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Die Erfindung betrifft eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren von Fahrer-Assistenzsystemen in Kraftfahrzeugen.
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Stand der Technik
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Zum Kalibrieren von Fahrer-Assistenzsystemen, wie sie häufig in Kraftfahrzeugen verbaut sind, werden insbesondere im Werkstattbereich Kalibriervorrichtungen mit einer Messtafel oder mehrere Messtafeln („Kalibriertafeln“) eingesetzt. Auf jeder der Kalibriertafeln ist wenigstens ein optisches Muster ausgebildet, das von einer Bildaufnahmevorrichtung eines zu kalibrierenden Fahrer-Assistenzsystems optisch erfasst wird, um das Fahrer-Assistenzsystem zu kalibrieren. Neben optischen Kalibriertafeln können auch Radarreflektorplatten vorgesehen sein, um Radarsensoren kalibrieren zu können.
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Um ein Fahrer-Assistenzsystem mit der erforderlichen Genauigkeit kalibrieren zu können, müssen die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel(n) vor dem Kraftfahrzeug mit hoher Genauigkeit auf vom Hersteller des zu kalibrierenden Fahrer-Assistenzsystems vorgegebene Werte eingestellt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren von Fahrer-Assistenzsystemen, die in Kraftfahrzeugen verbaut sind, bereitzustellen, die es ermöglicht, die Position und die Ausrichtung wenigstens einer Kalibriertafel vor dem Kraftfahrzeug einfach und mit hoher Genauigkeit auf die vom Hersteller des zu kalibrierenden Fahrer-Assistenzsystems vorgegebene Werte einzustellen.
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Eine erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren eines Fahrer-Assistenzsystems umfasst einen Fuß, der dazu ausgebildet ist, die Kalibriervorrichtung auf einem Boden abzustützen; eine Säule, die auf dem Fuß abgestützt ist, und die sich im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung vom Fuß nach oben erstreckt; einen an der Säule abgestützten Träger, der sich im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung erstreckt und der entlang der Säule verschiebbar an der Säule angebracht ist; und wenigstens einer Haltevorrichtung, die entlang des Trägers verschiebbar an dem Träger angebracht ist und die zum Halten wenigstens einer Kalibriertafel und/oder einer Radarreflektorplatte ausgebildet ist.
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Eine erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung ermöglicht es, die Position und die Ausrichtung wenigstens einer Kalibriertafel vor dem Kraftfahrzeug durch Bewegen des Trägers in vertikaler Richtung entlang der Säule und durch Bewegen der Haltevorrichtung in horizontaler Richtung entlang des Träges einfach und mit hoher Genauigkeit auf die vom Hersteller eines zu kalibrierenden Fahrer-Assistenzsystems vorgegebene Werte einzustellen.
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In einer Ausführungsform weist die Kalibriervorrichtung auch eine Abstützvorrichtung auf, die zum Abstützen des Trägers an der Säule ausgebildet ist und die so an der Säule angebracht ist, dass sie gemeinsam mit dem Träger entlang der Säule in vertikaler Richtung verschiebbar ist. Auf diese Weise kann die Höhe des Trägers und damit auch die Höhe wenigstens einer an dem Träger angebrachten Kalibriertafel auf die zum Kalibrieren des Fahrer-Assistenzsystems benötigte Höhe eingestellt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Abstützvorrichtung so ausgebildet, dass der Träger um wenigstens zwei Achsen rotierbar ist. Die wenigstens zwei Achsen sind insbesondere so ausgewählt, dass der Träger wenigstens zwei Bewegungen ausführen kann, die aus einer Gierbewegung, einer Rollbewegung und einer Nickbewegung ausgewählt sind.
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Eine erfindungsgemäß Kalibriervorrichtung ermöglicht es, dass der Träger, und damit auch eine an dem Träger angebrachte Kalibriertafel, zwei Rotationsbewegungen ausführt, die aus einer Gierbewegung, einer Rollbewegung und einer Nickbewegung ausgewählt sind, ohne dabei die Kalibriervorrichtung als Ganzes und/oder die Säule der Kalibriervorrichtung zu bewegen. Der Gierwinkel, der Rollwinkel und/oder der Nickwinkel der Kalibriertafel können so durch Rotieren des Träges um die entsprechenden Achsen auf einfache und ergonomische Weise und mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Kalibriervorrichtung so ausgebildet, dass der Träger so um drei Achsen rotierbar ist, dass er in der Lage ist, eine Gierbewegung, eine Rollbewegung und eine Nickbewegung auszuführen. In einer solchen Ausführungsform können alle drei Winkel einer Kalibriertafel, die an dem Träger angebracht ist, einfach und bequem mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.
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In einer Ausführungsform umfasst der Fuß eine Bodenplatte, wobei die Bodenplatte einen Durchmesser im Bereich von 800 mm bis 1000 mm, insbesondere in einem Bereich von 818 mm bis 1000 mm, hat. Eine derartige Bodenplatte verleiht dem Fuß und damit der gesamten Kalibriervorrichtung eine hohe Stabilität.
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In einer Ausführungsform umfasst der Fuß Rollen oder Räder, die an der Bodenplatte angebracht sind und die es ermöglichen, die Kalibriervorrichtung einfach und bequem über den Boden eines Messplatzes zu bewegen. Die Rollen oder Räder können mit Bremsen ausgestattet sein, die es ermöglichen, die Kalibriervorrichtung, z.B. durch Blockieren der Rollen bzw. Räder, auf dem Boden zu fixieren.
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In einer Ausführungsform umfasst der Fuß zwei verstellbare Stellfüße, die an der Bodenplatte angebracht sind und die es ermöglichen, die Bodenplatte durch Verstellen der Stellfüße in Bezug auf den Boden des Messplatzes zu nivellieren. Die verstellbaren Stellfüße können insbesondere in einem rückwärtigen Bereich der Bodenplatte ausgebildet sein, d.h. in einem Bereich, der von dem Kraftfahrzeug abgewandt ist, wenn die Kalibriervorrichtung bestimmungsgemäß vor einem Kraftfahrzeug positioniert ist.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriervorrichtung ein Abstandblech, das an der Säule der Kalibriervorrichtung montiert ist. Mithilfe eines solchen Abstandblechs kann die Kalibriervorrichtung exakt vor einem Kraftfahrzeug positioniert werden, z.B. indem das Abstandblech in Kontakt mit einer Front des Kraftfahrzeugs gebracht wird.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriervorrichtung wenigstens eine Bildaufnahmevorrichtung, die an oder in dem Träger vorgesehen ist und die dazu ausgebildet ist, Bilder eines vor der Kalibriervorrichtung angeordneten Kraftfahrzeugs aufzunehmen. An oder in dem Träger können insbesondere zwei Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen sein, die es zu ermöglichen, Stereo-Bilder des Kraftfahrzeugs aufzunehmen. Mithilfe der wenigstens einen Bildaufnahmevorrichtung kann die Position der Kalibriervorrichtung in Bezug auf ein vor der Kalibriervorrichtung angeordnetes Kraftfahrzeug bestimmt und korrigiert oder bei der Kalibrierung des Fahrer-Assistenzsystems berücksichtigt werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriervorrichtung eine Höhenverstellvorrichtung, die es ermöglicht, den Träger und eine ggf. vorhandene Abstützvorrichtung entlang der Säule zu verschieben, um die Höhe des Trägers und von Kalibiertafeln, die an dem Träger angebracht sind, über dem Boden auf einen gewünschten Wert einstellen zu können.
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In einer Ausführungsform umfasst die Höhenverstellvorrichtung eine Zugfeder, deren Zugkraft zumindest einen Teil des Gewichtes des Trägers und der daran angebrachten Kalibriertafeln kompensiert, um das Verschieben des Trägers entlang der Säule zu vereinfachen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Höhenverstellvorrichtung eine Klemmvorrichtung, die es ermöglicht, den Träger an einer gewünschten Position entlang der Säule durch Festklemmen zu fixieren, um die Höhe des Trägers und der daran angebrachten Kalibriertafeln fest einzustellen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriervorrichtung zusätzlich einen an der Säule angebrachten Rahmen. Der Rahmen kann beispielsweise eine Höhe H im Bereich von 1000 mm bis 1200 mm und eine Breite B im Bereich von 550 mm bis 650 mm haben.
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In einer Ausführungsform ist an dem Rahmen ein Messlineal angebracht, das sich insbesondere in vertikaler Richtung erstreckt, und das es ermöglicht, die Höhe des Trägers über dem Boden des Messplatzes an dem Messlineal abzulesen und mit hoher Genauigkeit einzustellen.
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In einer Ausführungsform ist an dem Rahmen eine Ablage angebracht, die es ermöglicht, bei der Kalibrierung benötigte Geräte, z.B. einen Computer (Laptop), auf der Kalibriervorrichtung abzustellen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriervorrichtung wenigstens eine Kalibriertafel, die an wenigstens einer Haltevorrichtung angebracht ist. Die wenigstens eine Kalibriertafel kann insbesondere eine optische Kalibriertafel sein, auf der wenigstens ein zum Kalibrieren von optischen Sensoren eines Fahrer-Assistenzsystems geeignetes Muster ausgebildet ist.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriervorrichtung wenigstens eine Radarreflektorplatte, die zum Reflektieren von Radarstrahlen ausgebildet ist, um einen Radarsensor zu kalibrieren.
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Die Radarreflektorplatte kann mithilfe wenigstens einer Radarreflektor-Halterung an dem Träger angebracht sein.
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Alternativ kann die Radarreflektorplatte auch an der Säule der Kalibriervorrichtung angebracht sein. Die Radarreflektorplatte kann insbesondere anstelle eines Abstandblechs an der Säule der Kalibriervorrichtung angebracht sein.
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Alternativ kann auch das Abstandblech gleichzeitig als Radarreflektorplatte ausgebildet sein.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf einen Messplatz mit einem Kraftfahrzeug und einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kalibriervorrichtung.
- 2 zeigt eine perspektivische Frontansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kalibriervorrichtung mit einer Kalibriertafel.
- 3 zeigt eine perspektivische Frontansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kalibriervorrichtung ohne die Kalibriertafel.
- 4 zeigt eine Radarreflektor-Halterung, die zum Halten einer Radarreflektorplatte ausvorgesehen ist.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Messplatz 2 mit einem Kraftfahrzeug 4, das mit einem Fahrer-Assistenzsystem 6 ausgestattet ist. Das Fahrer-Assistenzsystem 6 hat auch wenigstens einen Sensor 8, der z.B. eine Bildaufnahmevorrichtung (Kamera) und/oder einen Radarsensor umfasst.
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Vor dem Kraftfahrzeug 4 ist eine Kalibriervorrichtung 10 positioniert. Die Kalibriervorrichtung 10 umfasst eine Kalibriertafel 12 mit einem optischen Muster (siehe 2), das von dem als Bildaufnahmevorrichtung ausgebildeten Sensor 8 optisch erfassbar ist, um das Fahrer-Assistenzsystem 6 zu kalibrieren. An der Kalibriervorrichtung 10 kann auch wenigstens eine Radarreflektorplatte 30 zum Kalibrieren eines Radarsensors angebracht sein.
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Die Kalibriertafel 12 wird üblicherweise orthogonal zur Längsachse F des Kraftfahrzeugs 4 ausgerichtet.
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2 zeigt eine perspektivische Frontansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kalibriervorrichtung 10 mit einer Kalibriertafel 12 zum Kalibrieren eines Fahrer-Assistenzsystems 6 (siehe 1), das in einem Kraftfahrzeug 4 verbaut ist.
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3 zeigt eine perspektivische Frontansicht der Kalibriervorrichtung 10 ohne die Kalibriertafel 12.
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Die Kalibriervorrichtung 10 hat eine auf einem Fuß 14 abgestützte Säule 18, die sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt.
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Der Fuß 14 hat eine Bodenplatte 15, die im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Die Bodenplatte 15 kann insbesondere einen Durchmesser im Bereich von 800 mm bis 1000 mm, insbesondere im Bereich von 818 mm bis 1000 mm, haben.
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In einem in der Darstellung der 2 und 3 hinteren bzw. rückwärtigen Bereich sind zwei einstellbare Stellfüße 17 vorgesehen, die es ermöglichen, die Bodenplatte 15 zu nivellieren, sodass die Bodenplatte 15 horizontal ausgerichtet ist, bzw. die Bodenplatte 15 so zu nivellieren, dass die Säule 18 möglichst exakt senkrecht ausgerichtet ist.
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An der Bodenplatte 15 und/oder der Säule 18 können in den Figuren nicht gezeigte Sensoren (z.B. Wasserwaagen") angebracht sein, die es ermöglichen, die Bodenplatte 15 bzw. die Säule 18 möglichst exakt waagerecht bzw. senkrecht auszurichten.
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Auf der dem Boden zugewandten Seite der Bodenplatte 15 sind Rollen 16 angebracht, die es ermöglichen, die Kalibriervorrichtung 10 auf dem Boden des Messplatzes 2 zu bewegen.
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An den Rollen 16 können, in den Figuren nicht gezeigte, Bremsen vorgesehen sein. Die Bremsen können aktiviert werden, um ein unbeabsichtigtes Wegrollen der Kalibriervorrichtung 10 zu verhindern, nachdem die Kalibriervorrichtung 10 in der gewünschten Position vor dem Kraftfahrzeug 4 positioniert worden ist.
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An der dem Kraftfahrzeug 4 zugewandten Seite der Säule 18 ist ein Abstandblech 13 angebracht, das in Kontakt mit einer Front eines Kraftfahrzeugs 4 gebracht werden kann, um die Kalibriervorrichtung 10 möglichst exakt zum Kraftfahrzeug 4 auszurichten.
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Das Abstandblech 13 kann höhenverstellbar an der Säule 18 angebracht sein, so dass die vertikale Position des Abstandblechs 13 an unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen anpassbar ist.
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An der Säule 18 ist ein Halter 19 angebracht, der sich parallel zur Säule 18 in vertikaler Richtung erstreckt.
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Der Halter 19 stützt eine Abstützvorrichtung 20 derart ab, dass die Abstützvorrichtung 20 entlang des Halters 19 in vertikaler Richtung verschiebbar ist. Die Abstützvorrichtung 20 kann, z.B. mithilfe einer Klemmvorrichtung, an verschiedenen Positionen entlang des Halters 19, d.h. in verschiedenen Höhen über dem Boden des Messplatzes 2, fixiert werden.
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Auf der Abstützvorrichtung 20 ist ein Träger 22 abgestützt, der sich im Wesentlichen orthogonal zur Säule 18, d.h. im Wesentlichen in horizontaler Richtung, erstreckt.
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An dem Träger 22 sind mehrere Haltevorrichtungen 24 ausgebildet, die es ermöglichen, wenigstens eine Kalibriertafel 12 an dem Träger 22 zu anzubringen. Die Haltevorrichtungen 24 können entlang des Trägers 22 verschiebbar sein.
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Die Haltevorrichtungen 24 und die wenigstens eine Kalibriertafel 12 können beispielsweise so ausgebildet sein, dass die wenigstens eine Kalibriertafel 12 durch Magnetkraft an einer der Haltevorrichtungen 24 fixierbar ist.
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Durch Verschieben der Abstützvorrichtung 20 entlang der Säule 18 können die Höhe des Trägers 22 und damit auch die Höhe von an dem Träger 22 angebrachten Kalibriertafeln 12 über dem Boden des Messplatzes 2 verändert und auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Durch Verschieben der Haltevorrichtungen 24 entlang des Trägers 22 können die Positionen der an dem Träger 22 angebrachten Kalibriertafeln 12 in horizontaler Richtung verändert werden.
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Um große Kalibriertafeln 12 an dem Träger 22 anzubringen, können mehrere Haltevorrichtungen 24 miteinander kombiniert werden. Mit anderen Worten, eine Kalibriertafel 12, insbesondere eine große Kalibriertafel 12, kann an mehreren Haltevorrichtungen 24 angebracht werden.
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An dem Träger 22 können auch hakenförmige Kalibriertafelhalter 27 angebracht sein, die zur Aufnahme einer Kalibriertafel 12 ausgebildet sind, wie es in der 2 gezeigt ist.
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An oder in dem dem Träger 22 können auch Bildaufnahmevorrichtungen 29 bzw. Kameramodule vorgesehen sein, die dazu ausgebildet sind, Bilder eines vor der Kalibriervorrichtung 10 angeordneten Kraftfahrzeugs 4 aufzunehmen, um die Position der Kalibriervorrichtung 10 in Bezug auf das Kraftfahrzeug 4 bestimmen zu können.
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Es können insbesondere zwei Bildaufnahmevorrichtungen 29 bzw. Kameramodule vorgesehen sein, die auf verschiedenen Seiten der Säule 18 an dem Träger 22 angeordnet sind und die es auf diese Weise ermöglichen, ein dreidimensionales Bild eines vor der Kalibriervorrichtung 10 angeordneten Kraftfahrzeugs 4 aufzunehmen.
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Mithilfe derartiger Bildaufnahmevorrichtungen 29 kann maschinell und automatisch bestimmt werden, ob die Kalibriervorrichtung 10 in der richtigen Ausrichtung und Position vor dem Kraftfahrzeug 4 positioniert ist. Fehler, die sich aus einer fehlerhaften Ausrichtung und/oder Positionierung der Kalibriervorrichtung 10 vor dem Kraftfahrzeug 4 ergeben können, können auf diese Weise zuverlässig vermieden oder korrigiert werden.
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In oder an der Säule 18 kann eine in den Figuren nicht sichtbare Zugfeder vorgesehen sein, die mechanisch mit der Abstützvorrichtung 20 verbunden ist, um das Bewegen der Abstützvorrichtung 20 entlang der Säule 18, insbesondere ein Aufwärtsbewegen der Abstützvorrichtung 20 gegen die Schwerkraft, zu unterstützen.
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Die Abstützvorrichtung 20 kann durch eine Klemmvorrichtung in einer gewünschten Position bzw. Höhe an der Säule 18 fixiert werden.
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Die Abstützvorrichtung 20 ist darüber hinaus so ausgebildet, dass der Träger 22 um wenigstens eine Achse G, R, N rotierbar ist. Die Achsen G, R, N umfassen eine Gierachse, die sich entlang der Säule 18 in im Wesentlichen vertikaler Richtung erstreckt, eine Nickachse N, die sich in im Wesentlichen horizontaler Richtung entlang des Trägers 22 erstreckt, und eine Rollachse R, die sich orthogonal zur Säule 18 und orthogonal zu dem Träger 22 (und im Wesentlichen orthogonal zur Zeichenebene der 2 und 3) erstreckt.
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Durch Rotieren des Trägers 22 um wenigstens eine der Achsen G, R, N können ein Gierwinkel, ein Rotationswinkel und/oder ein Nickwinkel einer an dem Träger 22 angebrachten Kalibriertafel 12 so eingestellt werden, wie es vom Hersteller des Fahrer-Assistenzsystems 6 zur Kalibrierung des Fahrer-Assistenzsystems 6 vorgegeben ist.
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Auf der Kalibriertafel 12 ist ein optisches Muster ausgebildet, das dazu vorgesehen ist, von dem als Bildaufnahmevorrichtung ausgebildeten Sensor 8 des Fahrer-Assistenzsystems 6 optisch erfasst zu werden, um das Fahrer-Assistenzsystem 6 zu kalibrieren.
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Die in der 2 gezeigte Ausgestaltung des optischen Musters ist nur beispielhaft. In Abhängigkeit von den Anforderungen des zu kalibrierenden Fahrer-Assistenzsystems 6 können auf der Kalibriertafel 12 auch andere als das in der 2 gezeigte Muster ausgebildet sein.
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Insbesondere können verschiedene Kalibriertafeln 12 vorhanden sein, auf denen unterschiedliche Mustern ausgebildet sind. In Abhängigkeit von dem zu kalibrierenden Fahrer-Assistenzsystem 6 bzw. dem zu kalibrierenden Sensor 8 kann dann jeweils eine zu dem jeweiligen Fahrer-Assistenzsystem 6 / Sensor 8 passende Kalibriertafel 12 ausgewählt und an dem Träger 22 angebracht werden.
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An der Säule 18 ist auch ein Rahmen 21 angebracht, welcher die Handhabung der Kalibriervorrichtung 10 vereinfacht. Der Rahmen 21 kann beispielsweise eine Höhe H im Bereich von 1000 mm bis 1200 mm und eine Breite B im Bereich von 550 mm bis 650 mm haben.
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An dem Rahmen 21 ist ein Messlineal 23 angebracht, das sich im Wesentlichen parallel zur Säule 18 orthogonal zum Boden des Messplatzes 2 erstreckt. Das Messlineal 23 ermöglicht es, die Höhe der Abstützvorrichtung 20 entlang der Säule 18 abzulesen und mit hoher Genauigkeit auf einen gewünschten Wert einzustellen.
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An dem Rahmen 21 ist auch eine Ablage 25 angebracht, die sich in horizontaler Richtung im Wesentlichen parallel zum Boden des Messplatzes 2 erstreckt.
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Auf der Ablage 25 kann beispielsweise ein Computer, insbesondere eine Laptop, abgestellt werden, der beim Kalibrieren des Fahrer-Assistenzsystems 6 zum Einsatz kommt.
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Die Kalibriervorrichtung 10 kann auch zur Montage von Radarreflektorplatten 30 ausgebildet sein, die es ermöglichen, im Kraftfahrzeug 4 verbaute Radarsensoren 8 zu kalibrieren.
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Die Radarreflektorplatten 30 sind üblicherweise aus Metall ausgebildet oder mit einer Metallschicht beschichtet.
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Um Störeffekte, die von den metallischen Bestandteilen der Radarreflektorplatten 30 verursacht werden können, zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, können die Radarreflektorplatten 30 in einem vorgegebenen Abstand vor und/oder unterhalb des Trägers 22 montiert werden.
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Dazu können Radarreflektor-Halterungen 32 vorgesehen sein, die über die Haltevorrichtungen 24 an dem Träger 22 anbringbar sind, wie es in der 4 gezeigt ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Radarreflektorplatte 30 auch anstelle des Abstandblechs 13 an der Säule 18 der Kalibriervorrichtung 10 montiert werden, oder das Abstandblech 13 kann als Radarreflektorplatte 30 ausgebildet sein.
