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Die Erfindung betrifft eine Kalibriertafel und eine Kalibriereinrichtung zum Kalibrieren von Sensorvorrichtungen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere von Fahrzeugumfeld-Sensorvorrichtungen von Fahrerassistenzsystemen („Driver Assistance Systems“, „DAS“).
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Moderne Kraftfahrzeuge sind häufig mit Fahrerassistenzsystemen, wie z.B. Abstandswarnern, Brems- und Spurhalteassistenten usw., ausgestattet, die den Fahrer beim Steuern des Kraftfahrzeugs unterstützen. Die Fahrerassistenzsysteme verfügen in der Regel über wenigstens eine Sensorvorrichtung, beispielsweise eine Kamera oder einen Radarsensor, die ausgebildet ist, Informationen aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufzunehmen. Solche Sensorvorrichtungen müssen nach dem Einbau in das Kraftfahrzeug justiert und kalibriert werden.
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Hierfür wird wenigstens eine geeignete Kalibriertafel („Fahrerassistenzsystem-Kalibriertafeltarget“) im Blickfeld der Sensorvorrichtung außerhalb des Kraftfahrzeugs platziert. Um die Kalibrierung mit der notwendigen Genauigkeit durchführen zu können, muss die Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug an einer exakt vorgegebenen Position und in einer vorgegebenen Orientierung angeordnet werden.
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Moderne Kraftfahrzeuge weisen häufig mehrere Sensorvorrichtungen mit unterschiedlichen Funktionsweisen auf. Solche Sensorvorrichtungen können insbesondere optische Sensoren (Kameras), Radarsensoren und/oder laserbasierte Sensoren („LIDAR-Sensoren“) umfassen.
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Abhängig von der in den Sensoren verwendeten Technologie werden unterschiedliche Kalibriertafeln benötigt, die auf den jeweiligen Sensor und seine Funktionsweise abgestimmt sind.
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Zu vollständigen Kalibrierung aller in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorvorrichtungen müssen daher nacheinander verschiedene Referenztargets vor dem Kraftfahrzeug platziert und ausgerichtet werden. Die vollständige Kalibrierung aller in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorvorrichtungen ist daher aufwendig und zeitraubend.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, das Kalibrieren von in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensoren, insbesondere von mehreren in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensoren, wie sie in Verbindung mit Fahrerassistenzsystemen zum Einsatz kommen, zu vereinfachen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Kalibriertafel zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs wenigstens einen Ausrichtbereich und wenigstens einen Kalibrierbereich. Der wenigstens eine Ausrichtbereich und der wenigstens eine Kalibrierbereich sind einstückig miteinander ausgebildet. Der Ausrichtbereich weist wenigstens ein Ausrichtmuster auf. Das wenigstens Ausrichtmuster ist dazu ausgelegt, mit wenigstens einer Positionsbestimmungsvorrichtung zusammenzuwirken, die dazu ausgebildet ist, mit Hilfe des wenigstens eines Ausrichtmusters die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen. Der wenigstens eine Kalibrierbereich ist dazu ausgelegt, mit wenigstens einem Fahrzeugumfeldsensor zusammenzuwirken, um den Fahrzeugumfeldsensor zu kalibrieren.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch eine bewegliche Kalibriereinrichtung zum Kalibrieren wenigstens eines in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems. Eine solche Kalibriereinrichtung umfasst einen Standfuß und eine Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist. Der Standfuß kann mit Rollen ausgebildet sein, die es ermöglichen, die Kalibriereinrichtung einfach zu bewegen, um die Kalibriertafel vor einem Kraftfahrzeug auszurichten. An den Rollen können Bremsen oder andere Fixiervorrichtungen vorgesehen sein, die es ermöglichen, die Kalibriereinrichtung an einer gewünschten Position und in einer gewünschten Ausrichtung vor dem Kraftfahrzeug zu fixieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Kalibriertafel beweglich an der Kalibriereinrichtung angebracht sein, so dass die Kalibriertafel gegenüber dem Standfuß bewegt werden kann, um sie in einer gewünschten Position vor dem Kraftfahrzeug zu positionieren und auszurichten.
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Da der wenigstens eine Ausrichtbereich und der wenigstens eine Kalibrierbereich einstückig miteinander ausgebildet sind, wird der Kalibrierbereich „automatisch“ in Bezug auf das Kraftfahrzeug ausgerichtet, wenn der Ausrichtbereich mit Hilfe des wenigstens einen Ausrichtmusters und der wenigstens einen Positionsbestimmungsvorrichtung in Bezug auf das Kraftfahrzeug ausgerichtet wird. Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Kalibriertafel ist es insbesondere nicht erforderlich, den Kalibrierbereich gegenüber dem Ausrichtbereich der Kalibriertafel auszurichten. Der Kalibrierbereich kann daher einfach, schnell und zuverlässig so vor dem Kraftfahrzeug positioniert und ausgerichtet werden, dass der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor des Kraftfahrzeugs mir hoher Genauigkeit kalibrierbar ist. Insbesondere können Kalibrierungsfehler, die sich aus eine fehlerhaften Ausrichtung des Kalibrierbereichs gegenüber dem Ausrichtbereich ergeben könnten, zuverlässig vermieden werden.
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Eine Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist, verbessert und vereinfacht daher das Kalibrieren von in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensoren.
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In einer Ausführungsform umfasst der wenigstens eine Kalibrierbereich wenigstens einen optischen Kalibrierbereich, der insbesondere wenigstens ein optisches Muster enthält, und der zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors ausgebildet ist. Der wenigstens eine optische Fahrzeugumfeldsensor kann beispielsweise eine Kamera, insbesondere ein Mono- oder Stereokamerasystem umfassen. Mit einer derart ausgebildeten Kalibriertafel können optische Fahrzeugumfeldsensoren einfach und zuverlässig kalibriert werden.
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In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine optische Muster wenigstens ein optisches Musterelement, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich ausgeführt ist, so dass es von einem optischen Fahrzeugumfeldsensor gut erkennbar ist.
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In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine optische Muster weiß auf schwarzem Hintergrund oder schwarz auf weißem Hintergrund ausgebildet, da Schwarz und Weiß den größtmöglichen Kontrast bilden.
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In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine optische Muster runde, insbesondere kreisrunde oder elliptische, Elemente, wie z.B. Kreise, Scheiben und/ oder Ringe. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine optische Muster eckige, insbesondere rechteckige oder quadratische, Elemente, d.h. Rechtecke und/oder Quadrate, und/oder Linien umfassen.
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In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine optische Muster eine Vielzahl von Kreisen oder kreisförmigen Scheiben, die in Spalten untereinander angeordnet sind; wenigstens ein, insbesondere zwei Rechtecke, das/die in vertikaler Ausrichtung zwischen zwei Spalten von untereinander angeordneten Kreisen angeordnet ist/sind, und insbesondere ein Rechteck, das in horizontaler Ausrichtung wenigstens zwei Kreise umschließend angeordnet ist. Ein derart ausgebildetes optisches Muster hat sich als gut geeignet zur Kalibrierung optischer Fahrzeugumfeldsensoren erwiesen.
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Auch andere geometrische Formens sind denkbar. Die Anzahl, Anordnung und Ausgestaltung der optischen Elemente des optischen Musters kann insbesondere in Abhängigkeit von den Anforderungen des Herstellers des Kraftfahrzeugs, der im Kraftfahrzeug verbauten optischen Fahrzeugumfeldsensoren und/oder des Fahrerassistenzsystems festgelegt werden.
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In einer Ausführungsform umfasst der wenigstens eine Kalibrierbereich einen Radar-Reflexionsbereich, der zum Kalibrieren eines Radar-Fahrzeugumfeldsensors ausgebildet ist. Mit einer derart ausgebildeten Kalibriertafel können radarbasierte Fahrzeugumfeldsensoren einfach und zuverlässig kalibriert werden.
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In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich insbesondere als Radarstrahlung reflektierender Bereich auf einer beim Kalibrieren dem Kraftfahrzeug zugewandten Vorderseite der Kalibriertafel ausgebildet, so dass die auf die Kalibriertafel einfallende Radarstrahlung effizient reflektiert wird.
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Der Radar-Reflexionsbereich kann als Metallplatte oder als metallisch beschichtete Glas- oder Kunststoffplatte ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich in einem in vertikaler Richtung unteren Bereich der Kalibriertafel ausgebildet. Der Radar-Reflexionsbereich ist insbesondere unterhalb des optischen Kalibrierbereichs angeordnet, da Radarsensoren in Kraftfahrzeugen häufig unterhalb optischer Fahrzeugumfeldsensoren/Kameras angeordnet sind.
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In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich wenigstens so groß, d.h. so breit und so hoch, ausgebildet, dass die von einem Radar-Fahrzeugumfeldsensor eines Kraftfahrzeugs ausgesendete Radarstrahlung vollständig, d.h. über den gesamten Öffnungswinkel des von dem Radar-Fahrzeugumfeldsensor ausgesendeten Radarstrahls, auf den Radar-Reflexionsbereich trifft und von diesem reflektiert wird.
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In einer Ausführungsform umfasst der wenigstens eine Kalibrierbereich („LIDAR-Kalibrierbereich“) wenigstens einen Laser-Reflexionsbereich, der zum Kalibrieren wenigstens eines laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors („LIDAR-Sensor“) ausgebildet ist. In dem wenigstens einen LIDAR-Kalibrierbereich ist insbesondere wenigstens Laser-Reflexionsmuster („LIDAR-Reflexionsmuster“) ausgebildet. Mit einer derart ausgebildeten Kalibriertafel können laserbasierte Fahrzeugumfeldsensoren („LIDAR-Sensoren“) einfach und zuverlässig kalibriert werden. Der Begriff „LIDAR“ steht dabei for „light detection and ranging“.
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In einer Ausführungsform umfasst der wenigstens eine Laser-Reflexionsbereich wenigstens ein Laser-Reflexionsmuster, mit wenigstens einem Laser-Reflexionsmusterelement, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere hell oder weiß reflektierend auf einem dunklen, insbesondere schwarzen, Hintergrund ausgeführt ist.
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In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Laser-Reflexionsmuster wenigstens ein treppenförmiges Laser-Reflexionsmusterelement und/oder zwei rechteckige Laser-Reflexionsmusterelemente, die in vertikaler Ausrichtung links und rechts neben dem treppenförmigen Laser-Reflexionsmusterelement angeordnet sind. Dabei können insbesondere drei Anordnungen von wenigstens einem treppenförmigen Laser-Reflexionsmusterelement und von zwei links und rechts daneben angeordneten rechteckigen und vertikalen Laser-Reflexionsmusterelementen nebeneinander angeordnet sein.
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Derart ausgebildete Laser-Reflexionsmuster haben sich als besonders geeignet zum Kalibrieren von LIDAR-Sensoren erwiesen.
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Da LIDAR-Sensoren im Kraftfahrzeug häufig unterhalb optischer Fahrzeugumfeldsensoren/Kameras angeordnet sind, sind auch die Laser-Reflexionsmuster häufig unterhalb des optischen Kalibrierbereichs angeordnet sein. Die Laser-Reflexionsmuster können insbesondere wenigstens teilweise auf dem Radar-Reflexionsbereich der Kalibriertafel ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform weist die Kalibriertafel zwei Ausrichtbereiche mit jeweils einem Ausrichtmuster zum Bestimmen der Position und der Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug auf, wobei die beiden Ausrichtbereiche in gegenüberliegenden horizontalen Seitenbereichen der Kalibriertafel ausgebildet sind. In einer alternativen Ausführungsform kann auch ein einziges Ausrichtmuster vorgesehen sein, das von zwei oder mehr Positionsbestimmungsvorrichtung optisch erfasst wird.
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In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Kalibrierbereich, insbesondere der optische Kalibrierbereich mit einem optischen Muster zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors, in horizontaler Richtung zwischen den beiden Ausrichtbereichen angeordnet. Eine derartige Anordnung ermöglicht es Positionsbestimmungsvorrichtungen, die seitlich an oder neben dem Kraftfahrzeug, insbesondere an den Rädern des Kraftfahrzeugs, angeordnet sind, die beiden Ausrichtbereiche optisch zu erfassen und die Position der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen. Dadurch kann die Kalibriertafel mit Hilfe der Positionsbestimmungsvorrichtungen gegenüber dem Kraftfahrzeug ausgerichtet werden.
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In einer Ausführungsform umfasst der Kalibrierbereich wenigstens zwei, insbesondere drei, Reflexionsbereiche, die aus einem optischen Reflexionsbereich, einem Radar-Reflexionsbereich und einem Laser-Reflexionsbereich ausgewählt sind. Mit anderen Worten, der Kalibrierbereich umfasst in einer ersten Variante einen optischen Reflexionsbereich und einen Radar-Reflexionsbereich, in einer zweiten Variante einen optischen Reflexionsbereich und einen Laser- bzw. LIDAR-Reflexionsbereich und einer dritten Variante einen Radar-Reflexionsbereich und einen Laser- bzw. LIDAR-Reflexionsbereich. In einer vierten Variante umfasst der Kalibrierbereich einen optischen Reflexionsbereich, einen Radar-Reflexionsbereich und einen Laser-Reflexionsbereich. Mit einer derart ausgebildeten Kalibriertafel können zwei oder sogar drei unterschiedliche Fahrzeugumfeldsensoren (optisch, Radar und LIDAR) kalibriert werden, ohne das dazu zwischen verschiedenen Kalibriertafeln gewechselt werden muss. Da eine Kalibriertafel nach jedem Wechsel erneut zum Kraftfahrzeug ausgerichtet werden muss, wird das Kalibrieren mehrerer Fahrzeugumfeldsensoren durch eine solche Kalibriertafel erheblich vereinfacht und beschleunigt. Darüber können Fehler, die beim erneuten Ausrichten einer ausgewechselten Kalibriertafel entstehen können, zuverlässig vermieden werden.
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In einer Ausführungsform sind der wenigstens eine Kalibrierbereich und der wenigstens eine Ausrichtbereich auf der gleichen Seite der Kalibriertafel ausgebildet. Der wenigstens eine Kalibrierbereich und und der wenigstens eine Ausrichtbereich sind insbesondere gemeinsam auf einer Vorderseite der Kalibriertafel ausgebildet, die im Betrieb, d.h. beim Kalibrieren des wenigstens einen Fahrzeugumfeldsensors, dem Kraftfahrzeug zugewandt ist. Eine derart ausgebildete Kalibriertafel ist zum Zusammenwirken mit Positionsbestimmungsvorrichtungen geeignet, die an oder neben dem Kraftfahrzeug angeordnet sind. Sie ist insbesondere zum Zusammenwirken mit Positionsbestimmungsvorrichtungen geeignet, die an der Karosserie und/oder an den Rädern des Kraftfahrzeugs montiert werden, wie sie beispielsweise aus der Achsvermessung bekannt sind.
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In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Ausrichtbereich auf der anderen Seite der Kalibriertafel, d.h. nicht auf der gleichen Seite wie der wenigstens eine Kalibrierbereich, ausgebildet. Der wenigstens eine Ausrichtbereich kann insbesondere auf einer im Betrieb von dem Kraftfahrzeug abgewandten Rückseite der Kalibriertafel ausgebildet sein, während der wenigstens eine Kalibrierbereich auf der dem Kraftfahrzeug im Betrieb zugewandten Vorderseite der Kalibriertafel ausgebildet ist. Eine derart ausgebildete Kalibriertafel ist zum Zusammenwirken mit Positionsbestimmungsvorrichtungen geeignet, die im Betrieb auf der von dem Kraftfahrzeug abgewandten Rückseite der Kalibriertafel angeordnet sind und sowohl das Kraftfahrzeug als auch die (Rückseite der) Kalibriertafel im Blick haben, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen. Die Positionsbestimmungsvorrichtung kann sich hierfür an charakteristischen Merkmalen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise an einer Antenne, an einem Herstellerlogo, an den Außenspiegeln, oder an ähnlichen Merkmalen des Kraftfahrzeugs orientieren.
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In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Ausrichtmuster wenigstens eine Ausrichtelement, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere weiß auf schwarzem Hintergrund oder schwarz auf weißem Hintergrund ausgeführt ist. Das wenigstens eine Ausrichtelement kann insbesondere wenigstens teilweise retro-reflektierend ausgebildet ist. Ein solches Ausrichtelement ist von einem optischen Sensor, z.B. einer Kamera, einer Positionsbestimmungsvorrichtung gut erkennbar und daher gut geeignet, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel mit Hilfe einer solchen Positionsbestimmungsvorrichtung zu bestimmen.
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Retro-reflektierende Ausrichtelemente sind weniger empfindlich gegen Umwelteinflüsse, insbesondere Fremdlicht. da sie einen größeren Anteil des einfallenden Lichtes zurück zur Kamera reflektieren. Retro-reflektierende Ausrichtelemente werden im Betrieb durch eine aktive Beleuchtungsvorrichtung, die beispielsweise an/in der Positionsbestimmungsvorrichtung vorgesehen ist, beleuchtet.
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In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Ausrichtmuster runde, insbesondere kreisrunde oder elliptische, Elemente, wie z.B. Kreise, Scheiben und/ oder Ringe. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Ausrichtmuster auch eckige, insbesondere rechteckige oder quadratische, Elemente, d.h. Rechtecke und/oder Quadrate, umfassen. Das Ausrichtmuster kann insbesondere so ausgebildet sein, dass es nicht mit dem optischen Muster, das im Kalibrierbereich ausgebildet ist, verwechselbar ist.
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In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Ausrichtelement als rundes, insbesondere kreisrundes, inneres, dunkles oder schwarzes Ausrichtelement ausgeführt ist, das von einem gegenüber dem inneren Ausrichtelement kontrastreich, insbesondere weiß und/oder insbesondere wenigstens teilweise reflektierend ausgeführten, ringförmigen runden oder rechteckigen äußeren Ausrichtelement umschlossen ist.
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Derart ausgebildete Ausrichtelemente haben sich als gut geeignet erwiesen, um es einer Positionsbestimmungsvorrichtung zu ermöglichen, die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel mit der erforderlichen Genauigkeit zu bestimmen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriertafel wenigstens ein nicht-reflektierendes Abdeckelement, das beweglich an der Kalibriertafel angebracht ist. Das Abdeckelement kann wahlweise zwischen wenigstens einer Abdeckposition, in der es den wenigstens einen Ausrichtbereich und/oder den wenigstens einen Kalibrierbereich wenigstens teilweise abdeckt, und einer Freilegeposition, in der es den wenigstens einen Ausrichtbereich und/oder den wenigstens einen Kalibrierbereich vollständig freilegt, bewegt werden. Das Abdeckelement kann beispielsweise als um eine horizontale oder vertikale Achse schwingbare Tür oder Klappe oder als verschiebbares Element, insbesondere als „Schiebetür“, ausgebildet sein. Durch ein solches Abdeckelement kann der jeweils nicht benötigte Bereich wenigstens teilweise abgedeckt werden, um zu verhindern, dass aktuell nicht benötigte Muster mit Mustern des anderen Bereich verwechselt werden und dadurch das Ausrichten der Kalibriertafel bzw. das Kalibrieren eines Fahrzeugumfeldsensors beeinträchtigt wird.
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In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Ausrichtmuster wenigstens eine Skala. Die Skala kann als helle, insbesondere weiße, Skala auf einem dunklen, insbesondere schwarzen Hintergrund, oder als dunkle, insbesondere schwarze, Skala auf einem hellen, insbesondere weißen, Hintergrund ausgebildet sein. Eine auf der Kalibriertafel als Ausrichtmuster ausgebildete Skala kann mit einem Lichtstrahl, insbesondere einem Laserstrahl, bestrahlt werden, der von einer Positionsbestimmungsvorrichtung ausgesendet wird, die an dem Kraftfahrzeug, insbesondere an Rädern des Kraftfahrzeugs, montiert ist. Mit Hilfe einer von dem Lichtstrahl auf der Skala erzeugten Markierung, z.B. einem Lichtpunkt oder einer Lichtlinie, können die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug bestimmt werden. Die Kalibriertafel kann dann in der gewünschten Position und Ausrichtung vor dem Kraftfahrzeug positioniert werden.
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In einer Ausführungsform hat die Kalibriertafel in der Vorderansicht im Wesentlichen die Gestalt eines auf den Kopf stehenden T, mit einem breiteren unteren Bereich und einem schmaleren oberen Bereich. Die beiden Ausrichtbereiche sind dabei an gegenüberliegenden horizontalen Seitenbereichen des breiteren unteren Bereichs der Kalibriertafel ausgebildet. In einer Ausführungsform kann die die Kalibriertafel auch als großes Rechteck ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform ist der optische Kalibrierbereich in dem schmaleren oberen Bereich mit einem optischen Muster zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors ausgebildet. Das optische Muster erstreckt sich dabei insbesondere nach unten hin in den breiteren unteren Bereich der Kalibriertafel hinein.
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In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich zum Kalibrieren eines Radar-Fahrzeugumfeldsensors in dem breiteren unteren Bereich der Kalibriertafel ausgebildet.
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In einer Ausführungsform ist der Laser-Reflexionsbereich zum Kalibrieren wenigstens eines laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere eines LIDAR-Fahrzeugumfeldsensors, in dem breiteren unteren Bereich der Kalibriertafel, insbesondere unterhalb des optischen Reflexionsbereichs, ausgebildet.
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Derart ausgeführte Kalibriertafeln haben sich als gut geeignet zum Kalibrieren von Anordnungen mit mehreren Fahrzeugumfeldsensoren erwiesen, wie sie häufig in Kraftfahrzeugen vorhanden sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch eine Anordnung zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug. Eine solche Anordnung umfasst ein Kraftfahrzeug, das mit wenigstens einem Fahrzeugumfeldsensor ausgestattet ist, und eine Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
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In einer erfindungsgemäßen Anordnung ist die Kalibriertafel relativ zu dem Kraftfahrzeug so angeordnet, dass Positionsbestimmungsvorrichtungen, die insbesondere an den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs, an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs oder neben dem Kraftfahrzeug, in Längsrichtung zwischen einem Vorderrad und einem Hinterrad des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, freien Blick auf die Ausrichtmuster auf der Kalibriertafel haben, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug bestimmen zu können. Wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor ist so gegenüber einem zugehörigen Kalibrierbereich auf der Kalibriertafel angeordnet, dass er mit Hilfe des Kalibrierbereichs kalibrierbar ist.
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Der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor kann ein optischer Fahrzeugumfeldsensor sein, der zum Beispiel an einem Innenspiegel des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in einer Spiegelhalterung, angeordnet ist und der mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen optischen Kalibrierbereichs mit dem optischen Muster kalibrierbar ist.
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Der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor kann ein laserbasierter Fahrzeugumfeldsensor, insbesondere ein LIDAR-Fahrzeugumfeldsensor, sein, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in der Stoßstange oder in einem Bereich des Kühlers oder von Scheinwerfern angeordnet ist und der mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Laser-Reflexionsbereichs kalibrierbar ist.
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Der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor kann ein Radar-Fahrzeugumfeldsensor sein, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einer Stoßstange oder in einem Bereich eines Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und der mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Radar-Reflexionsbereichs kalibrierbar ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch ein Verfahren zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Anordnen einer Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist, so vor dem Kraftfahrzeug und relativ zu dem Kraftfahrzeug, dass wenigstens eine Positionsbestimmungsvorrichtung, die insbesondere an den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs, an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs oder neben dem Kraftfahrzeug, in Längsrichtung zwischen einem Vorderrad und einem Hinterrad des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, freien Blick auf die Ausrichtmuster auf der Kalibriertafel hat, und dass wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor gegenüber einem zugehörigen Kalibrierbereich auf der Kalibriertafel angeordnet ist;
- Bestimmen der Position und der Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug mittels der wenigstens einen Positionsbestimmungsvorrichtung in Zusammenwirkung mit den auf der Kalibriertafel vorhandenen Ausrichtmustern;
- Kalibrieren des optischen Fahrzeugumfeldsensors, der zum Beispiel an einem Innenspiegel des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in einer Spiegelhalterung angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen optischen Kalibrierbereichs mit dem optischen Muster; und/oder
- Kalibrieren des laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere des LIDAR-Fahrzeugumfeldsensors, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einer Stoßstange oder in einem Bereich einer Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Laser-Reflexionsbereichs; und/oder
- Kalibrieren des Radar-Fahrzeugumfeldsensors, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in der Stoßstange oder in einem Bereich des Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Radar-Reflexionsbereichs.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, das optische Muster des optischen Kalibrierbereichs mit der wenigstens einen Positionsbestimmungsvorrichtung zu erfassen und als Ausrichtmuster zu verwenden, um die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messplatzes mit einem Fahrzeug und mit einer Kalibriereinrichtung, die eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
- 2A zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Messplatz mit einem Fahrzeug, einer erfindungsgemäßen Kalibriereinrichtung und an den Hinterrädern des Fahrzeugs angebrachten Positionsbestimmungsvorrichtungen.
- 2B zeigt eine alternative Anordnung mit an den Vorderrädern des Fahrzeugs angebrachten Positionsbestimmungsvorrichtungen.
- 2C zeigt eine weitere Anordnung, bei der die Positionsbestimmungsvorrichtungen in Längsrichtung zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern des Fahrzeugs angeordnet sind.
- 3 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer multifunktionalen Kalibriertafel, die eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
- 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Messplatz, bei dem die Positionsbestimmungsvorrichtung hinter der Messtafel angeordnet ist.
- 5 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer multifunktionalen Kalibriertafel, die eine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
- 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Messplatz mit einer Kalibriertafel, wie sie in der 5 gezeigt ist.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messplatzes 1 mit einem Fahrzeug 18, insbesondere einem Kraftfahrzeug 18, und mit einer Kalibriereinrichtung 2, die einen Standfuß 5, einen auf dem Standfuß 5 abgestützte Säule 7 und eine an der Säule 7 angebrachte Kalibriertafel 8 umfasst, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
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Der Standfuß 5 kann mit in der 1 nicht gezeigten Rollen ausgebildet sein, die es zu ermöglichen, die Kalibriereinrichtung 2 leicht und bequem auf einem Boden 3 des Messplatzes 1 zu bewegen. Durch geeignet ausgebildete Fixiereinrichtungen 9 kann die Kalibriereinrichtung 2 in einer gewünschten Position und Ausrichtung auf dem Boden 3 des Messplatzes 1 fixiert werden.
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Das Fahrzeug 18 hat Vorderräder 14 und in der 1 nicht gezeigte Hinterräder 15.
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Der in der 1 gezeigte Messplatz 1 weist zwei auf dem Boden 3 des Messplatzes 1 angeordnete Fahrschienen 16 auf, auf denen ein Fahrzeug 18 positionierbar ist. Die Fahrschienen 16 sind optional und nicht zwingend erforderlich. Die Vorderräder 14 des Fahrzeugs 18 können auf (in der 1 nicht gezeigten) Drehplatten angeordnet sein, um Lenkeinschläge der Vorderräder 14 des Fahrzeugs 18 zu ermöglichen.
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Das Fahrzeug 18 weist ein Fahrerassistenzsystem 17 und drei Fahrzeugumfeldsensoren 20, 22, 24 auf. Die Fahrzeugumfeldsensoren 20, 22, 24 werden im Folgenden verkürzt als „Sensoren“ 20, 22, 24 bezeichnet.
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Das Fahrerassistenzsystem 17 kann auch mehr oder weniger als drei Sensoren 20, 22, 24 aufweisen. Zum Kalibrieren des Fahrerassistenzsystems 17 und/oder der Sensoren 20, 22, 24 des Fahrerassistenzsystems 17 wird die Kalibriereinrichtung 2 mit der Kalibriertafel 8 an einer vorgegebenen Position und in einer vorgegebenen Ausrichtung, insbesondere in einem rechten Winkel zu einer Symmetrieachse und/oder geometrischem Fahrachse F des Fahrzeugs 18, angeordnet, wie es schematisch in den 2A-2C gezeigt ist.
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2A zeigt eine schematische Draufsicht auf den Messplatz 1. An den beiden Hinterrädern 15 des Fahrzeugs 18 ist jeweils eine Positionsbestimmungsvorrichtung 30 angebracht. Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 wirken mit Ausrichtmustern 85, 86, die auf der Kalibriertafel 8 ausgebildet sind, zusammen, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel 8 zu bestimmen.
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Dies umfasst insbesondere, den Rollwinkel, den Nickwinkel und den Gierwinkel α der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen. Darüber hinaus können der Abstand D zwischen den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 und der Kalibriertafel 8, die Höhe H der Kalibriertafel 8 über dem Boden 3 des Messplatzes 1 (siehe 1) und die Position x der Kalibriertafel 8 in horizontaler Richtung orthogonal zur Fahrachse F bestimmt werden.
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Auf Grundlage dieser Informationen kann die Kalibriertafel 8 exakt vor dem Fahrzeug 18 ausgerichtet werden.
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Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 weisen insbesondere jeweils einen optischen Sensor 30a, beispielsweise eine Kamera 30a, auf. Der optische Sensor 30a ist dazu ausgebildet, wenigstens eines der auf der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmuster 85, 86 optisch zu erfassen, um es den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 zu ermöglichen, aus den von den optischen Sensoren 30a erfassten Bildern der Ausrichtmuster 85, 86 die Ausrichtung und Orientierung der Messtafel in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen.
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2B zeigt eine alternative Anordnung des Fahrzeugs 18, der Kalibriereinrichtung 2 und der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30. In der in der 2B gezeigten Anordnung sind die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 nicht an den Hinterrädern 15, sondern an den Vorderrädern 14 des Fahrzeugs 18 angebracht. Im Übrigen entspricht die in der 2B gezeigte Anordnung der in der 2A gezeigten Anordnung.
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2C zeigt eine weitere alternative Anordnung. In der in der 2C gezeigten Anordnung sind die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 nicht an den Rädern 14, 15 des Fahrzeugs 18, sondern zwischen den Vorderrädern 14 und den Hinterrädern 15 seitlich neben dem Fahrzeug 18 angeordnet. Auf jeder Seite des Fahrzeugs 18 ist jeweils eine Positionsbestimmungsvorrichtung 30 vorgesehen. Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 sind insbesondere spiegelsymmetrisch zur Fahrachse F des Fahrzeugs 18 angeordnet.
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Die in der 2C gezeigten Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 weisen jeweils einen ersten optischen Sensor 30a, insbesondere eine Kamera 30a, auf, der ausgebildet ist, ein auf der Kalibriertafel 8 ausgebildetes Ausrichtmuster 85, 86 optisch zu erfassen, um es den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 zu ermöglichen, aus den von den Sensoren 30a erfassten Bildern der Ausrichtmuster 85, 86 die Ausrichtung und Orientierung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen.
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Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 weisen zusätzlich jeweils einen zweiten optischen Sensor 30b, insbesondere eine Kamera 30b, auf, der ausgebildet ist, eine Messtafel 31 („Messtarget“), die an einem der Hinterräder 15 des Fahrzeugs 18 angebracht ist, optisch zu erfassen. Auch auf den Messtafeln 31 sind optische Muster 31a ausgebildet, die es den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 ermöglichen, die Position und Orientierung der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 in Bezug auf die Messtafeln 31 und damit in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen.
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Auf diese Weise können die Position und Ausrichtung der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 sowohl in Bezug auf die Kalibriertafel 8 als auch in Bezug auf das Fahrzeug 18 bestimmt werden. Durch Kombinieren dieser Informationen können die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 bestimmt werden, so dass die Kalibriertafel 8 durch Bewegen der Kalibriertafel 8 oder des Fahrzeugs 18 so gegenüber dem Fahrzeug 18 ausgerichtet werden kann, wie für die Kalibrierung der Sensoren 20, 22, 24 erforderlich ist.
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3 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer Kalibriertafel 8, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
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Der äußere Umriss der Kalibriertafel 8 ist spiegelsymmetrisch zu einer vertikalen Mittelachse A, die in der Regel auf die Fahrachse F des Fahrzeugs 18 ausgerichtet wird.
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Die Kalibriertafel 8 umfasst einen oberen Bereich 81 und einen unteren Bereich 82. Um die zum exakten Kalibrieren der Sensoren 20, 22, 24 erforderlich Ebenheit der Kalibriertafel 8 sicherzustellen, ist die Kalibriertafel 8 einstückig ausgebildet, d.h. der obere Bereich 81 und der unteren Bereich 82 sind keine separaten Elemente, vielmehr ist die gesamte Kalibriertafel 8 aus einem durchgehenden Element ausgebildet.
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In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel weist der untere Bereich 82 in einer horizontalen Richtung, d.h. in einem rechten Winkel zur vertikalen Mittelachse A, eine größere Breite B2 auf als der obere Bereich 81, der eine geringere Breite B1 hat (B1 < B2). Die Kalibriertafel 8 hat so in der Vorderansicht im Wesentlichen die Gestalt eines auf den Kopf gestellten T.
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Eine solche Ausführung der Kalibriertafel 8 ist jedoch nur beispielhaft. Abhängig von den Bedürfnissen des Fahrerassistenzsystems 17 und der zu kalibrierenden Sensoren 20, 22, 24 sind sowohl Ausführungen möglich, in denen der obere Bereich 81 und der untere Bereich 82 die gleiche Breite aufweisen (B1 = B2), als auch Ausführungen, in denen der obere Bereich 81 breiter als der untere Bereich 82 ist (B1 > B2).
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Zumindest einer der beiden Bereiche 81, 82, insbesondere der untere Bereich 82, der Kalibriertafel 8 ist als Radar-Reflexionsbereich 80, insbesondere als metallbeschichteter Radar-Reflexionsbereich 80 und/oder als Metallplatte ausgebildet. Die Metallplatte bzw. die metallische Beschichtung des Radar-Reflexionsbereichs 80 ist insbesondere auf dem dem Fahrzeug 18 zugewandten Seite der Kalibriertafel 8 ausgebildet.
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Der wenigstens eine Radar-Reflexionsbereich 80 reflektiert von wenigstens einem Radarsensor 20 des Fahrzeugs 18 ausgesendet Radarstrahlung 21 zurück auf den Radarsensor 20 und ermöglicht es somit, den wenigstens einem Radarsensor 20 zu kalibrieren. Um den wenigstens einem Radarsensor 20 mit hoher Genauigkeit kalibrieren zu können, weist der Radar-Reflexionsbereich 80 eine hohe Ebenheit mit Abweichungen von weniger als 0,5 mm auf. In einem mittleren Bereich, in dem die auftreffende Radarstrahlung in der Regel die höchste Intensität hat, weist der Radar-Reflexionsbereich 80 insbesondere eine Ebenheit mit Abweichungen von weniger als 0,2 mm auf.
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Höhe und Breite des Radar-Reflexionsbereichs 80 sind so dimensioniert, dass ein von dem Radarsensor 20 ausgesendete Radarstrahl 21 vollständig, d.h. über seinen gesamten Öffnungswinkel β, von dem Radar-Reflexionsbereichs 80 reflektiert wird (siehe 2A-2C).
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In einer unteren Hälfte des unteren Bereich 82 ist ein Laser-Reflexionsbereich („LIDAR-Reflexionsbereich“) 83 mit mehreren geometrischen Laser-Reflexionsmuster („LIDAR-Muster“) 83a, 83b, 83c ausgebildet, die zum Kalibrieren von Laser-Sensoren („LIDAR-Sensoren“) 22 des Fahrzeugs 18 vorgesehen sind. LIDAR-Sensoren 22 können beispielsweise in einer Stoßstange 19 (siehe 1) oder in einem Bereich 12 eines Kühlers oder von Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs 18 angeordnet sein (siehe 1).
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In dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei identische LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c auf der Kalibriertafel 8 ausgebildet. Die LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c weisen jeweils mehrere Laser-Reflexionsmusterelemente 831, 832, 833, 834 auf, die gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere hell oder weiß reflektierend auf einem dunklen, insbesondere schwarzen, Hintergrund ausgeführt sind.
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In dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c jeweils zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete treppenförmige Laser-Reflexionsmusterelemente 832, 833 und zwei rechteckige Laser-Reflexionsmusterelemente 831, 834, die in vertikaler Ausrichtung links und rechts neben den treppenförmigen Laser-Reflexionsmusterelementen 832, 833 angeordnet sind.
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Die Anzahl, Anordnung und Ausgestaltung der in der 3 gezeigten LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c ist nur beispielhaft. Die LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c können in Abhängigkeit von den Anforderungen des Herstellers der LIDAR-Sensoren 22, des Fahrerassistenzsystems 17 und/oder des Fahrzeugs 18 auch in einer anderen Anzahl, Anordnung und/oder Ausgestaltung ausgebildet sein.
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Im oberen Bereich 81 der Kalibriertafel 8 und in einem in horizontaler Richtung mittleren Bereich der oberen Hälfte des unteren Bereichs 82 der Kalibriertafel 8 ist ein optischer Reflexionsbereich 84 mit einem optischen Muster 84 ausgebildet. Der optische Reflexionsbereich 84 ist zum Kalibrieren optischer Sensoren 24, insbesondere von Mono- oder Stereokameras (2D- und/oder 3D-Kameras), vorgesehen.
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In dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das optische Muster 84 eine Mehrzahl kreisförmiger Elemente 84a, die in einer rechteckigen Matrix angeordnet sind. Das optische Muster 84 umfasst darüber hinaus auch eine Anzahl rechteckiger Elemente 84b. Die rechteckigen Elemente 84b können jeweils in einer horizontalen, vertikalen oder auch (nicht in den Figuren gezeigten) diagonalen Orientierung ausgerichtet sein. Das in der 3 gezeigte optische Muster 84 ist spiegelsymmetrisch zur vertikalen Mittelachse A.
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Die kreisförmige und rechteckigen Elementen 84a, 84b können als helle, insbesondere weiße, Kreise, Rechtecke, Scheiben oder Ringe auf einem dunklem, insbesondere schwarzem, Untergrund, oder als dunkle, insbesondere schwarze, Kreise, Rechtecke, Scheiben oder Ringe auf einem hellem, insbesondere weißen, Untergrund ausgebildet sein.
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Die Anzahl, Anordnung und Ausgestaltung der in der 3 gezeigten Elemente 84a, 84b des optischen Musters 84 ist nur beispielhaft. Das optische Muster 84 kann in Abhängigkeit von den Anforderungen des Herstellers des Fahrzeugs 18, der im Fahrzeug 18 verbauten optischen Sensoren 24 und/oder des Fahrerassistenzsystems 17 auch eine andere Anzahl, Anordnung und/oder Ausgestaltung von Elementen 84a, 84b aufweisen.
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Der Radar-Reflexionsbereich 80, der LIDAR-Reflexionsbereich 83 und der optische Reflexionsbereich 84 bilden gemeinsam einen Kalibrierbereich 80, 83, 84, der die zum Kalibrieren der Sensoren 20, 22, 24 vorgesehenen Bereiche der Kalibriertafel 8 umfasst.
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An den seitlichen äußeren Enden 82a, 82b der oberen Hälfte des unteren Bereichs 82 der Kalibriertafel 8 ist jeweils ein Ausrichtmuster 85, 86 ausgebildet. Die Ausrichtmuster 85, 86 bilden zusammen einen Ausrichtbereich 85, 86 der Kalibriertafel 8. Die Ausrichtmuster 85, 86 sind jeweils dazu vorgesehen, mit einer seitlich des Fahrzeugs 18, insbesondere mit einer an den Vorder- oder Hinterrädern 14, 15 des Fahrzeugs 18, angebrachten Positionsbestimmungsvorrichtung 30 (siehe 2A-2C) zusammenzuwirken, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel 8, insbesondere den Rollwinkel, den Nickwinkel und den Gierwinkel α der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen, so dass die Kalibriertafel 8 auf Grundlage dieser Informationen exakt vor dem Fahrzeug 18 ausgerichtet werden kann. Darüber hinaus können der Abstand D zwischen den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 und der Kalibriertafel 8, die Höhe H der Kalibriertafel 8 über dem Boden 3 des Messplatzes 1 (siehe 1) und die Position x der Kalibriertafel 8 in horizontaler Richtung orthogonal zur Fahrachse F bestimmt werden.
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An den Rädern 14, 15 des Fahrzeugs 18 können insbesondere Vorrichtungen 30, wie sie aus der Achsvermessung bekannt sind, angebracht sein und zur Positionsbestimmung der Kalibriertafel 8 verwendet werden. In Werkstätten, die bereits über solche Vorrichtungen 30 zur Achsvermessung verfügen, können auf diese Weise die Kosten für zusätzliche Geräte zur Positionsbestimmung der Kalibriertafel 8 eingespart werden.
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Die Ausrichtmuster 85, 86 umfassen Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b, die gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere weiß auf schwarzem Hintergrund oder schwarz auf weißem Hintergrund, ausgebildet sind. Die Ausrichtelemente 85a, 86a, 86 können auch wenigstens teilweise retro-reflektierend ausgebildet sein. Derartige Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b sind von einem optischen Sensor 30a, z.B. einer Kamera 30a, der Positionsbestimmungsvorrichtung 30 gut erkennbar. Retro-reflektierende Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b sind insbesondere weniger empfindlich gegen Umwelteinflüsse, wie z.B. Fremdlicht. Sie sind daher gut geeignet, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel 8 mit Hilfe einer Positionsbestimmungsvorrichtung 30 zu bestimmen.
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Retro-reflektierende Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b werden im Betrieb durch eine Beleuchtungsvorrichtung 33, die beispielsweise an der Positionsbestimmungsvorrichtung 30 vorgesehen ist, beleuchtet.
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Die Ausrichtmuster 85, 86 können Punkte, Ringe, Scheiben, Kreise 85a, 86a, Rechtecke 86b, insbesondere Quadrate, und/oder andere, in der 3 nicht gezeigte geometrische Elemente, beispielsweise Ellipsen und/oder Vielecke, enthalten.
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Die Elemente 85a, 86a, 86b der Ausrichtmuster 85, 86 können als helle, insbesondere weiße, Elemente 85a, 86a, 86b auf dunklem, insbesondere schwarzem, Untergrund, oder als dunkle, insbesondere schwarze, Elemente 85a, 86a, 86b auf hellem, insbesondere weißem, Untergrund ausgebildet sein. Die Elemente 85a, 86a, 86b können auch als Licht reflektierende Retroreflexmarken ausgebildet sein.
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Die Ausrichtmuster 85, 86 am linken und rechten Ende 82a, 82b der Kalibriertafel 8 können unterschiedlich ausgebildet sein, wie es in der 3 gezeigt ist. Die Ausrichtmuster 85, 86 an den beiden äußeren Ende 82a, 82b der Kalibriertafel 8 können aber auch identisch oder spiegelsymmetrisch ausgebildet sein.
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Um Verwechslungen zwischen den Elementen 84a, 84b des optischen Musters 84 bzw. den LIDAR-Mustern 83a, 83b, 83c mit den Ausrichtmustern 85, 86 zu vermeiden, sind die Ausrichtmuster 85, 86 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie sich deutlich von den Elementen 84a, 84b des optischen Musters 84 und den LIDAR-Mustern 83a, 83b, 83c unterscheiden.
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Es ist auch möglich, ein geeignet ausgebildetes optisches Muster 84 des optischen Kalibrierbereichs 84 mit den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 zu erfassen und als Ausrichtmuster 85, 86 zu verwenden, um die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Kraftfahrzeug 18 zu bestimmen. Mit anderen Worten, das optische Muster 84 des optischen Kalibrierbereichs 84 und die Ausrichtmuster 85, 86 können zu einem einzigen Kalibrier- und Ausrichtmuster 84, 85, 86 zusammengefasst sein, so dass auf separat ausgebildete Ausrichtmuster 85, 86 verzichtet werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich können an der Kalibriertafel 8 bewegliche, nicht-reflektierende, Abdeckelemente 51, 52 (siehe 2A-2C), z.B. in Form von Klappen oder Türen, vorgesehen sein, die es ermöglichen, einzelne Bereiche/Muster, insbesondere die Ausrichtmuster 85, 86, der Kalibriertafel 8 wahlweise wenigstens teilweise abzudecken oder vollständig freizulegen.
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Mit Hilfe derartiger beweglicher Abdeckelemente 51, 52 können einzelne Bereiche/ Muster der Kalibriertafel 8 gezielt abgedeckt werden, wenn sie nicht benötigt werden. Auf diese Weise kann zuverlässig verhindert werden, dass aktuell nicht benötigte Bereiche oder Muster mit anderen Bereichen oder Mustern verwechselt werden und dadurch die Positionsbestimmung und/oder Kalibrierung stören.
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Die bewegliche Abdeckelemente 51, 52 können um eine horizontale Achse oder um eine vertikale Achse B schwenkbar sein. Die bewegliche Abdeckelemente 51, 52 können auch als parallel zur Ebene der Kalibriertafel 8 verschiebbare Elemente („Schiebetüren“) ausgebildet sein.
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In dem in den 2A, 2B, 2C und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausrichtmuster 85, 86 auf einer dem Fahrzeug 18 zugewandten Vorderseite 8a der Kalibriertafel 8 ausgebildet, d.h. auf der gleichen Seite 8a der Kalibriertafel 8, auf der auch die zum Kalibrieren der Sensoren 20, 22, 24 vorgesehenen Muster 83a, 83b, 83c, 84 ausgebildet sind. Eine derart ausgebildete Kalibriertafel 8 ist zum Zusammenwirken mit Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 vorgesehen, die seitlich am Fahrzeug 18, insbesondere an den Vorderrädern 14 oder an den Hinterrädern 15 des Fahrzeugs 18, angebracht sind, wie es in den 2A-2C gezeigt ist.
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Alternativ oder zusätzlich können auch auf der von dem Fahrzeug 18 abgewandten Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 Ausrichtmuster 95, 96 ausgebildet sein, wie es in der 4 gezeigt ist.
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Auf der Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 ausgebildete Ausrichtmuster 95, 96 können von wenigstens einer Positionsbestimmungsvorrichtung 98 optisch erfasst werden, die auf der von dem Fahrzeug 18 abgewandten Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 angeordnet ist und die sowohl das Fahrzeug 18, insbesondere charakteristische Merkmale des Fahrzeugs 18, als auch die auf der Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmuster 95, 96 optisch erfasst (siehe 4), um die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen.
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Die auf der Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmuster 95, 96 können genauso wie die oder ähnlich den auf der Vorderseite 8a der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmustern 85, 86, wie sie in der 3 gezeigt sind, ausgebildet sein.
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5 zeigt eine Kalibriertafel 8 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Der Aufbau der in der 4 gezeigten Kalibriertafel 8 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der in der 3 gezeigten Kalibriertafel 8. Insbesondere weist auch die in der 4 gezeigte Kalibriertafel 8 einen oberen Bereich 81 und einen unteren Bereich 82 auf, die einstückig miteinander ausgebildet sind.
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Auch bei der in der 4 gezeigten Kalibriertafel 8 ist wenigstens ein Bereich 81, 82 der Kalibriertafel 8 als Radar-Reflexionsbereich 80 ausgebildet; und die Kalibriertafel 8 weist LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c zum Kalibrieren von LIDAR-Sensoren 22 und ein optisches Muster 84 zum Kalibrieren optischer Sensoren (Kameras) 24 auf.
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Auf der in der 5 gezeigten Kalibriertafel 8 sind die Ausrichtmuster 85, 86 an den äußeren Enden 82a, 82b der oberen Hälfte des unteren Bereichs 82 der Kalibriertafel 8 als Skalen 91, 92 ausgebildet.
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Die Skalen 91, 92 sind dazu vorgesehen, mit Laser-Positioniervorrichtungen 32, die anstelle der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 an dem Fahrzeug 18, insbesondere an Rädern 14, 15 des Fahrzeugs 18, angebracht sind (siehe 6), zusammenzuwirken, um die Kalibriertafel 8 an der korrekten Position und in der korrekten Ausrichtung vor dem Fahrzeug 18 anzuordnen.
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Wird eine Kalibriertafel 8 mit Skalen 91, 92, wie sie in den 5 und 6 gezeigt ist, verwendet, projizieren am Fahrzeug 18, insbesondere an den Vorderrädern 14 oder an den Hinterrädern 15 des Fahrzeugs 18, angebrachte Laser-Positioniervorrichtungen 32 jeweils einen Laserstrahl 34 auf jeder der beiden Skalen 91, 92. Die Kalibriertafel 8 wird dann so ausgerichtet, dass sich von den Laserstrahlen 34 auf der Kalibriertafel 8 erzeugte Markierungen (Laserpunkte oder -striche) an vorgegebenen Stellen der Skalen 91, 92 befinden.
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Zusätzlich zu den Skalen 91, 92 können auf der dem Fahrzeug 18 zugewandten Vorderseite 8a und/oder auf der von dem Fahrzeug 18 abgewandten Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 Ausrichtmuster 85, 86, 95, 96 ausgebildet sein, wie sie in den 2A-2C, 3 und 4 gezeigt sind. Eine Kalibriertafel 8, die sowohl Skalen 91, 92 als auch Ausrichtmuster 85, 86, 95, 96, wie sie in den 2A-2C, 3 und 4 gezeigt sind, aufweist, kann sowohl in Kombination mit den in der 6 gezeigten Laser-Positioniervorrichtungen 32, als auch in Kombination mit optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 30, 98, wie sie in den 2A, 2B, 2C und 4 gezeigt sind, verwendet werden.
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Die in den 3 und 5 gezeigten Anordnungen der Bereiche 80, 83, 84, Muster 83a, 83b, 83c, 84, 85, 86 und Skalen 91, 92 auf der Kalibriertafel 8 ist nur beispielhaft. In Abhängigkeit von den Bedürfnissen des Fahrerassistenzsystems 17, der im Fahrzeug verbauten, zu kalibrierenden Sensoren 20, 22, 24 sowie der verwendeten Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 bzw. Laser-Positioniervorrichtungen 32 könne die Bereiche 80, 83, 84, Muster 83a, 83b, 83c, 84, 85, 86 und/ oder Skalen 91, 92 auch in anderen Anordnungen auf der Kalibriertafel 8 ausgebildet sein.
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Eine multifunktionale Kalibriertafel 8, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist, kann auf einfache Weise exakt und zuverlässig in der richtigen Position und Ausrichtung vor dem Fahrzeug 18 positioniert werden.
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Eine erfindungsgemäße Kalibriertafel 8 ermöglicht es darüber hinaus, eine Mehrzahl (unterschiedlicher) Sensoren 20, 22, 24 eines Fahrzeugs 18 bzw. eines Fahrerassistenzsystems 17 mit nur einer einzigen Kalibriertafel 8 zu kalibrieren. Die Kalibriertafel 8 muss daher nicht ausgewechselt werden, um die unterschiedlichen Sensoren 20, 22, 24 des Fahrzeugs 18 zu kalibrieren. Mit einer erfindungsgemäßen Kalibriertafel 8 kann die Kalibrierung aller in einem Fahrzeug 18 verbauten Sensoren 20, 22, 24 daher einfacher und schneller durchführt werden als mit einer herkömmlichen Kombination unterschiedlicher Kalibriertafeln, die für die Kalibrierung jedes Sensors 20, 22, 24 jeweils erneut vor dem Fahrzeug 18 positioniert und ausgerichtet werden müssen.
