EP1851506A1 - Sensor für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Sensor für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP1851506A1
EP1851506A1 EP06722559A EP06722559A EP1851506A1 EP 1851506 A1 EP1851506 A1 EP 1851506A1 EP 06722559 A EP06722559 A EP 06722559A EP 06722559 A EP06722559 A EP 06722559A EP 1851506 A1 EP1851506 A1 EP 1851506A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
motor vehicle
reference beam
light source
adjustment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06722559A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried Mehr
Holger Schanz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Original Assignee
ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ADC Automotive Distance Control Systems GmbH filed Critical ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Publication of EP1851506A1 publication Critical patent/EP1851506A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4972—Alignment of sensor

Definitions

  • the invention relates to a sensor for a motor vehicle, e.g. a camera or a LIDAR or RADAR environment detection system, wherein the sensor is adjusted to a target area.
  • a sensor for a motor vehicle e.g. a camera or a LIDAR or RADAR environment detection system, wherein the sensor is adjusted to a target area.
  • the object of the invention is to present a device which enables a simple and cost-effective calibration of sensors in motor vehicles, for.
  • the orientation of a sensor in the motor vehicle to a target area, for. B. for passive sensors is facilitated by an additional light source, the light source with the sensor is permanently installed in or on the motor vehicle.
  • the light source is in a fixed, predefined position to the sensor, it can, for. B. be integrated in the sensor or the same are on the outside.
  • the decisive factor is that the sensor and the light source always undergo the same location changes during an adjustment, and their position remains fixed to one another.
  • the light source emits a reference beam that is activated to align the sensor.
  • the reference beam is preferably adjusted to a designated mark.
  • a device for aligning headlamps is used to adjust the sensor.
  • This embodiment is advantageous for looking in the direction of travel sensors such. B. camera, radar and lidar systems for environmental detection.
  • the adjustment with a device that also serves the headlight adjustment offers the advantage that no additional equipment must be purchased from the workshops and this embodiment is a cost effective alternative to previously known methods.
  • the device for adjusting the screen is aligned perpendicular to the vehicle axis, which is the optical axis parallel to the direction of travel. This can be done in many ways. In the manufacturing there is a self-aligned station with wheels, on which the vehicle is aligned with rotating wheels perpendicular to the setting devices. In a motor vehicle workshop there is the possibility of bearing on specific vehicle features or on a Achsver Wegsapperatur, for example, the alignment of a laser pointer on the wheel axles, to align the device perpendicular to the vehicle longitudinal axis.
  • a mark in or on the motor vehicle for adjusting the sensor can be used, this can, for. B. be used in the vehicle interior monitoring.
  • a further embodiment of the arrangement is the use of a mark in the surroundings of the vehicle for the adjustment, this can e.g. be a mark at a defined distance on a wall in front of the motor vehicle.
  • a wavelength of the reference beam in the visible spectral range is particularly advantageous.
  • the light source is provided with an optical means, so that the reference beam is mapped suitably on the marking provided for this purpose.
  • the optical means is z. B. chosen so that the reference beam is approximately parallel to the sensor beam.
  • the visible reference beam preferably passes through the optical means provided for the sensor, in particular if the sensor is a camera or a system based on near infrared radiation.
  • the sensor and reference beam can overlap. Also conceivable is a nearly parallel or a crossed Course of the rays.
  • the impact point on the optical means may be the same for the reference and sensor beams. In another embodiment, different impact points are provided for sensor and reference beam.
  • the optical means may be composed of several segments, the segments being made of different materials.
  • the reference beam can pass through a segment of the optical means consisting of a predetermined first material, whereas the sensor beam passes through a segment consisting of a different type of second material.
  • an LED Light Emitting Diode
  • the light source for the reference beam is provided as the light source for the reference beam.
  • FIG. 1 shows a sensor unit with reference beam and headlamp setting device in plan view.
  • FIG. 1 shows a sensor unit 1 comprising a transmitter 2 and a receiver 4.
  • Transmitter 2 and receiver 4 are spaced apart from each other and each provided with an optical means 8a, 8b, which in this example is a convergent lens.
  • the orientation of sensor and receiver is shown with broken lines 7a, 7b.
  • an LED light source 3 is provided adjacent to the transmitter 2, which emits a reference beam 11 in the visible spectral range.
  • An equivalent embodiment is the positioning of the LED adjacent the receiver 4.
  • Transmitter 2 and receiver 4 operate in the near infrared spectral region typical of the lidar systems.
  • the material of the optical means 8a in front of the transmitter is chosen so that the visible radiation of the LED and the infrared radiation of the transmitter can pass.
  • Transmitter 2 and LED 3 are arranged so that their beams pass through the same optical means 8a.
  • the reference beam 11 has a defined position to the orientation of the transmitter and the receiver 7,7b.
  • For adjusting the sensor unit 1 means are provided with which the unit 1 is rotated about its longitudinal or transverse axis 6.5.
  • a headlamp setting device 9 is shown in Fig. 1, which is positioned in front of the motor vehicle.
  • the reference beam 11 enters the headlamp setting device 9 through an optical means 13.
  • the reference beam is projected in this device 9 on a ground glass 12, which is arranged at an angle to the incident beam and which can be viewed from above.
  • On the ground glass is provided for the adjustment of the sensor unit 1 Einstellmaske 10, which is provided with a marker on which the reference beam is aligned.
  • the adjacent arrows represent the adjustment possibilities of the reference beam when the sensor unit 1 is rotated about its longitudinal or transverse axis 6.5.
  • a headlamp adjuster is commercially available and usually already present in motor vehicle workshops. To adjust the sensor so only an additional adjustment mask is needed.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Es wurde ein Sensor für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, der verstellbar am Kraftfahrzeug befestigt ist. Der Sensor umfasst zumindest einen Bildaufnehmer (4) und/oder der Sensor ist für den sichtbaren oder infraroten Spektralbereich ausgelegt. Es ist eine Lichtquelle (3), insbesondere eine LED, in einer fest definierten Position zum oder im Sensor vorgesehen, die einen Referenzstrahl (11) im sichtbaren Spektralbereich emittiert, und zur Ausrichtung des Sensors aktivierbar ist. Insbesondere ist ein Einsatz bei im Fahrzeug installierten Kameras, LIDAR- und RADAR-Systemen vorgesehen, wobei zur Justierung ein übliches Scheinwerfereinstellgerät (9) verwendet wird.

Description

Sensor für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Sensor für ein Kraftfahrzeug, z.B. einer Kamera oder eines LIDAR bzw. RADAR-Umgebungserfassungssystem, wobei der Sensor auf ein Zielgebiet justiert wird..
Wichtig für die einwandfreie Funktion von Sensoren im Kraftfahrzeug ist die korrekte Ausrichtung auf das vorgesehene Zielgebiet. Die Ausrichtung wird einmal vor der Auslieferung des Fahrzeugs im Werk durchgeführt. Durch Umgebungseinflüsse kann sich die Sensorposition verändern und eine Nachjustage in einer KFZ-Werkstatt erforderlich machen. Zur Ausrichtung von Sensoren werden typischerweise externe Laserjustage-Vorrichtungen verwendet, oder es wird z.B. zur Kamerajustierung ein vorgegebenes Muster in einem vorgegebenen Abstand aufgenommen und mit einem Referenzbild verglichen. Letzteres Kalibrierverfahren wird u. a. in EP 1376051 beschrieben. Beide Methoden weisen den Nachteil auf, dass jede Werkstatt, die diese Sensorausrichtung vornimmt, eine spezielle aufwändige Vorrichtung zur Justage zusätzlich erwerben muss und somit hohe Extrakosten entstehen.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin eine Vorrichtung vorzustellen, die eine einfache und kostengünstige Kalibrierung von Sensoren in Kraftfahrzeugen, z. B. Kamera-, Radar- und Lidarsysteme, in einer Servicewerkstatt ermöglicht.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Ausrichtung eines Sensors im Kraftfahrzeug auf ein Zielgebiet, z. B. für passive Sensoren, durch eine zusätzliche Lichtquelle erleichtert wird, wobei die Lichtquelle mit dem Sensor fest im oder am Kraftfahrzeug installiert ist. Die Lichtquelle befindet sich in einer festen, vorher definierten Position zum Sensor, sie kann z. B. im Sensor integriert sein oder sich an der Außenseite desselben befinden. Entscheidend ist, dass der Sensor und die Lichtquelle bei einer Justage immer die gleichen Ortsveränderungen durchlaufen, und ihre Position zueinander fix bleibt. Die Lichtquelle emittiert einen Referenzstrahl, der zur Ausrichtung des Sensors aktiviert wird. Der Referenzstrahl wird vorzugsweise auf eine dafür vorgesehen Markierung justiert. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung wird zur Justage des Sensors ein Gerät zur Ausrichtung von Scheinwerfern genutzt. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft für in Fahrtrichtung schauende Sensoren, wie z. B. Kamera-, Radar- und Lidarsysteme zur Umgebungserfassung. Die Justage mit einer Vorrichtung, die auch der Scheinwerferjustage dient, bietet den Vorteil, dass kein zusätzliches Gerät von den Werkstätten gekauft werden muss und diese Ausführungsform eine kostengünstige Alternative zu bisher bekannten Verfahren darstellt. Das Gerät zur Scheiήwerfereinstellung wird senkrecht zur Fahrzeugachse, das ist die optische Achse parallel zur Fahrrichtung, ausgerichtet. Das kann auf vielfältige Weise geschehen. In der Fertigung gibt es eine in sich ausgerichtete Station mit Rollen, auf dem sich das Fahrzeug bei drehenden Rädern senkrecht zu den Einstellgeräten ausrichtet. In einer Kraftfahrzeugwerkstatt gibt es die Möglichkeit über Peilung an bestimmte Fahrzeugmerkmale bzw. über eine Achsvermessungsapperatur, z.B. das Ausrichten eines Laserpointers auf die Radachsen, das Gerät senkrecht zur Fahrzeuglängsachse auszurichten.
Vorzugsweise kann sich auch eine Markierung in oder an dem Kraftfahrzeug zur Justage des Sensors eingesetzt werden, dies kann z. B. bei der Fahrzeuginnenraum- Überwachung eingesetzt werden. Eine weitere Ausgestaltung der Anordnung ist die Nutzung einer Markierung in der Umgebung des Fahrzeugs zur Justage, dies kann z.B. eine Markierung in einem definierten Abstand an einer Wand vor dem Kraftfahrzeug sein.
Eine Wellenlänge des Referenzstrahls im sichtbaren Spektralbereich ist besonders vorteihaft. In einer bevorzugten Ausführungsforrn ist die Lichtquelle mit einem optischen Mittel versehen ist, so dass der Referenzstrahl geeignet auf der dafür vorgesehenen Markierung abgebildet wird. Das optische Mittel wird z. B. so gewählt, dass der Referenzstrahl annähernd parallel zum Sensorstrahl verläuft. Der sichtbare Referenzstrahl durchläuft vorzugsweise die für den Sensor vorgesehenen optischen Mittel, insbesondere wenn es sich bei dem Sensor um ein Kamera- oder ein auf nahe Infrarot-Strahlung basierendes System handelt. Dabei können sich Sensor- und Referenzstrahl überlappen. Denkbar ist auch ein nahezu paralleler oder ein gekreuzter Verlauf der Strahlen. Der Auftreffpunkt auf dem optischen Mittel kann für Referenz- und Sensorstrahl gleich sein. In einer weiteren Aύsführungsform sind verschiedenen Auftreffpunkte für Sensor- und Referenzstrahl vorgesehen. Das optische Mittel kann aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sein, wobei die Segmente aus verschiedenartigen Materialien bestehen. So kann z.B. der Referenzstrahl eine Segment des optischen Mittels bestehend aus einem vorgegebenen ersten Material durchlaufen, wohingegen der Sensorstrahl ein Segment bestehend aus einem verschiedenartigen zweiten Material durchläuft. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist als Lichtquelle für den Referenzstrahl eine LED (Light Emitting Diode) vorgesehen.
Weitere Vorteile und Besonderheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Abbildung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigt Figur 1: Sensoreinheit mit Referenzstrahl und Scheinwerfereinstellgerät in der Draufsicht.
In Fig. 1 ist eine Sensoreinheit 1 dargestellt, die einen Sender 2 und einen Empfänger 4 umfasst. Sender 2 und Empfänger 4 sind beabstandet voneinander angeordnet und jeweils mit einem optischen Mittel 8a, 8b versehen, das hier im Beispiel eine Sammellinse ist. Die Ausrichtung von Sensor und Empfänger ist mit unterbrochenen Linien 7a, 7b dargestellt. Zusätzlich ist benachbart zum Sender 2 eine LED Lichtquelle 3 vorgesehen, die einen Referenzstrahl 11 im sichtbaren Spektralbereich emittiert. Eine gleichwertige Ausführungsform ist die Positionierung der LED neben -dem Empfänger 4. Sender 2 und Empfänger 4 arbeiten im nahen infraroten Spektralbereich, der für die Lidar-Systeme typisch ist. Das Material des optischen Mittels 8a vor dem Sender ist so gewählt, dass die sichtbare Strahlung der LED und die infrarote Strahlung des Senders passieren kann. Sender 2 und LED 3 sind so angeordnet, dass ihre Strahlen dasselbe optische Mittel 8a durchlaufen. Der Referenzstrahl 11 hat eine definierte Position zu der Ausrichtung des Senders und des Empfängers 7,7b. Zur Justage der Sensoreinheit 1 sind Mittel vorgesehen mit denen die Einheit 1 um ihre Längs- bzw. Querachse 6,5 gedreht wird.
Weiterhin ist in Fig. 1 ein Scheinwerfereinstellgerät 9 abgebildet, das vor dem Kraftfahrzeug positioniert ist. Der Referenzstrahl 11 tritt durch ein optisches Mittel 13 in das Scheinwerfereinstellgerät 9 ein. Der Referenzstrahl wird in diesem Gerät 9 auf eine Mattscheibe 12 projiziert, die gewinkelt zum einfallenden Strahl angeordnet ist und die von oben angeschaut werden kann. Auf der Mattscheibe liegt die für die Justage der Sensoreinheit 1 vorgesehene Einstellmaske 10, die mit einer Markierung versehen ist, auf die der Referenzstrahl ausgerichtet wird. Die benachbarten Pfeile stellen die Justagemöglichkeiten des Referenzstrahls dar, wenn die Sensoreinheit 1 um ihre Längs- bzw. Querachse 6,5 gedreht wird.
Ein Scheinwerfereinstellgerät ist kommerziell erhältlich und in der Regel bereits in Kraftfahrzeugwerkstätten vorhanden. Zur Justage des Sensors ist also lediglich eine zusätzliche Einstellmaske nötig.

Claims

Patentansprüche:
1) Sensor (1) für ein Kraftfahrzeug, der verstellbar am Kraftfahrzeug befestigbar ist, und wobei der Sensor zumindest einen Bildaufnehmer umfasst und/oder der Sensor für den sichtbaren oder infraroten Spektralbereich ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) mit einer zusätzlichen Lichtquelle (3) versehen ist, die einen Referenzstrahl erzeugt, wobei sich die Lichtquelle (3) im Sensor (1) befindet oder in einer fest definierten Position zum Sensor (1) vorgesehen ist und wobei der Referenzstrahl (11) zur Ausrichtung des Sensors aktivierbar ist.
2) Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Referenzstrahls im sichtbaren Spektralbereich liegt.
3) Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) elektromagnetische Wellen im nichtsichtbaren Wellenlängenbereich emittiert.
4) Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle mit einem optischen Mittel versehen ist.
5) Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzstrahl (11) die für den Sensor vorgesehenen optischen Mittel (8a) durchläuft.
6) Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (3) eine LED ist.
7) Verfahren zur Justierung eines Sensors (1) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) im Kraftfahrzeuginnenraum eingesetzt wird und zur Justage eine Markierung im Kraftfahrzeug genutzt wird .
8) Verfahren zur Justierung eines Sensors (1) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Markierung in der Umgebung des Fahrzeugs zur Justage genutzt wird.
9) Verfahren zur Justierung eines Sensors (1) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Justage des Sensors (1) Geräte für die Scheinwerferjustage (9) genutzt werden.
EP06722559A 2005-02-25 2006-02-24 Sensor für ein kraftfahrzeug Withdrawn EP1851506A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510009198 DE102005009198A1 (de) 2005-02-25 2005-02-25 Sensor für ein Kraftfahrzeug
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Publication Number Publication Date
EP1851506A1 true EP1851506A1 (de) 2007-11-07

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ID=36371024

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EP06722559A Withdrawn EP1851506A1 (de) 2005-02-25 2006-02-24 Sensor für ein kraftfahrzeug

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EP (1) EP1851506A1 (de)
JP (1) JP2008532049A (de)
DE (2) DE102005009198A1 (de)
WO (1) WO2006089544A1 (de)

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