt den Zeitpunkt, zu dem die zeitlich letzte Aufnahme 35 der Serie aufgenommen wird, in der die Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird. Basierend auf der vorbestimmten Abmessung 21 und der bildseitigen Ausdehnung der vorbestimmten Abmessung 21 wird der zweite Ist-Abstand 23.2 mit der Formel (1) berechnet.
Die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich 15 wird auf Grundlage der nahen Grenze 25 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 und des zweiten Ist-Abstandes 23.2 bewertet und/oder verändert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Serie der zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen 35 mindestens eine Aufnahme 35, welche zeitlich nach der Aufnahme 35, in welcher zum letzten Mal die Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird, aufgenommen wird und in welcher keine Kalibrierungsmarkierung 19 erkannt wird. Damit ist sichergestellt, dass die Kalibrierungsmarkierung 19 zeitlich zuletzt nahe der nahen Grenze 25 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 erkannt wird. Und somit ist eine zuverlässige Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7 auf Grundlage der nahen Grenze 25 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 und des zweiten Ist-Abstandes 23.2 möglich. Vorzugsweise wird der zweite Ist-Abstand 23.2 mit dem Abstand zwischen dem optischen Sensor 7 und der nahen Grenze 25 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 verglichen. Unterscheiden sich diese Abstände, wird vorzugsweise der zweite Ist-Abstand 23.2 als nahe Grenze 25 des sichtbaren Abstandsbereich 15 der abgestimmten Ansteuerung gesetzt.
3 zeigt eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1, wie in 1 und 2 dargestellt.
In dem sichtbaren Abstandsbereich 15 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27 angeordnet. Die Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27 weist das erste Ausführungsbeispiel einer ersten Kalibrierungsmarkierung 19.1 und ein erstes Ausführungsbeispiel einer zweiten Kalibrierungsmarkierung 19.2 auf, wobei die erste Kalibrierungsmarkierung 19.1 und die zweite Kalibrierungsmarkierung 19.2 einen vorbestimmen räumlichen Abstand 29 zueinander aufweisen. Analog zu 1 weisen die erste Kalibrierungsmarkierung 19.1 und die zweite Kalibrierungsmarkierung 19.2 die vorbestimmte Abmessung 21, insbesondere die vorbestimmte Höhe, auf.
Die Steuereinrichtung 9 ist insbesondere eingerichtet zur Durchführung einer im Folgenden näher beschriebenen Weiterbildung des Verfahrens zum Kalibrieren der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7.
In einer Aufnahme 35 der Serie, in der die Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27, insbesondere die erste Kalibrierungsmarkierung 19.1 und die zweite Kalibrierungsmarkierung 19.2, erkannt werden, werden anhand der vorbestimmten Abmessung 21 der erste Ist-Abstand 23.1 und der zweite Ist-Abstand 23.2 der Kalibrierungsmarkierungen 19 bestimmt. Zur Bestimmung des ersten Ist-Abstandes 23.1 und des zweiten Ist-Abstandes 23.2 der Kalibrierungsmarkierungen 19 werden, analog zu 1 und 2, die bildseitigen Ausdehnungen der vorbestimmten Abmessung 21 in einer Aufnahme 35 der Serie, in der die Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27, insbesondere die erste Kalibrierungsmarkierung 19.1 und die zweite Kalibrierungsmarkierung 19.2, erkannt werden, bestimmt. 3 zeigt einen Zeitpunkt, zu dem in einer Aufnahme 35 die Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27, insbesondere die erste Kalibrierungsmarkierung 19.1 und die zweite Kalibrierungsmarkierung 19.2, erkannt werden. Basierend auf der vorbestimmten Abmessung 21 und den bildseitigen Ausdehnungen der vorbestimmten Abmessung 21 werden der erste Ist-Abstand 23.1 und der zweite Ist-Abstand 23.2 mit der Formel (1) berechnet.
Die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich 15 wird auf Grundlage der nahen Grenze 25 und entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15, des ersten Ist-Abstandes 23.1 und des zweiten Ist-Abstandes 23.2 bewertet und/oder verändert.
Vorzugsweise wird die abgestimmte Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7 derart bewertet und/oder verändert, dass die nahe Grenze 25 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 dem zweiten Ist-Abstand 23.2 entspricht, und dass die entfernte Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15 dem ersten Ist-Abstand 23.1 entspricht.
Alternativ dazu wird der sichtbare Abstandsbereich 15 derart bewertet und/oder verändert, dass Abstände zu der ersten Kalibrierungsmarkierung 19.1 und der zweiten Kalibrierungsmarkierung 19.2, die mit einer zusätzlichen Abstandsbestimmung basierend auf der nahen Grenze 25 und entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15, insbesondere wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2020 002 994 A1 beschrieben, berechnet werden, identisch sind zu dem ersten Ist-Abstand 23.1 und dem zweiten Ist-Abstand 23.2.
Falls in der Serie der zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen 35 keine Aufnahme 35 enthalten ist, bei der die gesamte Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27, insbesondere die erste Kalibrierungsmarkierung 19.1 und die zweite Kalibrierungsmarkierung 19.2, erkannt wird, wird die abgestimmte Ansteuerung derart verändert, dass sich der zugehörige sichtbare Abstandsbereich 15 um einen vorbestimmen Faktor vergrößert.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Kalibrierungsvorrichtung 3. Die Kalibrierungsvorrichtung 3 weist eine erste Beleuchtungseinrichtung 5.1, eine zweite Beleuchtungseinrichtung 5.2, den optischen Sensor 7 und die Steuereinrichtung 9 auf. Die Steuereinrichtung 9 ist hier nur schematisch dargestellt und ist in nicht explizit dargestellter Weise mit der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1, der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und dem optischen Sensor 7 wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung. Dargestellt in 4 ist insbesondere ein erstes Beleuchtungs-Frustum 11.1 der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1, ein zweites Beleuchtungs-Frustum 11.2 der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und der Beobachtungsbereich 13 des optischen Sensors 7. Schraffiert dargestellt ist außerdem ein erster sichtbarer Abstandsbereich 15.1 und ein zweiter sichtbarer Abstandsbereich 15.2, die identisch sind und somit im Folgenden als sichtbarer Abstandsbereich 15 bezeichnet werden.
In dem sichtbaren Abstandsbereich 15, insbesondere an einer entfernten Grenze 17 des sichtbaren Abstandsbereichs 15, ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungsmarkierung 19 angeordnet. Die Kalibrierungsmarkierung 19 weist die vorbestimmte Abmessung 21, insbesondere die vorbestimmte Höhe, auf.
Die Steuereinrichtung 9 ist insbesondere eingerichtet zur Durchführung einer modifizierten Form der zuvor näher beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens zum Kalibrieren der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1, der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und des optischen Sensors 7. Einziger Unterschied zu den vorgestellten Verfahren aus den 1 bis 3 ist dabei, dass abwechselnd die erste Beleuchtungseinrichtung 5.1 und die zweite Beleuchtungseinrichtung 5.2 zur Beleuchtung des Beobachtungsbereichs 13 verwendet werden.
5 zeigt eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1 auf einer Fahrbahn 31. Neben der Fahrbahn 31 ist ein Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungsanordnung 33 mit einer ersten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.1, einer zweiten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.2 und einer dritten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.3 angeordnet. Die jeweiligen Kalibrierungsmarkierungsanordnungen 27 sind untereinander räumlich beabstandet.
Die Kalibrierungsmarkierungsanordnungen 27 weisen jeweils zwei Kalibrierungsmarkierungen 19, mit einer vorbestimmen Ausdehnung 21, insbesondere eine vorbestimmte Breite, als zweite Ausführungsbeispiele einer Kalibrierungsmarkierung 19 auf. Zur übersichtlicheren Darstellung ist nur eine Kalibrierungsmarkierung 19 mit einem Bezugszeichen versehen. Die zwei Kalibrierungsmarkierungen 19 einer Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27 weisen eine ersten Abstand 29 auf. Dieser Abstand 29 ist für alle drei Kalibrierungsmarkierungsanordnungen 27 identisch.
Ein zweiter Abstand 34.1 zwischen der ersten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.1 und der zweiten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.2 und ein dritter Abstand 34.2 zwischen der zweiten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.2 und der dritten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.3 sind so gewählt und/oder vorbestimmt, dass der zweite Abstand 34.1 und der dritte Abstand 34.2 um einen vorbestimmten Faktor größer sind als der erste Abstand 29. Damit ist sichergestellt, dass höchstens die zwei Kalibrierungsmarkierungen 19 eine Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27 in einer Aufnahme erkannt werden.
Mittels jeder der Kalibrierungsmarkierungen 19 kann eines der zuvor näher beschriebenen Verfahren zum Kalibrieren der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7 durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels jeder der Kalibrierungsmarkierungsanordnungen 27 das zuvor näher beschriebene Verfahren zum Kalibrieren der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7 mit einer Aufnahme 35, in der jeweils beide Kalibrierungsmarkierungen 19 der jeweiligen Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27 erkannt werden, durchgeführt werden. Erreicht das Kraftfahrzeug 1 die dritte Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.3 und es ist immer noch eine Kalibrierung der Beleuchtungseinrichtung 5 und des optischen Sensors 7 notwendig, ist eine manuelle Kalibrierung und Wartung indiziert. Die notwendige Wartung kann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 mittels einer geeigneten Einrichtung angezeigt werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kalibrierungsanordnung 33 ist ein zweiter Abstand 34.1 zwischen der ersten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.1 und der zweiten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.2 identisch zu einem dritten Abstand 34.2 zwischen der zweiten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.2 und der dritten Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27.3.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Kalibrierungsanordnung 33 sind die einzelnen Kalibrierungsmarkierungsanordnungen 27 auf unterschiedlichen Seiten der Fahrbahn 31 angebracht. Damit kann vorteilhafterweise überprüft werden, ob eine Beleuchtung mit der Beleuchtungseinrichtung 5 gleichmäßig erfolgt.
In einer Ausführungsform der Verfahren von 1 bis 5 wird eine Ist-Anzahl der bei dem optischen Sensor 7 ankommenden Photonen gemessen. Auf Grundlage einer Differenz zwischen der Ist-Anzahl und einer Soll-Anzahl der bei dem optischen Sensor 7 ankommenden Photonen, wird eine Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 5 bewertet und/oder verändert.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufnahme 35 einer zweiten Ausführungsform einer Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27' bei einer Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinrichtung 5 mit dem optischen Sensor 7 mittels der abgestimmten Ansteuerung.
Neben der bildseitigen Fahrbahn 31' ist die bildseitige Kalibrierungsmarkierungsanordnung 27', insbesondere zwei bildseitige Kalibrierungsmarkierungen 19, 19', zu sehen. Die Kalibrierungsmarkierungen 19, 19' stellen ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungsmarkierung 19 dar. Die Kalibrierungsmarkierungen 19, 19' sind rechteckig ausgebildet und weisen mindestens eine vorbestimmte Abmessung 21, insbesondere eine vorbestimmte Höhe und/oder eine vorbestimmte Breite und/oder einen vorbestimmten Flächeninhalt, auf. Außerdem weisen die Kalibrierungsmarkierungen 19, 19' eine helle Hintergrundfarbe 37, insbesondere weiß, auf. Zusätzlich dazu weisen die Kalibrierungsmarkierungen 19, 19' entlang des Umfangs eine helle, insbesondere eine weiße, Umfangslinie 39 und eine dunkle, insbesondere eine schwarze, Umfangslinie 41 auf. Vorteilhafterweise ist die helle Umfangslinie 39, insbesondere in Kontrast zu der dunklen Umfangslinie 41, in der Aufnahme 35 einfach zu erkennen und zu vermessen.
Darüber hinaus weisen die Kalibrierungsmarkierungen 19, 19' ein Merkmal 43 auf. Das Merkmal 43 ist ein Identifikationsmerkmal 45 und/oder Optik-Merkmal 47 zur Bestimmung von mindestens einem optischen Parameter und/oder einem Beleuchtungs-Merkmal 49 zur Bestimmung einer Beleuchtungsstärke. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Identifikationsmerkmal 45 ein QR-Code, mit welchem mindestens eine Information, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus der vorbestimmten Abmessung 21, einer Nummer der Kalibrierungsmarkierung 19, 19', der Position der Kalibrierungsmarkierung 19, 19', und einer Reflexionseigenschaften der Kalibrierungsmarkierung 19, 19', abrufbar oder direkt kodiert ist.
Der bildseitige sichtbare Abstandsbereich 15' ist durch die bildseitige entfernte Grenze 17' und die bildseitige nahe Grenze 25' begrenzt. Die Aufnahme 35 entspricht einer Aufnahme, welche bei einem Verfahren gemäß 3 oder 5 aufgenommen wird.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Kalibrierungsmarkierung 19. Die Kalibrierungsmarkierung 19 weist mindestens eine vorbestimmte Abmessung 21 auf, insbesondere eine vorbestimmte Höhe und/oder eine vorbestimmte Breite und/oder einen vorbestimmten Flächeninhalt. Außerdem weist die Kalibrierungsmarkierung 19 eine helle Hintergrundfarbe 37, insbesondere weiß, auf. Zusätzlich dazu weist die Kalibrierungsmarkierung 19 entlang des Umfangs eine helle, insbesondere eine weiße, Umfangslinie 39 und eine dunkle, insbesondere eine schwarze, Umfangslinie 41 auf. Vorteilhafterweise ist die helle Umfangslinie 39, insbesondere in Kontrast zu der dunklen Umfangslinie 41, in der Aufnahme 35 einfach zu erkennen und zu vermessen.
Darüber hinaus weist die Kalibrierungsmarkierung 19 ein Merkmal 43 auf. Das Merkmal 43 besteht aus einem Identifikationsmerkmal 45 und einem Optik-Merkmal 47 zur Bestimmung von mindestens einem optischen Parameter und einem Beleuchtungs-Merkmal 49 zur Bestimmung einer Beleuchtungsstärke bei einer bekannten Reflektivität des Beleuchtungsmerkmals 49.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3308193 B1 [0002]
DE 102020002994 A1 [0028, 0070]

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung (5) und eines optischen Sensors (7), wobei - eine Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung (5) und des optischen Sensors (7) zeitlich aufeinander abgestimmt werden, wobei - der abgestimmten Ansteuerung ein sichtbarer Abstandsbereichs (15) zugeordnet wird, wobei - eine Serie von zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen (35) bei einer Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinrichtung (5) mit dem optischen Sensor (7) mittels der abgestimmten Ansteuerung aufgenommen wird, wobei - in einer zeitlich ersten Aufnahme (35) der Serie, in der mindestens eine Kalibrierungsmarkierung (19), die mindestens eine vorbestimmte Abmessung (21) aufweist, erkannt wird, anhand der mindestens einen vorbestimmten Abmessung (21) ein erster Ist-Abstand (23.1) der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung (19) bestimmt wird, wobei - die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich (15) auf Grundlage einer entfernten Grenze (17) des sichtbaren Abstandsbereichs (15) und des ersten Ist-Abstandes (23.1) bewertet und/oder verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei - in einer zeitlich letzten Aufnahme (35) der Serie, in der die mindestens eine Kalibrierungsmarkierung (19), die die mindestens eine vorbestimmte Abmessung (21) aufweist, erkannt wird, anhand der mindestens einen vorbestimmten Abmessung (21) ein zweiter Ist-Abstand (23.2) der mindestens einen Kalibrierungsmarkierung (19) bestimmt wird, wobei - die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich (15) auf Grundlage einer nahen Grenze (25) des sichtbaren Abstandsbereichs (15) und des zweiten Ist-Abstandes (23.2) bewertet und/oder verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - in einer Aufnahme (35) der Serie, in der mindestens zwei Kalibrierungsmarkierungen (19), die die mindestens eine vorbestimmte Abmessung (21) aufweisen, erkannt werden, anhand der mindestens einen vorbestimmten Abmessung (21) der erste Ist-Abstand (23.1) und der zweite Ist-Abstand (13.2) der mindestens zwei Kalibrierungsmarkierungen (19) bestimmt werden, wobei - die abgestimmte Ansteuerung und/oder der sichtbare Abstandsbereich (15) auf Grundlage der entfernten Grenze (17) und der nahen Grenze (25) des sichtbaren Abstandsbereichs (15), des ersten Ist-Abstandes (23.1) und des zweiten Ist-Abstandes (23.2) bewertet und/oder verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, falls in keiner Aufnahme (35) der Serie mindestens zwei Kalibrierungsmarkierungen (19) erkannt werden, die abgestimmte Ansteuerung derart verändert, dass sich der zugehörige sichtbare Abstandsbereich (15) um einen vorbestimmten Faktor vergrößert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ist-Anzahl von bei dem optischen Sensor (7) ankommenden Photonen gemessen wird, wobei eine Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung (5) auf Grundlage einer Differenz zwischen der Ist-Anzahl und einer Soll-Anzahl der bei dem optischen Sensor (7) ankommenden Photonen bewertet und/oder verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinrichtung (5) als erste Beleuchtungseinrichtung (5.1) und eine zweite Beleuchtungseinrichtung (5.2) abwechselnd zur Beleuchtung eines Beobachtungsbereichs (13) verwendet werden.
Steuereinrichtung (9) eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens zum Kalibrieren mindestens einer Beleuchtungseinrichtung (5) und eines optischen Sensors (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kalibrierungsvorrichtung (3) mit mindestens einer Beleuchtungseinrichtung (5), einem optischen Sensor (7) und einer Steuereinrichtung (9) nach Anspruch 7.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Kalibrierungsvorrichtung (3) nach Anspruch 8.
Kalibrierungsmarkierung (19), eingerichtet zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kalibrierungsmarkierung (19) mindestens eine vorbestimmte Abmessung (21) aufweist, und wobei die Kalibrierungsmarkierung (19) mindestens ein Merkmal (43), ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Identifikationsmerkmal (45), einem Optik-Merkmal (47) zur Bestimmung von mindestens einem optischen Parameter und einem Beleuchtungs-Merkmal (49) zur Bestimmung einer Beleuchtungsstärke, aufweist.
Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27) mit einer ersten Kalibrierungsmarkierung (19.1) nach Anspruch 10 und einer zweiten Kalibrierungsmarkierung (19.2) nach Anspruch 10, wobei die erste Kalibrierungsmarkierung (19.1) und die zweite Kalibrierungsmarkierung (19.2) einen vorbestimmten räumlichen Abstand (29) zueinander aufweisen.
Kalibrierungsanordnung (33) mit einer ersten Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27.1) nach Anspruch 11, einer zweiten Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27.2) nach Anspruch 11 und einer dritten Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27.3) nach Anspruch 11, wobei die erste Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27.1) und die zweite Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27.2) einen vorbestimmten räumlichen Abstand zueinander aufweisen, und wobei die zweite Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27.2) und die dritte Kalibrierungsmarkierungsanordnung (27.3) einen vorbestimmten räumlichen Abstand zueinander aufweisen.