DE10229336A1

DE10229336A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Bildsensorsystemen

Info

Publication number: DE10229336A1
Application number: DE10229336A
Authority: DE
Inventors: Steffen Abraham
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-29
Filing date: 2002-06-29
Publication date: 2004-01-15
Also published as: DE50309006D1; EP1376051B1; EP1376051A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems (14), das sich vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug (10) befindet, wobei das Bildsensorsystem (14) ein Kalibrierobjekt (12) aufnimmt, das aufgenommene Kalibrierobjekt (12) und ein Wert, der die Lage und/oder die Ausrichtung des Kalibrierobjektes (12) und des Bildsensorsystems (14) zueinander repräsentiert, zur Kalibrierung verwendet wird und ein Lagebezugsensor (16) diesen Wert ermittelt. Als Lagebezugsensoren (16) sind Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Laserentfernungsmesser oder Stereokameras geeignet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug befindet.

In Kraftfahrzeugen ist an den Einsatz von Bildsensorsystemen beispielsweise zur Erfassung des Fahrzeugumfeldes oder des Fahrzeuginnenraumes gedacht. Insbesondere ist die Verwendung der Bildsensorsysteme in Fahrerassistenzsystemen geplant. Beispielsweise ist es möglich, Bildsensorsysteme zur automatische Abstandsregelung des Kraftfahrzuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einzusetzen. Im Fahrzeuginnenraum ist der Einsatz von Bildsensorsystemen zur Steuerung der Auslösung von Airbags vorgesehen. Insbesondere kann das Bildsensorsystem hierbei zur Überprüfung der Sitzbelegung verwendet werden.

Zur Vergrößerung des Bilderfassungsbereiches ist der Einsatz von mehreren Bildsensorsystemen im Kraftfahrzeug geplant, wobei sich deren Erfassungsbereiche zumindest teilweise überlappen können. Insbesondere ist der Einsatz von Stereokameras vorgesehen, die aus zwei Bildsensorsystemen bestehen, welche im wesentlichen dieselbe Szene aufnehmen.

Es ist bekannt, dass zur Bestimmung von geometrischen Daten im Kraftfahrzeugumfeld durch Bildsensorsysteme deren Kalibrierung erforderlich ist. Dabei werden extrinsische und intrinsische Kalibrierdaten ermittelt. Extrinsische Kalibrierdaten sind beispielsweise die Position und Orientierung des Bildsensorsystems zum Kraftfahrzeug, während intrinsische Kalibrierdaten die optische Abbildung innerhalb des Bildsensorsystems beschreiben.

Vorteile der Erfindung

Das nachfolgend beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise an und/oder in und/oder auf einem Kraftfahrzeug befindet, hat den Vorteil, dass durch die Verwendung eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht wird. Damit werden anderseits gegebene Genauigkeitsanforderungen an die Kalibrierung und die Kalibrierdaten mit weniger Aufwand erfüllt. In der Kraftfahrzeugfertigung und in der Kraftfahrzeugwerkstatt führt dies zu einer Zeit- und Kosteneinsparung. Gleichzeitig wird in vorteilhafter Weise die notwendige Rechenleistung der Auswerteeinheit, die vorzugsweise durch einen Mikroprozessor realisiert ist und die Kalibrierdaten ermittelt, reduziert. Dies führt ebenfalls zu einer Kosteneinsparung.

In besonders vorteilhafter Weise entfällt bei Verwendung wenigstens eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, die exakte Positionierung des wenigstens einen Bildsensorsystems bezüglich des wenigstens einen Kalibrierobjektes. Insbesondere wird in der Kraftfahrzeugfertigung und in der Kraftfahrzeugwerkstatt bei der Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems in einem Kraftfahrzeug die genaue Fahrzeugpositionierung überflüssig. Eine genaue Fahrzeugpositionierung erfolgt ansonsten durch technisch aufwendige Lösungen, wie beispielsweise einem Achsmessstand. In der Fahrzeugfertigung werden durch das nachfolgend beschriebene Verfahren und die Vorrichtung Kosten gespart, weil die Verwendung von Vorrichtungen zur Fahrzeugpositionierung, wie dem Achsmessstand, unnötig wird. In der Kraftfahrzeugwerkstatt sind anderseits oftmals keine Einrichtungen zur exakten Fahrzeugpositionierung vorhanden. In vorteilhafter Weise wird durch das nachfolgend beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems in einem Kraftfahrzeug die Kalibrierung in einer Kraftfahrzeugwerkstatt mit geringerem technischen Aufwand, insbesondere ohne einen Achsmessstand, ermöglicht.

In vorteilhafter Weise ermöglicht die Verwendung eines Lagebezugsensors eine technisch einfache Lösung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems. Durch die Verwendung der Messwerte des Lagebezugsensors wird in vorteilhafter Weise eine automatische Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug befindet, oder die Ermittlung von Kalibrierdaten ermöglicht. Dies spart technischen Aufwand und führt dadurch zu einer Kostenverringerung.

In vorteilhafter Weise weist das wenigstens eine Kalibrierobjekt wenigstens ein Kalibrierbezugmerkmal auf, wobei das wenigstens eine Kalibrierbezugmerkmal so beschaffen ist, das es zur Aufnahme durch das wenigstens eine Bildsensorsystem geeignet ist. Durch einen großen Kontrast und/oder eine reflektierende Oberfläche und/oder eine besondere Form, wie beispielsweise eine Kreis- oder Quadratform, wird eine automatische Erfassung des Kalibrierbezugmerkmals durch das Bildsensorsystem und die nachfolgende Identifikation des Kalibrierbezugmerkmals durch die Auswerteeinheit ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von wenigstens einem Testfeld als Kalibrierobjekt. Testfelder zeichnen sich durch eine geometrisch bekannte Gestaltung aus, die eine einfache, automatische und hochpräzise Auswertung der aufgenommenen Bilder durch das wenigstens eine Bildsensorsystem ermöglichen. Insbesondere ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug befindet, in vorteilhafter Weise die Verwendung von geometrisch ebenen Testfeldern. In vorteilhafter Weise ist die Bestimmung von intrinsischen Kalibrierdaten aus einer einzigen Abbildung, also einem einzigen Bilddatensatz, bei Verwendung wenigstens eines ebenen Testfeldes möglich. Ebene Testfelder weisen Vorteile in der Handhabung, der Herstellung und durch den geringen Platzbedarf bei der Lagerung auf. Dies führt zu einer Reduzierung von Aufwand und Kosten bei der Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise in einen Kraftfahrzeug befindet. Besonders vorteilhaft ist die Realisierung eines ebenen Testfeldes beispielsweise an der Wand einer Kraftfahrzeugwerkstatt, indem man wenigstens ein Kalibrierbezugsmerkmal an und/oder auf der Wand befestigt oder man montiert das gesamte Testfeld auf die Wand der Kraftfahrzeugwerkstatt.

Vorteilhaft ist, dass die räumliche geometrische Anordnung des wenigstens einen Kalibrierbezugmerkmals insbesondere als Parameter P_3D und/oder als Parameter P_T bekannt ist. Insbesondere beim Einsatz des Verfahrens und der Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug ist der Parameter P_3D und/oder der Parameter P_T in vorteilhafter Weise in der Auswerteeinheit abgespeichert oder kann beispielsweise durch ein Diagnosegerät eingelesen werden. Das Einlesen der Parameter P_3D und/oder der Parameter P_T bietet die Möglichkeit, das Kalibrierobjekt zu verändern, ohne die gesamte Auswerteeinheit wechseln zu müssen. Insbesondere ist es möglich unterschiedlich große Kalibrierobjekte zu verwenden und die zugehörige Daten einfach über eine Signalleitung in die Auswerteeinheit vor der Durchführung des Kalibriervorganges einzulesen.

In vorteilhafter Weise wird als Wert, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, die Entfernung des wenigstens einen Kalibrierobjektes zum Bildsensorsystem verwendet und in vorteilhafter Weise durch wenigstens einen Lagebezugsensor, beispielsweise durch einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder einen Laserentfernungsmesser und/oder eine Stereokamera in einem Kraftfahrzeug, ermittelt. Durch die Bestimmung der Entfernung zwischen dem wenigstens einen Bildsensorsystem und wenigstens einem Testfeld bei der Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems beispielsweise in einem Kraftfahrzeug wird in besonders vorteilhafter Weise die Genauigkeit der Bestimmung der intrinsischen Kalibrierdaten und die Genauigkeit der Bestimmung der extrinsischen Kalibrierdaten, insbesondere der Position und Orientierung von wenigstens zwei Bildsensorsystemen zueinander, erhöht. Dieser Vorteil wird dadurch verstärkt, dass die Entfernung zwischen dem wenigstens einen Testfeld und dem wenigstens einen Bildsensorsystem einfach und genau zu messen ist.

In einer Variante des nachfolgend beschriebenen Verfahrens wird als Wert, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, die Position des wenigstens einen Kalibrierobjektes zum Bildsensorsystem verwendet und in vorteilhafter Weise durch wenigstens einen Lagebezugsensor, beispielsweise durch einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder einen Laserentfernungsmesser und/oder eine Stereokamera in einem Kraftfahrzeug, ermittelt. Die Ermittlung der Position erhöht in vorteilhafter Weise die Genauigkeit der Kalibrierung.

In besonders vorteilhafter Weise wird in wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen des Kalibrierobjektes in Bezug zum Bildsensorsystem jeweils wenigstens ein Bilddatensatz durch das wenigstens eine Bildsensorsystem aufgenommen. Bei Verwendung jeweils wenigstens eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, wird die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht. Bei der Kalibrierung von wenigstens einem Bildsensorsystem in einem Kraftfahrzeug wird durch die Verwendung von Messdaten von Sensoren, welche die Fahrzeugbewegung zwischen den wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen messen, die Genauigkeit der Kalibrierung in vorteilhafter Weise gesteigert. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Verwendung von Messdaten von Radsensoren und/oder Lenkwinkelsensoren.

In vorteilhafter Weise ermöglicht das Verfahren die Bestimmung von Kalibrierdaten des wenigstens einen Bildsensorsystems, wobei sich das Bildsensorsystem vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug befindet. Insbesondere ist die Bestimmung

– der geometrischen Position des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zum Kraftfahrzeug und/oder
– des Nickwinkels des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeugs und/oder
– des Gierwinkels des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeugs und/oder
– des Wankwinkels des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeugs und/oder
– der Kamerakonstante des wenigstens einen Bildsensorsystems und/oder
– des Kamerahauptpunktes des wenigstens einen Bildsensorsystems und/oder
– wenigstens eines Verzeichnisparameters des wenigstens einen Bildsensorsystems möglich.

Insbesonders ermöglicht das nachfolgend beschriebene Verfahren und die Vorrichtung in besonders vorteilhafter Weise die genaue Bestimmung der intrinischen Kalibrierdaten, also der Kamerakonstante und/oder des Kamerahauptpunktes und/oder wenigstens eines Verzeichnisparameters des wenigstens einen Bildsensorsystems, insbesondere im bevorzugten Ausführungsbeispiels, als auch in allen Varianten der Endung.

In besonders vorteilhafter Weise ermöglicht das Verfahren die Bestimmung der Kalibrierdaten von wenigstens zwei Bildsensorsystemen, wobei hierbei als Kalibrierdaten zusätzlich die Position und/oder die Orientierung der Bildsensorsysteme zueinander ermittelt werden. Insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Stereokameras, die aus zwei Bildsensorsystemen bestehen, welche im wesentlichen dieselbe Szene aufnehmen, ermöglicht das nachfolgend beschriebenen Verfahren und die Vorrichtung deren Kalibrierung. Die Vorrichtung und das Verfahren ermöglichen dabei die Bestimmung von Kalibrierdaten zur Korrektur der Abweichung der Position und/oder der Ausrichtung der beiden Bildsensorsysteme der Stereokamera zueinander von deren Sollposition und/oder Sollausrichtung.

Vorteilhaft ist die Auswertung und/oder Weiterverarbeitung und/oder Anzeige und/oder Übertragung und/oder Speicherung der ermittelten Kalibrierdaten insbesondere durch nachfolgende Systeme. In besonders vorteilhafter Weise können die ermittelten Kalibrierdaten zur Korrektur der Bildsensorsysteme direkt verwendet werden. Diese Korrektur kann mechanisch, also beispielsweise durch Verstellung der Einbauposition des wenigstens einen Bildsensorsystems im Kraftfahrzeug, und/oder durch elektronische Korrektur der aufgenommenen Bilder durch das wenigstens eine Bildsensorsystem erfolgen. Die Anzeige der ermittelten Kalibrierdaten beispielsweise auf einer Anzeige in der Kraftfahrzeugwerkstatt ermöglicht in vorteilhafter Weise die visuelle Kontrolle des Kalibriervorganges durch den Kraftfahrzeugmechaniker. Durch die Übertragung der ermittelten Kalibrierdaten wird eine vorzugsweise elektronische Verbreitung der Daten ermöglicht. Die Übertragung kann dabei drahtgebunden, beispielsweise über elektrische Leitungen, und/oder materialunabhängig, wie beispielsweise Licht oder Funk, erfolgen. Weiterhin bietet die Speicherung der Kalibrierdaten den Vorteil, dass die Durchführung der Kalibrierung automatisch dokumentiert wird.

Die Nutzung wenigstens eines am Kraftfahrzeug bereits vorhandenen Lagebezugsensors, beispielsweise wenigstens eines Radarsensors und/oder wenigstens eines Ultraschallsensors und/oder wenigstens eines Laserentfernungsmessers und/oder wenigstens einer Stereokamera, zur Bestimmung eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, verringert in vorteilhafter Weise den Aufwand für den Kalibriervorgang gegenüber der Kalibrierung mit einer Einrichtung zur Kraftfahrzeugpositionierung oder einer Messung der Position des Kraftfahrzeuges mit zusätzlichem Lagebezugsensor. Insbesondere Radarsensoren werden in Kraftfahrzeugen bei Tempomalen mit integrierter Abstandsregelung, die als Adaptive Cruise Control bezeichnet werden, als Positions- oder Entfernungsmesssysteme eingesetzt. Die Nutzung eines solchen fahrzeugeigenen Lagebezugsensors zur Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems im Kraftfahrzeug führt zu Synergieeffekten, die zu einer Reduzierung der Kosten zur Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems führen. Insbesondere ist der Aufwand für das Bedienpersonal, die technische Ausrüstung und der Zeitbedarf in der Kraftfahrzeugwerkstatt zur Durchführung des Kalibrierverfahrens gering, weil keine Einrichtung zur Kraftfahrzeugpositionierung und/oder zusätzliche Lagebezugsensoren benötigt werden.

Durch die direkte mechanische Verbindung des Lagebezugsensors mit dem Bildsensorsystem erreicht man in vorteilhafter Weise eine erhöhte Genauigkeit bei der Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems. Der Einsatz eines Lagebezugsensors mit direkter mechanischer Verbindung an das Bildsensorsystem führt zu einer erhöhten Genauigkeit bei der Kalibrierung des Bildsensorsystems, weil die relative Position des Bildsensorsystems in Bezug zum Kalibrierobjekt ermittelt wird. Als Lagebezugsensor eignet sich insbesondere ein Laserentfernungsmesser zur Bestimmung der Entfernung zwischen dem wenigstens einen Bildsensorsystem und dem wenigstens einen Kalibrierobjekt, weil Laserentfernungsmesser eine präzise Entfernungsbestimmung ermöglichen und aufgrund ihrer Baugröße einfach mit dem Bildsensorsystem verbunden werden können.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung wenigstens eines Lagebezugmerkmals zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, wobei sich das Lagebezugmerkmal an und/oder im und/oder auf dem wenigstens einen Kalibrierobjekt befindet und das Lagebezugmerkmal zur Bestimmung des wenigstens eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, durch den wenigstens einen Lagebezugsensor geeignet ist. Beim Einsatz des nachfolgend beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Radarsensor wird in vorteilhafter Weise als Lagebezugmerkmal ein Triple-Spiegel verwendet. Triple-Spiegel eigenen sich insbesondere zur Bestimmung von Positions- und Entfernungsdaten durch einen Radarsensor.

Vorteilhaft ist die Eignung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung zur Kalibrierung von ein, zwei und/oder mehreren Bildsensorsystemen, vorzugsweise Videosensoren in Kraftfahrzeugen. Diese Vielseitigkeit des Verfahrens und der Vorrichtung führt zu einer universellen Verwendbarkeit bei unterschiedlichen Konfigurationen von Bildsensorsystemen vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, wobei ein, zwei oder auch mehrere Bildsensorsysteme eingebaut sein können und gleichzeitig eine unterschiedliche Ausrichtung der optischen Achsen der Bildsensorsysteme vorliegen kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mir Bezug auf die Figuren und aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Übersichtszeichnung der Vorrichtung zur Kalibrierung von zwei Bildsensorsystemen in einem Kraftfahrzeug,
2 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Kalibrierung von zwei Bildsensorssystemen mit einem Lagebezugsensor und einer Auswerteeinheit,
3 ein Kalibrierobjekt,
4 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Kalibrierung von zwei Bildsensorsystemen,
5 eine Zeichnung der Vorrichtung zur Kalibrierung eines Bildsensorsystems in einem Kraftfahrzeug mit einem Lagebezugsensor, der am Bildsensorsystem angebracht ist.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 zeigt eine Übersichtszeichnung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Kalibrierung von zwei Bildsensorsystemen 14, die sich in einem Kraftfahrzeug 10 hinter der Windschutzscheibe befinden, wobei das Kraftfahrzeug 10 so ausgerichtet ist, dass die Erfassungsbereiche 15 der zwei Bildsensorsysteme 14 das Kalibrierobjekt 12 erfassen. Die Bildsensorsysteme 14 sind zueinander so ausgerichtet, dass sich Ihre Erfassungsbereiche 15 wenigstens teilweise überlappen. Weiterhin zeigt 1 einen Lagebezugsensor 16, der im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein fahrzeugeigener Radarsensor 16 ist, der am Kraftfahrzeug 10 befestigt ist, wobei der Radarsensor 16 geeignet ist, wenigstens einen Wert zu bestimmen, der die Lage und/oder die Ausrichtung des Kalibrierobjektes 12 und des Bildsensorsystems 14 zueinander repräsentiert.
2 zeigt ein Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels, bestehend aus zwei Bildsensorsystemen 14, einem Lagebezugsensor 16, einer Auswerteeinheit 18 und einem, vorzugsweise nachfolgenden, System 20.
Die Bildsensorsysteme 14 sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel Videosensoren, die beispielsweise entweder als CCD- oder CMOS-Kamera ausgeführt sind. Über die Signalleitungen 17 werden die Bilddatensätze an die Auswerteeinheit 18 elektrisch und/oder optisch übertragen. Alternativ ist eine Übertragung der Bilddatensätze per Funk möglich. Die Messdaten des Lagebezugsensors 16 werden über die Signalleitung 19 an die Auswerteeinheit 18 elektrisch und/oder optisch übertragen. Alternativ ist auch hier die Übertragung der Messdaten per Funk möglich. In der Auswerteeinheit 18 werden aus den Bilddatensätzen der Bildsensorsysteme 14 und den Messdaten des Lagebezugssensors 16 die Kalibrierdaten ermittelt, die zur Kalibrierung der Bildsensorsysteme 14 verwendet werden. Die Kalibrierdaten werden über die Signalleitung 21 an ein System 20 elektrisch und/oder optisch übertragen. Alternativ ist hier ebenfalls die Übertragung der Kalibrierdaten per Funk möglich. Die Auswerteeinheit 18 besteht aus mehreren in 4 dargestellten Modulen 34, 36 und 42, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel als Programme wenigstens eines Mikroprozessors ausgestaltet sind. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden als Kalibrierdaten zum einen extrinsische Kalibrierdaten, wie

– die geometrische Position wenigstens eines Bildsensorsystems 14 in Bezug zum Kraftfahrzeug und/oder
– der Nickwinkel wenigstens eines Bildsensorsystems 14 in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeugs und/oder
– der Gierwinkel wenigstens eines Bildsensorsystems 14 in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeugs und/oder
– der Wankwinkel wenigstens eines Bildsensorsystems 14 in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeugs und/oder
– die geometrische Position der Bildsensorsysteme 14 zueinander und/oder
– die Orientierung der optischen Achsen der Bildsensorsysteme 14 zueinander, und/oder intrinische Kalibrierdaten, wie
– die Kamerakonstante wenigstens eines Bildsensorsystems 14 und/oder
– der Kamerahauptpunkt wenigstens eines Bildsensorsystems 14 und/oder
– wenigstens ein Verzeichnisparameter wenigstens eines Bildsensorsystems 14

Unter dem Nickwinkel versteht man die vertikale Winkelabweichung der optischen Achse eines Bildsensorsystems 14 von der Fahrachse des Kraftfahrzeuges. Der Gierwinkel beschreibt die horizontale Winkelabweichung der optischen Achse eines Bildsensorsystems 14 von der Fahrachse des Kraftfahrzeuges. Unter dem Wankwinkel versteht man die Verdrehung eines Bildsensorsystems 14 um die optische Achse. Die Kalibrierdaten werden aus einem Bilddatensatz, der Bilddaten wenigstens eines Teils des Kalibrierobjektes enthält, und den Messdaten des Lagebezugsensors 16 gebildet. Während der Erzeugung des Bilddatensatzes und der Messdaten ist die relative Lage und Ausrichtung des Kalibrierobjektes zum Fahrzeug mit den daran befestigten Bildsensorsystemen 14 und dem ebenfalls daran befestigten Lagebezugsensor 16 unverändert. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Kalibrierobjekt als ebenes geometrisch bekanntes Testfeld gestaltet. Testfelder können entweder fest an einem Objekt montiert sein oder sie sind transportabel. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Testfeld in einer Kraftfahrzeugwerkstatt oder in der Kraftfahrzeugfertigung fest an einer Wand montiert. Das Kraftfahrzeug wird vor das Testfeld gefahren. Die Entfernung der Bildsensorsysteme 14 zum Kalibrierobjekt kann dabei beispielsweise zwischen einem Meter und 20 Meter betragen, wobei vorzugsweise Entfernungen zwischen zwei Meter und zehn Meter geeignet sind. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Entfernung zwischen den Bildsensorsystemen 14 zum Kalibrierobjekt etwa 2,5 Meter. Die schwierige exakte Fahrzeugpositionierung entfällt. Die Bildsensorsysteme 14 nehmen das Bild des Testfeldes als Bilddatensatz auf. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Entfernung oder die Position des Testfeldes durch einen fahrzeugeigenen Radarsensor 16 bestimmt, der im Betrieb des Kraftfahrzeuges beispielsweise als Bestandteil des Adaptive Cruise Control (ACC) eingesetzt wird. Sowohl Messungen aus dem Bild als auch die Messungen aus dem Radarsensor 16 werden für die Bestimmung der Kalibrierdaten verwendet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Kalibrierdaten in der Auswerteeinheit 18 selbst gespeichert und weiterverwendet. Die Auswerteeinheit 18 erfüllt dabei mehrere Funktionen. Zum einen dient die Auswerteeinheit 18 zur geschilderten Ermittlung der Kalibrierdaten. Daneben wird die Auswerteeinheit 18 zur Auswertung der Bilddatensätze während des Einsatzes der Bildsensorsysteme 14 im Betrieb des Kraftfahrzeuges verwendet. Beispielsweise werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Bildsensorsysteme 14 als Bestandteil des Adaptive Cruise Control (ACC) eingesetzt. Dabei werden die Bildsensorsysteme 14 verwendet, um im bevorzugten Ausführungsbeispiel zusammen mit dem Radarsensor 16 vorausfahrende Fahrzeuge zu erkennen und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges daran anzupassen. Daneben sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Bildsensorsysteme 14 Teil eines Spurverlassenwarnungssystems. Bei dieser Anwendung wird der Fahrbahnverlauf durch die Bildsensorsysteme 14 ermittelt und eine Warnung an den Fahrzeugführer erzeugt, falls das Kraftfahrzeug die Fahrspur verlässt. In beiden geschilderten Anwendungen übernimmt im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Auswerteeinheit 18 die Auswertung der Bilddaten und die Bereitstellung der geschilderten Funktionalität. Die Kalibrierdaten werden in beiden Anwendungen bei der Bereitstellung der Funktionen verwendet. Hierbei werden die gespeicherten Kalibrierdaten bei der Auswertung der Bilddatensätze eingesetzt. Daneben werden die Kalibrierdaten übertragen und in einem nachfolgenden System gespeichert, wobei im bevorzugten Ausführungsbeispiel das System ein Diagnosegerät ist und sich außerhalb des Kraftfahrzeuges befindet. Damit wird eine automatische Dokumentation des Kalibriervorganges durchgeführt. In einer Variante der Vorrichtung findet in, vorzugsweise nachfolgenden, Systemen 20 die Auswertung und/oder Weiterverarbeitung und/oder Anzeige und/oder Übertragung und/oder Speicherung der ermittelten Kalibrierdaten statt.
3 zeigt das im bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Testfeld 12. Das Testfeld 12 kann sowohl räumliche als auch nur ebene Merkmale 26, 28 enthalten. Die Geometrie des Testfelds 12 und der Merkmale 26, 28 sind bekannt. Das Testfeld 12 ist konstruktiv so gestaltet, dass neben der optischen Messung im Bildsensorsystem eine gute Messbarkeit der geometrischen Position für einen weiteren Fahrzeugsensor, im bevorzugten Ausführungsbeispiel dem Radarsensor, besteht. Auf dem Testfeld 12 befindet sich wenigstens ein Kalibrierbezugmerkmal 26 und wenigstens ein Lagebezugmerkmal 28. Zur Ermittlung wenigstens eines Teils der Kalibrierdaten sind zwischen einem und beliebig vielen Kalibrierbezugmerkmale 26 vorhanden. Vorzugsweise werden zwischen 10 und 100 Kalibrierbezugmerkmale 26 eingesetzt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden 25 Kalibrierbezugmerkmale 26 verwendet, wobei deren Anordnung auf dem Testfeld 12 bekannt ist. Die Kalibrierbezugmerkmale 26 zeichnen sich aus durch einen großen Kontrast und/oder eine reflektierende Oberfläche und/oder eine besondere Form, wie beispielsweise eine Kreis- oder Quadratform. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden schwarze Kreisflächen auf weißem Untergrund mit einem bekannten Durchmesser von etwa 5 cm verwendet, die im Abstand der Kreismittelpunkte von etwa 20 cm rechtwinklig angeordnet sind und damit ein Quadrat mit einer Kantenlänge von 1 m bilden. Weiterhin ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Triple-Spiegel als Lagebezugmerkmal 28 auf dem Testfeld 12 angebracht. Triple-Spiegel zeichnen sich im allgemeinen durch drei zueinander senkrechten Reflexionsflächen aus, die eine parallele Rückstrahlung des einfallenden Radarstrahles ermöglichen, wobei der Radarstrahl in einem weiten Winkelbereich bezogen auf die Reflexionsflächen parallel zum einfallende Strahl reflektiert wird. Die Eignung des Triple-Spiegels im bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt darin begründet, dass ein Radarsensor als Lagebezugsensor 16 verwendet wird.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Kalibrierung der zwei Bildsensorsysteme des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Im Modul 34 findet eine Auswertung des Bilddatensatzes 30 statt, der über die Signalleitungen vom den zwei Bildsensorsystemen zugeführt wird. Aus dem Bilddatensatz 30 werden Bildmerkmale 38 ermittelt. Diese Bildmerkmale 38 werden dem Modul 42 zur Weiterverarbeitung zugeführt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden im Modul 34 aus dem Bilddatensatz 30 die Bildmerkmale 38 so bestimmt, dass die Mittelpunkte aller i = 25 Kalibrierbezugmerkmale als Punkte p_i = (x_i1, y_i1, x_i2, y_i2) im Bilddatensatz der beiden Bildsensorsysteme 1 und 2 ermittelt werden. Die räumliche geometrische Anordnung der Kalibrierbezugmerkmale ist bekannt und durch den Parametersatz P_3D beschrieben. In einem parallelen Verarbeitungsschritt wird im Modul 36 aus den Messdaten 32, die vom Lagebezugsensor über die Signalleitung der Auswerteeinheit zugeführt werden, ein Wert 40 gebildet, der die Lage und/oder die Ausrichtung des Kalibrierobjektes und des Bildsensorsystems zueinander repräsentiert. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden durch einen fahrzeugeigenen Radarsensor mittels des Triple-Spiegels die Positionen x₁' = (x₁, y₁, z₁) und x₂' = (x₂, y₂, z₂) des Testfeldes zu den beiden Bildsensorsystemen 1 und 2 ermittelt, wobei die bekannte Einbauposition und die Ausrichtung des Radarsensors bezüglich des Kraftfahrzeuges, der Fahrachse und der Bildsensorsysteme berücksichtigt wird. Aus den Punkten p_i und den Positionen x₁' und x₂' werden im Modul 42 die Kalibrierdaten 44 berechnet. Dazu wird zum einen ein Modell zur Beschreibung der optischen Abbildung aufgestellt, das die gemessenen Punkte p_i als Funktion der intrinsischen Parameter P_I1 und P_I2 der beiden Bildsensorsysteme 1 und 2, der absoluten Position und der Orientierung der Bildsensorsysteme 1 und 2 bezüglich des Testfeldes P_A ₁ und P_A2 und des Parametersatzes P_3D beschreibt: pi = f1(PI1, PI1, PA1, PA1, P3D). (1)
Gleichzeitig wird ein zweites Modell für die Positionsmessung aufgestellt, das die Position x₁' als Funktion der Position und der Orientierung des Bildsensorsystems 1 bezüglich des Testfeldes P_A1 und eines Parameters P_T für das Testfeld beschreibt: x1' = fP1(PA1, PT). (2) Alternativ ist die Verwendung des äquivalenten Modells x₂' = f_P2(P_A ₂, P_T) für das Bildsensorsystem 2 möglich oder die gemeinsame Verwendung der beiden Modelle als redundantes Berechnungsmodell. In einer anschließenden Ausgleichsrechnung wird durch eine Variation der Parameter P_A ₁, P_A2, P_I1, und P_I2 durch die Methode der kleinsten Quadrate aus den beiden Modellen nach Gleichung (1) und (2) diese gesuchten Parameter berechnet. Aus den Parametern P_A1 und P_A2 werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel die extrinischen Kalibrierdaten im Modul 42 berechnet:

– die geometrische Position der zwei Bildsensorsysteme in Bezug zum Kraftfahrzeug,
– die zwei Nickwinkel der zwei Bildsensorsysteme in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeuges,
– die zwei Gierwinkel der zwei Bildsensorsysteme in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeuges,
– die zwei Wankwinkel der zwei Bildsensorsysteme in Bezug zur Fahrachse des Kraftfahrzeuges,
– die geometrische Position der zwei Bildsensorsysteme zueinander und
– die Orientierung der optischen Achsen der zwei Bildsensorsysteme zueinander.

Aus den Parametern P_I1 und P_I2 des Modells werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel die intrinische Kalibrierdaten im Modul 42 bestimmt:

– die zwei Kamerakonstanten der zwei Bildsensorsysteme,
– die zwei Kamerahauptpunkte der zwei Bildsensorsysteme und
– jeweils wenigstens ein Verzeichnisparameter der zwei Bildsensorsysteme.

Das oben beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zur Kalibrierung von zwei Bildsensorsystemen als bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist auf wenigstens eine Stereokamera übertragbar. Stereokameras bestehen aus zwei Bildsensorsystemen, die im wesentlichen dieselbe Szene aufnehmen.
Die Bestimmung der extrinsischen Kalibrierdaten der zwei Bildsensorsysteme im bevorzugten Ausführungsbeispiel, insbesondere die Bestimmung der relativen Position und der Ausrichtung der zwei Bildsensorsysteme zur Fahrachse des Kraftfahrzeuges und damit bei bekannter Einbauposition des Radarsensors zu diesem selbst, bildet die Grundlage zur Darstellung von Objekten, die von den zwei Bildsensorsystemen und vom Radarsensor getrennt ermittelt wurden, in einem gemeinsamen dreidimensionalen Koordinatensystem. Damit ist die gemeinsame redundante Nutzung von Daten von zwei unterschiedlichen Sensoren möglich.
Eine Variante der Vorrichtung und des Verfahrens zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems 14, das sich in einem Kraftfahrzeug 10 befindet, zeigt 5. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Laserentfernungsmesser, der als Lagebezugsensor 16 eingesetzt wird, durch eine mechanische Verbindung direkt mit einem einzigen Bildsensorsystem 14 verbunden. In dieser Variante wird der Lagebezugsensor 16 vor der Kalibrierung mit dem Bildsensorsystem 14 verbunden und nach Abschluss der Kalibrierung wieder entfernt. In einer weiteren Variante ist der Lagebezugsensor 16 fest mit dem Bildsensorsystem 14 verbunden und bleibt auch während des Betriebes des Bildsensorsystems 14 daran befestigt. Das Kraftfahrzeug 10 steht auf der Fahrbahnebene 22 und ist so zum Kalibrierobjekt 12 ausgerichtet, dass der Erfassungsbereich 15 des Bildsensorsystems 14 wenigstens einen Teil des Kalibrierobjekt 12 erfasst. Eine exakte Fahrzeugpositionierung entfällt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Entfernung 24 zwischen Kalibrierobjekt 12 und dem Bildsensorsystem 14 durch den daran verbundenen Laserentfernungsmesser 16 ermittelt. Als Kalibrierobjekt 12 wird dasselbe Testfeld 12 wie im ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet, wobei jedoch ein Lagebezugmerkmal in diesem Ausführungsbeispiel nicht vorhanden ist, da der verwendete Laserentfernungsmesser 16 das Testfeld 12 ohne ein Lagebezugmerkmal 28 detektieren kann. Jedoch kann in einer weiteren Variante zur Verbesserung der Messung der Entfernung 24 ein Lagebezugmerkmal vorhanden sein. Als Lagebezugmerkmal bei Verwendung eines Laserentfernungsmessers 16 eignet sich beispielsweise eine Reflektorfläche. Die Entfernung 24 zwischen Bildsensorsystem 14 und dem Testfeld 12 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls vorzugsweise etwa 2,5 Meter. Allgemein ist die Durchführung dieser Variante des Verfahrens beispielsweise bei Entfernungen 24 zwischen Bildsensorsystem 14 und Testfeld 12 zwischen 1 und 20 Meter möglich, wobei vorzugsweise Entfernungen zwischen zwei und zehn Meter geeignet sind. Die Ermittlung der Kalibrierdaten erfolgt entsprechend 2 und 4, wobei bei der Auswertung berücksichtigt wird, dass die Entfernung 24 zwischen dem Lagebezugsensor 16 und dem Testfeld 12 bestimmt wird. Dabei muss die Position und die Ausrichtung zwischen Bildsensorsystem 14 und Lagebezugsensor 16 bei der Berechnung der Kalibrierdaten mit berücksichtigt werden. Weiterhin wird anstatt eines Modells x₁' = f_P1() oder x₂' = f_P2() zur Positionsmessung ein Modell d' = f_D(P_A, P_T) zur Entfernungsmessung verwendet, mit dem Modellparameter d', der die ermittelte Entfernung 24 repräsentiert, einem Parameter P_A, der die absolute Position und die Orientierung des Bildsensorsystems bezüglich des Testfeldes beschreibt und einem Parameter P_T für das Testfeld. Zusammenfassend ergeben sich damit zwei Modelle: pi = f2(PI, PA, P3D) (3) d' = fD(PA, PT) (4)
In einer anschließenden Ausgleichsrechnung wird durch eine Variation des Parameters P_A und des intrinsischen Parameters P_I durch die Methode der kleinsten Quadrate aus den beiden Modellen nach Gleichung (3) und (4) die intrinsischen Kalibrierdaten bestimmt:

– die Kamerakonstante des Bildsensorsystems,
– den Kamerahauptpunkt des Bildsensorsystems und
– wenigstens ein Verzeichnisparameter des Bildsensorsystems.

Das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung ist nicht auf ein einziges oder zwei Bildsensorsysteme in einem Kraftfahrzeug beschränkt. Vielmehr lässt sich die beschriebene Vorgehensweise mit den entsprechenden Merkmalen auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik einsetzen, ferner bei Systemen mit mehr als zwei Bildsensorsystemen. Das Verfahren ist insbesondere bei Bildsensorsystemen mit gleicher und/oder unterschiedlicher Ausrichtung der optischen Achsen geeignet, wobei sich die Erfassungsbereiche wenigstens teilweise überlappen können, aber auch bei keiner Überlappung ist das Verfahren und die Vorrichtung zur Kalibrierung der Bildsensorsysteme geeignet. Die Bildsensorsysteme können dabei beispielsweise im und/oder am und/oder auf einem Kraftfahrzeug befestigt sein. Die optischen Achsen der Bildsensorsysteme können dabei ins Fahrzeuginnere und/oder nach außerhalb des Kraftfahrzeuges gerichtet sein. Vorraussetzung zur Durchführung des Verfahrens ist lediglich, dass das wenigstens eine Kalibrierobjekt so gestaltet ist, dass die Bildsensorsysteme das wenigstens eine Kalibrierobjekt wenigstens teilweise erfassen können und dass jeweils ein Wert ermittelt werden kann, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des Bildsensorsystems zueinander repräsentiert. Daneben ist auch die Verwendung von mehr als einem Kalibrierobjekt denkbar. Beispielsweise ist es möglich zwei Bildsensorsysteme durch zwei Kalibrierobjekte zu kalibrieren, wobei durch jeweils einen Lagebezugsensor die Entfernung oder die Position jedes Bildsensorsystems zum jeweiligen Kalibrierobjekt bestimmt wird. Dabei kann sich ein Bildsensorsystem beispielsweise im Kraftfahrzeug befinden, während das andere am Kraftfahrzeug angebracht ist. Weiterhin ist nicht notwendig, dass sowohl das wenigstens eine Bildsensorsystem und der wenigstens eine Lagebezugsensor das gesamte Kalibrierobjekt vollständig erfassen. Vielmehr ist es ausreichend, wenn beispielsweise das wenigstens eine Bildsensorsystem eine genügend große Zahl an Kalibrierbezugmerkmale delektieren kann und der Lagebezugsensor wenigstens ein Lagebezugmerkmal erfasst.
Das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems ist nicht beschränkt auf wenigstens ein Testfeld als Kalibrierobjekt. Vielmehr können alle Kalibrierobjekte verwendet werden, die wenigstens ein Merkmal aufweisen, das durch das wengistens eine Bildsensorsyste, erfassbar ist, und wenigstens ein weiteres Merkmal, das durch den Lagebezugsensor erfassbar ist.
Das wenigstens eine Lagebezugmerkmal muss so angeordnet sein, dass es durch den wenigstens einen Lagebezugsensor erfassbar ist. Dabei ist es denkbar ein, zwei oder mehr als zwei Lagebezugmerkmale zu verwenden. Das wenigstens eine Lagebezugmerkmal kann sich dabei an und/oder im und/oder auf dem wenigstens einen Kalibrierobjekt befinden. Insbesondere ermöglicht die Verwendung von mehr als einem Lagebezugmerkmal die Gewinnung von zusätzlichen Information über die Ausrichtung und/oder die Lage des Kalibrierobjektes zum Bildsensorsystem. Beispielsweise ist es möglich durch einen Radarsensor, einem ebenen Testfeld und beliebig vielen Lagebezugmerkmale, die am Testfeld befestigt sind, die Genauigkeit der Bestimmung der räumlichen Position und der Ausrichtung des Testfeldes in Bezug zum Bildsensorsystem zu erhöhen.
In einer Variante werden als Lagebezugsensoren wenigstens ein Radarsensor und/oder wenigstens ein Ultraschallsensor und/oder wenigstens ein Laserentfernungsmesser und/oder wenigstens eine Stereokamera verwendet. Die verwendeten Lagebezugsensoren müssen so beschaffen sein, dass sie zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignete geometrische Positions- oder Entfernungsinformationen und/oder Informationen über die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes zum wenigstens einen Bildsensorsystem vorzugsweise in Form von Messwerten erzeugen. Beispielsweise ist es möglich zwei Radarsensoren zu verwenden, um die Genauigkeit der Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems weiter zu erhöhen.
In einer weiteren Variante des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug befindet, ist es insbesondere für alle Ausführungsbeispiele möglich, mehr als einen Bilddatensatz und/oder mehr als einen zugehörigen Wert, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, zur Auswertung heranzuziehen. Durch diese Maßnahme ist eine Erhöhung der Genauigkeit der Kalibrierung möglich. Dies kann entweder bei unveränderter relativen Position und/oder Ausrichtung des wenigstens einen Bildsensorsystem zu dem wenigstens einen Kalibrierobjekt erfolgen oder die relative Position und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Bildsensorsystem zu dem wenigstens einen Kalibierobjekt kann veränderlich sein. In der zweiten Variante wird in wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen des Kalibrierobjektes in Bezug zum Bildsensorsystem jeweils wenigstens ein Bilddatensatz durch das wenigstens eine Bildsensorsystem aufgenommen. Gleichzeitig wird durch den wenigstens einen Lagebezugsensor jeweils wenigstens ein Wert ermittelt, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert. Bei Verwendung eines Bildsensorsystems, das sich an und/oder in und/oder auf einem Kraftfahrzeug befindet, kann die Bewegung des Bildsensorsystems durch die Eigenbewegung des Kraftfahrzeuges verursacht sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig im Kraftfahrzeug vorhandene zusätzliche Sensoren zur Durchführung der Kalibrierung und zur Ermittlung der Kalibrierdaten zu verwenden, welche die Fahrzeugbewegung zwischen den wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen messen. Hierzu ist vorzugsweise wenigstens ein Radsensor und/oder wenigstens ein Lenkwinkelsensor geeignet.
In einer weiteren Variante des beschriebenen Verfahrens werden die ermittelten Kalibrierdaten zur manuellen mechanischen Einstellung der Einbauposition und/oder der Ausrichtung des wenigstens einen Bildsensorsystems verwendet. Insbesondere beim Einsatz des wenigstens einen Bildsensorsystems in einem Kraftfahrzeug werden beispielsweise die Kalibrierdaten über eine Anzeige einem Kraftfahrzeugmechaniker dargestellt, wobei der Kraftfahrzeugmechaniker die mechanische Einstellung des Bildsensorsystems basierend auf den Kalibrierdaten anschließend vornimmt.
Der Parameter P_3D und/oder der Parameter P_T ist entweder in der Auswerteeinheit fest gespeichert, vorzugsweise in einem ROM, oder der Parameter P_3D und/oder der Parameter P_T wird über eine Signalleitung in die Auswerteeinheit eingelesen. Insbesondere beim Einsatz eines Bildsensorsystems in einem Kraftfahrzeug werden in einer Variante des Verfahrens und der Vorrichtung diese Daten über eine Diagnoseeinrichtung, die mit der Auswerteeinheit direkt oder indirekt über zwischengeschaltete Systeme verbunden ist, eingelesen.

Claims

Verfahren zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise an und/oder in und/oder auf einem Kraftfahrzeug befindet, mittels wenigstens eines Kalibrierobjektes, – wobei das wenigstens eine Bildsensorsystem wenigstens einen Teil des wenigstens einen Kalibrierobjektes aufnimmt, – und das aufgenommene Kalibrierobjekt zur Kalibrierung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens ein Wert, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, durch wenigstens einen Lagebezugsensor ermittelt wird, – wobei der wenigstens eine Lagebezugsensor wenigstens einen Teil des Kalibrierobjektes erfasst, – und der Wert, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, zur Kalibrierung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kalibrierdaten ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, durch folgende Schritte gekennzeichnet: – Bestimmung des wenigstens einen Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, – Aufnahme wenigstens eines Bilddatensatzes des wenigstens einen Kalibrierobjektes durch das wenigstens eine Bildsensorsystem, – Ermittlung der Kalibrierdaten des wenigstens einen Bildsensorsystems durch Auswertung des wenigstens einen Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, und des wenigstens einen Bilddatensatzes des wenigstens einen Kalibrierobjektes, – Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems mittels der ermittelten Kalibrierdaten und/oder Speicherung der Kalibrierdaten in wenigstens einem, bevorzugt nachfolgenden, System.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kalibrierobjekt wenigstens ein Kalibrierbezugmerkmal aufweist und das wenigstens eine Bildsensorsystem das wenigstens eine Kalibrierbezugmerkmal aufnimmt, wobei die aufgenommenen Daten zur Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems verwendbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Wert, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, die Entfernung und/oder die Position des wenigstens einen Kalibrierobjektes in Bezug zum Bildsensorsystem durch den wenigstens einen Lagebezugsensor ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, durch folgende Schritte gekennzeichnet: – Bestimmung jeweils wenigstens eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, in wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen des wenigstens einen Kalibrierobjektes in Bezug zu dem wenigstens einen Bildsensorsystem, – Aufnahme jeweils wenigstens eines Bilddatensatzes des wenigstens einen Kalibrierobjektes durch das wenigstens eine Bildsensorsystem in den wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen des wenigstens einen Kalibrierobjektes in Bezug zu dem wenigstens einen Bildsensorsystem, – Ermittlung der Kalibrierdaten des wenigstens einen Bildsensorsystems durch Auswertung der jeweils wenigstens einen Werte, welche die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentieren, und des jeweils wenigstens einen Bilddatensatzes des wenigstens einen Kalibrierobjektes, – Kalibrierung des wenigstens einen Bildsensorsystems mittels der ermittelten Kalibrierdaten und/oder Speicherung der Kalibrierdaten in wenigstens einem, bevorzugt nachfolgenden, System.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Bildsensorsystem in einem Kraftfahrzeug befindet, wobei als Kalibrierdaten die geometrische Position des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zum Kraftfahrzeug und/oder der Nickwinkel des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zum Kraftfahrzeug und/oder der Gierwinkel des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zum Kraftfahrzeug und/oder der Wankwinkel des wenigstens einen Bildsensorsystems in Bezug zum Kraftfahrzeug und/oder die Kamerakonstante des wenigstens einen Bildsensorsystems und/oder der Kamerahauptpunkt des wenigstens einen Bildsensorsystems und/oder wenigstens ein Verzeichnisparameter des wenigstens einen Bildsensorsystems ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Bildsensorsysteme, vorzugsweise wenigstens eine Stereokamera, wobei als Kalibrierdaten wenigstens die geometrische Position und/oder wenigstens die Ausrichtung der wenigstens zwei Bildsensorsysteme zueinander ermittelt werden.
Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise an und/oder in und/oder auf einem Kraftfahrzeug befindet, mittels wenigstens eines Kalibrierobjektes, wobei das wenigstens eine Bildsensorsystem so ausgerichtet ist, dass das wenigstens eine Bildsensorsystem wenigstens einen Teil des wenigstens einen Kalibrierobjektes erfasst, gekennzeichnet durch, – wenigstens einen Lagebezugsensor, der zur Bestimmung wenigstens eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, geeignet ist, – und der wenigstens eine Lagebezugsensor so ausgerichtet ist, dass der wenigstens eine Lagebezugsensor wenigstens einen Teil des wenigstens einen Kalibrierobjektes erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kalibrierobjekt ein Testfeld ist und/oder das wenigstens eine Kalibrierobjekt wenigstens ein Kalibrierbezugmerkmal aufweist, das sich an und/oder in und/oder auf dem wenigstens einen Kalibrierobjekt befindet, wobei das wenigstens eine Kalibrierbezugmerkmal zur Aufnahme durch das wenigstens eine Bildsensorsystem geeignet ist und die räumliche geometrische Anordnung des wenigstens einen Kalibrierbezugmerkmals bekannt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lagebezugsensor wenigstens ein Radarsensor und/oder wenigstens ein Ultraschallsensor und/oder wenigstens ein Laserentfernungsmesser und/oder wenigstens eine Stereokamera ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Bildsensorsystem an und/oder in und/oder auf einem Kraftfahrzeug befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lagebezugsensor mit dem wenigstens einen Bildsensorsystem und/oder dem Kraftfahrzeug verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch wenigstens ein Lagebezugmerkmal, das sich an und/oder im und/oder auf dem wenigstens einen Kalibrierobjekt befindet, wobei das Lagebezugmerkmal durch den wenigstens einen Lagebezugsensor detektierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Bildsensorsysteme, vorzugsweise wenigstens eine Stereokamera.