WO2019110245A1 - System und verfahren zum ausrichten einer kalibriervorrichtung zum kalibrieren von fahrzeugumfeldsensoren - Google Patents

System und verfahren zum ausrichten einer kalibriervorrichtung zum kalibrieren von fahrzeugumfeldsensoren Download PDF

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WO2019110245A1
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measuring
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PCT/EP2018/080918
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Inventor
Volker Uffenkamp
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the invention relates to a system and method for aligning a calibration device as used to calibrate vehicle surroundings sensors.
  • Modern motor vehicles are often equipped with driver assistance systems, for example with an automatic distance warning and / or holder, a lane departure warning, a lane change warning, a lane departure warning, and / or a parking aid.
  • driver assistance systems for example with an automatic distance warning and / or holder, a lane departure warning, a lane change warning, a lane departure warning, and / or a parking aid.
  • the sensors of the driver assistance system for example cameras and / or radar sensors, provide a precise, well-matched with reality and correctly aligned with the vehicle image of the environment of the vehicle.
  • the sensors of the driver assistant tenzsystems must be calibrated, in particular relative to the trajectory of the vehicle.
  • the calibration procedures and the necessary preparatory steps, e.g. the determination of the position and orientation of the driver assistant systems with respect to the vehicle are often very expensive.
  • a system for aligning a calibration device for calibrating at least one comprises
  • Vehicle surroundings sensor in particular a vehicle surroundings sensor of a driver assistance system, a measuring station on which a vehicle equipped with at least one vehicle surroundings sensor can be positioned.
  • the system also includes a control point system which can be arranged or arranged on the measuring station; a mobile, on the measuring station can be arranged calibration device; a first camera holding device (camera receiving device) arranged at a first camera position on or on the measuring station, which is designed to receive / hold a camera; a second camera holding device (camera receiving device) arranged at a second camera position on or on the measuring station and designed for picking up / holding a camera; and at least one camera, which can be arranged in the first and / or in the second camera holding device.
  • a control point system which can be arranged or arranged on the measuring station; a mobile, on the measuring station can be arranged calibration device; a first camera holding device (camera receiving device) arranged at a first camera position on or on the measuring station, which is designed to receive / hold a camera;
  • a method of aligning a calibration device used to calibrate at least one vehicle surroundings sensor comprises placing a camera at a first camera position at a measurement site on which a registration system is located
  • measuring station system is formed; driving a vehicle equipped with at least one vehicle surroundings sensor to be calibrated over the measuring station such that it does not cover the control point system located there, and taking pictures of the moving vehicle and the registration system with the camera; determine from at least one image taken by the camera the position and orientation of the camera in the registration system; identify at least one feature on the vehicle in the images taken by the camera and from this the direction of the geometric
  • measuring station place the mobile calibration device between the vehicle and the camera, which is located at the second camera position, on the measuring station; before or after placing the mobile
  • To take a measuring station After placing the mobile calibration device on the measuring station with the camera, which is arranged at the second camera position, at least one image of the mobile calibration device and the Record the control point system on the measuring station; from at least one of the images taken by the camera located at the second camera position, determining the position and orientation of the camera in the measurement system; from at least one of the images taken by the camera located at the second camera position, determining the position and orientation of the calibration device on the measurement site; and align the calibration device in a predetermined position and orientation on the measuring station.
  • a method for aligning a calibration device for calibrating at least one vehicle surroundings sensor comprises arranging a mobile control point system on a measuring station so that it provides a measuring station system; to arrange a camera at a first camera position; a vehicle equipped with at least one vehicle surroundings sensor to be calibrated to travel over the measuring station so as not to obscure the registration system and to take pictures of the moving vehicle and the registration system with the camera; determine the position and orientation of the camera in the measuring system from at least one of the images recorded by the camera; identify at least one feature on the vehicle in images captured by the camera, and from this the direction of the geometric
  • To determine the vehicle's axis in the measuring station system place the vehicle on the test bench so that it does not cover the control point system; to place the or another camera at the second camera position; place the mobile calibration device between the vehicle and the camera, which is located at the second camera position, on the measuring station; before or after placing the mobile calibration device on the measuring station with the camera, which is arranged at the second camera position, to take pictures of the control point system on the measuring station; after placing the mobile calibration device on the measurement site with the camera located at the second camera position, taking images of the mobile calibration device and the registration system on the measurement site; determine from at least one of the images taken by the camera located at the second camera position, the position and orientation of the camera in the measurement system; from at least one of the images taken by the camera arranged at the second camera position to the position and orientation of the calibration device on the measuring station determine; and align the calibration device in a predetermined position and orientation on the measuring station.
  • the positions of the measuring features of the measuring station system must not be changed during the entire procedure. That is, the measurement station system is stationary at least for the time of performing a method of aligning a calibration device according to any one of the embodiments of the invention.
  • the camera can be optimally positioned in each of the two sub-steps.
  • the calibration device can therefore be positioned and aligned with high accuracy. With a calibration device positioned and aligned in this way, the driver assistance system can be calibrated with high accuracy.
  • a method according to an embodiment of the invention can be performed with a single camera, which is set between the first and the second sub-step from the first camera position to the second camera position.
  • the camera can be implemented, for example, from a first to a second camera holding device.
  • a mobile camera-holding device can be used, which is converted from a first camera position.
  • the mobile camera holder may be, for example, a roller-equipped stand on which the camera is mounted.
  • two cameras may be used, with a first camera installed in the first camera holder and a second camera installed in the second camera holder.
  • the expense of converting the camera from the first camera holding device into the second camera holding device can thus be avoided by providing a second camera.
  • the calibration device has calibration device measurement features that are used to determine the position of the calibration device the measuring station are suitable. By means of calibrating device measuring features formed on the calibrating device, the position of the calibrating device on the measuring station can be determined reliably and with high accuracy.
  • the calibration device additionally comprises vehicle environment sensor measurement features that are designed to calibrate a vehicle surroundings sensor.
  • the calibration device measurement features and the vehicle environment sensor measurement features may be configured in particular on opposite sides of the calibration device so that the vehicle surroundings sensor measurement characteristics can be detected by a vehicle-mounted vehicle surroundings sensor and the calibration device measurement features can be detected by a camera if the calibration device between the driving tool and the camera is arranged.
  • control point system is a mobile control point system that can be arranged on the floor of the measuring station.
  • a mobile one is a mobile control point system that can be arranged on the floor of the measuring station.
  • Control point system allows the procedure for calibrating a
  • control point system is fixedly formed on the bottom of the measuring station.
  • a fixed-point system formed on the measuring station makes the process more robust, since the measuring characteristics of the register point system can not be moved accidentally.
  • the method includes attaching at least one measurement point to the vehicle before the vehicle is driven over the measurement site. Through a measuring point mounted on the vehicle, the geometric driving axis of the vehicle on the measuring station can be determined reliably and with high accuracy.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a measuring station with a system according to an embodiment of the invention and a vehicle in determining the geometric driving axis of the vehicle.
  • FIG. 2 shows a perspective view of that shown in FIG. 1
  • Measuring station with an additional calibration device Measuring station with an additional calibration device.
  • Figure 3 illustrates the two sub-steps of a procedural inventive method in a schematic side view of the vehicle on the measuring station.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a vehicle 1 with a vehicle surroundings sensor 2 to be calibrated of a driver assistance system 7, for example a distance sensor 2, and two headlamps 3, 4 in a front area 5 of the vehicle 1.
  • a driver assistance system 7 for example a distance sensor 2
  • two headlamps 3, 4 in a front area 5 of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 stands on a measuring station 8, which is equipped with a system 20 for aligning a calibration device 23_ for calibrating the vehicle surroundings sensor 2.
  • FIG. 3 shows a schematic side view of the vehicle 1 on the measuring station 8.
  • the control point system 14 On a roadway level (floor) 12 of the measuring station 8 is a pass point system 14.
  • the control point system 14 comprises at least three Messmerk male 13, which are not arranged on a common line.
  • the control point system 14 represents the measuring station 8 and is therefore also called
  • Measuring station system 14 referred to.
  • the registration point system 14 may be permanently formed on the floor 12 of the measuring station 8, e.g. be painted or glued on.
  • the pass point system 14 as a mobile control point system 14 (only) during the calibration process on the floor 12 of the measuring station 8 may be arranged.
  • a mobile control point system 14 makes it possible to carry out the method of calibrating a vehicle surroundings sensor 2 of a driver assistance system 7 according to an embodiment of the invention at different measuring stations 8
  • a fixed-point system 14 formed on the measuring station 8 makes the method more robust, since the measuring features 13 of the control point system 14 can not be moved accidentally.
  • a camera 10 is provided, which is designed to receive images of the vehicle 1 placed on the measuring station 8.
  • the camera 10 is arranged, in particular, at a first camera position 25a in a first camera holding device 21a.
  • a viewing axis 22 of the camera 10 is oriented so that the camera 10 is capable of optically detecting both the measuring features 13 of the control point system 14 formed on the roadway 12 of the measuring station 8 and the vehicle 1.
  • the vehicle 1 is driven over the measuring station 8 so that it does not cover the control point system 14.
  • images of the moving vehicle 1 and the stationary, i.e. during the measurement non-moving, control point system 14 are driven over the measuring station 8 so that it does not cover the control point system 14.
  • An evaluation device 11 is designed to identify the measuring features 13 of the control point system 14 in at least one image taken by the camera 10 and to determine therefrom the orientation of the camera 10 in the control point system (measuring system).
  • the evaluation device 11 is further configured to receive at least one feature 6 of the vehicle 1 in the images taken by the camera 10
  • This may be one or more measuring points 6 applied to the vehicle 1 or natural features, such as characteristic corners or edges of the vehicle 1.
  • the evaluation device 11 is further configured to determine the trajectory of the at least one identified feature 6 of the vehicle 1 with respect to the pass point system 14 and to determine therefrom the direction of the geometric driving axis 15 of the vehicle 1 in the measuring station system. The further method is described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the one camera 10 is arranged at a second camera position 25b in a second camera holding device 21b.
  • the second camera holder 21b is located at a greater distance from the registration system 14 than the first camera holder 21a.
  • a mobile calibration device 23 is placed on the measuring station 14 so as to be located between the vehicle 1 and the camera 10 disposed in the second camera holding device 21b.
  • the calibration device 23 has a chassis 18 and arranged on the chassis 18 target 17.
  • the target 17 has on its side facing the vehicle 1 C side, front ") a reference plane 16 with a normal vector N, which for interaction with the calibrated Vehicle environment sensor 2 is formed.
  • On the reference plane 16 of the target 17 can be
  • optical vehicle surroundings sensor measuring features 9 may be formed, which are optically detectable by a camera of the vehicle surroundings sensor 2.
  • other measuring features e.g. Radar reflectors, be formed on the reference plane 16.
  • the measurement features 9 represent the normal vector N of the reference plane 16.
  • the target 17 On its rear side facing the camera 10, the target 17 has at least three calibration device measuring features 19.
  • the calibrator measurement features 19 form a registration system, i. they must not be arranged on a common line and their coordinates must be known.
  • the calibration device measuring features 19 have a known reference to the reference plane 16 and define the normal vector N of the reference plane 16 of the target 17 facing the vehicle 1.
  • the mobile calibration device 23 is placed between the vehicle 1 and the camera 10 in such a way that a camera 10 arranged in the second camera holder 21 b is capable of taking pictures that contain the image
  • the evaluation device 11 is configured to determine from at least one of the images recorded by the camera 10 the position and orientation of the reference plane 16 of the target 17 with respect to the vehicle 1, in particular with respect to the previously determined geometric travel axis 15 of the vehicle 1. With this information, the reference plane 16 of the target 17 can be arranged and aligned in a suitable position for calibrating the vehicle surroundings sensor 2. In particular, the correct orientation of the reference plane 16 can be checked and the target 17 can be displaced and rotated until the reference plane 16 is arranged in the desired position and orientation in front of the vehicle 1.
  • the measurement features 13 of the registration system 14 link the position of the camera 10 in the first camera fixture 21a with the position of the camera 10 in the second camera fixture 21b.
  • the positions of the measuring features 13 of the control point system 14 must therefore not be changed during the entire process.
  • first sub-step determining the geometric travel axis of the vehicle 1 (FIG. 1)
  • second sub-step determining the position and orientation of the reference plane 16 of the target 17 (FIG. 2)
  • the position of the Camera 10 can be optimized in each of the two sub-steps.
  • the reference plane 16 of the target 17 can therefore be positioned and aligned with high accuracy in front of the vehicle 1. Consequently, the vehicle surroundings sensor 2 of the driver assistance system 7 can also be calibrated with high accuracy.
  • two cameras 10 can be used: a first camera 10, in the first camera Holding device 21 a is installed, and a second camera 10, the device in the second camera 21 b is installed.
  • the expense of converting the camera 10 from the first camera holding device 21a into the second camera holding device 21b can thus be avoided by providing a second camera 10.

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Abstract

Ein System (20) zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung (23) zum Kalibrieren eines Fahrzeugumfeldsensors (2) umfasst einen Messplatz (8), auf dem ein mit einem Fahrzeugumfeldsensor (2) ausgerüstetes Fahrzeug (1) positionierbar ist; ein auf dem Messplatz (8) anordbares Passpunktsystem (14); eine mobile, auf dem Messplatz (8) anordbare Kalibriervorrichtung (23); eine an einer ersten Kamera-Position (25a) angeordnete erste Kamera-Haltevorrichtung (21a), die zum Halten einer Kamera (10) ausgebildet ist; eine an einer zweiten Kamera- Position (25b) angeordnete zweite Kamera-Haltevorrichtung (21b), die zum Halten einer/der Kamera (10) ausgebildet ist; und wenigstens eine Kamera (10), die in der ersten und/oder in der zweiten Kamera-Haltevorrichtung (21a, 21b) anordbar ist.

Description

Beschreibung
Titel
System und Verfahren zum Ausrichten einer
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zum Kalibrieren von Fahrzeugumfeldsensoren
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung, wie sie zum Kalibrieren von Fahrzeugumfeldsensoren verwendet wird.
Stand der Technik
Moderne Kraftfahrzeuge sind häufig mit Fahrerassistenzsystemen ausgestattet, beispielsweise mit einem automatischen Abstandswarner und/oder -halter, einem Spurhalteassistenten, einer Spurwechselwarnung ("lane change warning"), einer Spurverlassenswarnung ("lane departure warning"), und/oder einer Einparkhilfe.
Um eine zuverlässige Funktion eines Fahrerassistenzsystems zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass die Sensoren des Fahrerassistenzsystems, beispiels weise Kameras und/oder Radarsensoren, ein präzises, gut mit der Realität übereinstimmendes und korrekt auf das Fahrzeug ausgerichtetes Bild der Umgebung des Fahrzeugs liefern. Hierfür müssen die Sensoren des Fahrerassis tenzsystems kalibriert werden, insbesondere relativ zur Bewegungsbahn des Fahrzeugs. Die Kalibriervorgänge und die hierfür notwendigen vorbereitenden Schritte, wie z.B. die Bestimmung der Position und Ausrichtung der Fahrerassis tenzsystem-Sensoren in Bezug auf das Fahrzeug, sind häufig sehr aufwendig.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kalibrierung von Fahrer assistenzsystemen, insbesondere von Fahrerassistenzsystem-Sensoren, zu vereinfachen.
Offenbarung der Erfindung Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein System zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren wenigstens eines
Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems, einen Messplatz, auf dem ein mit wenigstens einem Fahrzeugumfeldsensor ausgerüstetes Fahrzeug positionierbar ist. Das System umfasst auch ein auf dem Messplatz anordbares oder angeordnetes Passpunkt system; eine mobile, auf dem Messplatz anordbare Kalibriervorrichtung; eine an einer ersten Kamera- Position an oder auf dem Messplatz angeordnete erste Kamera- Haltevorrichtung (Kamera-Aufnahmevorrichtung), die zum Aufnehmen / Halten einer Kamera ausgebildet ist; eine an einer zweiten Kamera- Position an oder auf dem Messplatz angeordnete zweite Kamera- Haltevorrichtung (Kamera- Aufnahmevorrichtung), die zum Aufnehmen / Halten einer Kamera ausgebildet ist; und wenigstens eine Kamera, die in der ersten und/oder in der zweiten Kamera- Haltevorrichtung anordbar ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Verfahren des Ausrichtens einer Kalibriervorrichtung, die zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors verwendet wird, eine Kamera an einer ersten Kamera- Position an einem Messplatz anzuordnen, auf dem ein Passpunktsystem
(Messplatzsystem) ausgebildet ist; ein Fahrzeug, das mit wenigstens einem zu kalibrierenden Fahrzeugumfeldsensor ausgestattet ist, so über den Messplatz zu fahren, dass es das dort angeordnete Passpunktsystem nicht verdeckt, und mit der Kamera Bilder des sich bewegenden Fahrzeugs und des Passpunktsystems aufzunehmen; aus wenigstens einem von der Kamera aufgenommenen Bild die Position und Orientierung der Kamera im Passpunktsystem zu bestimmen; in den von der Kamera aufgenommenen Bildern mindestens ein Merkmal auf dem Fahrzeug zu identifizieren und hieraus die Richtung der geometrischen
Fahrachse des Fahrzeugs im Messplatzsystem zu bestimmen; das Fahrzeug so auf dem Messplatz zu platzieren, dass es das Passpunktsystem nicht verdeckt; die oder eine andere Kamera an einer zweiten Kamera- Position an dem
Messplatz anzuordnen; die mobile Kalibriervorrichtung zwischen dem Fahrzeug und der Kamera, die an der zweiten Kamera- Position angeordnet ist, auf dem Messplatz zu platzieren; vor oder nach dem Platzieren der der mobilen
Kalibriervorrichtung an dem Messplatz mit der Kamera, die an der zweiten Kamera- Position angeordnet ist, Bilder des Passpunktsystems auf dem
Messplatz aufzunehmen; nach dem Platzieren der mobilen Kalibriervorrichtung auf dem Messplatz mit der Kamera, die an der zweiten Kamera- Position ange ordnet ist, wenigstens ein Bild der mobilen Kalibriervorrichtung und des Passpunktsystems auf dem Messplatz aufzunehmen; aus wenigsten einem der Bilder, die von der an der zweiten Kamera- Position angeordneten Kamera aufgenommen worden sind, die Position und Orientierung der Kamera im Messplatzsystem zu bestimmen; aus wenigsten einem der Bilder, die von der an der zweiten Kamera- Position angeordneten Kamera aufgenommen worden sind, die Position und die Orientierung der Kalibriervorrichtung auf dem Messplatz zu bestimmen; und die Kalibriervorrichtung in einer vorgegebenen Position und Orientierung auf dem Messplatz auszurichten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors, ein mobiles Passpunktsystem auf einem Messplatz anzuordnen, so dass es ein Messplatzsystem zur Verfügung stellt; eine Kamera an einer ersten Kamera- Position anzuordnen; ein Fahrzeug, das mit wenigstens einem zu kalibrierenden Fahrzeugumfeldsensor ausgestattet ist, so über den Messplatz zu fahren, dass es das Passpunktsystem nicht verdeckt, und mit der Kamera Bilder des sich bewegenden Fahrzeugs und des Passpunktsystems aufzunehmen; aus wenigstens einem der von der Kamera aufgenommenen Bild die Position und Orientierung der Kamera im Messplatzsystem zu bestimmen; in von der Kamera aufgenommenen Bildern mindestens ein Merkmal auf dem Fahrzeug zu identifizieren und hieraus die Richtung der geometrischen
Fahrachse des Fahrzeugs im Messplatzsystem zu bestimmen; das Fahrzeug so auf dem Messplatz zu platzieren, dass es das Passpunktsystem nicht verdeckt; die oder eine andere Kamera an der zweiten Kamera- Position anzuordnen; die mobile Kalibriervorrichtung zwischen dem Fahrzeug und der Kamera, die an der zweiten Kamera- Position angeordnet ist, auf dem Messplatz zu platzieren; vor oder nach dem Platzieren der mobilen Kalibriervorrichtung auf dem Messplatz mit der Kamera, die an der zweiten Kamera- Position angeordnet ist, Bilder des Passpunktsystems auf dem Messplatz aufzunehmen; nach dem Platzieren der der mobilen Kalibriervorrichtung auf dem Messplatz mit der Kamera, die an der zweiten Kamera- Position angeordnet ist, Bilder der mobilen Kalibriervorrichtung und des Passpunktsystems auf dem Messplatz aufzunehmen; aus wenigstens einem der Bilder, die von der an der zweiten Kamera- Position angeordneten Kamera aufgenommen worden sind, die Position und Orientierung der Kamera im Messplatzsystem zu bestimmen; aus wenigstens einem der von der an der zweiten Kamera- Position angeordneten Kamera aufgenommenen Bildern die Position und die Orientierung der Kalibriervorrichtung auf dem Messplatz zu bestimmen; und die Kalibriervorrichtung in einer vorgegebenen Position und Orientierung auf dem Messplatz auszurichten.
Die Positionen der Messmerkmale des Messplatzsystems dürfen während des gesamten Verfahrens nicht verändert werden. D.h., das Messplatzsystem ist wenigstens für die Zeit der Durchführung eines Verfahrens zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele der Erfindung stationär.
Durch den Wechsel der Position der Kamera zwischen den beiden Teilschritten des Bestimmens der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs (Teilschritt 1) und des Bestimmens der Position und der Ausrichtung der Kalibriervorrichtung (Teilschritt 2) kann die Kamera in jedem der beiden Teilschritte optimal positioniert werden. Die Kalibriervorrichtung kann daher mit hoher Genauigkeit positioniert und ausgerichtet werden. Mit einer Kalibriervorrichtung, die auf diese Weise positioniert und ausgerichtet ist, kann das Fahrerassistenzsystem mit hoher Genauigkeit kalibriert werden.
Ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann mit einer einzigen Kamera durchgeführt werden, die zwischen dem ersten und dem zweiten Teilschritt von der ersten Kamera- Position an die zweite Kamera- Position um gesetzt wird.
Die Kamera kann beispielsweise von einer ersten in eine zweite Kamera- Halte vorrichtung umgesetzt werden. Alternativ kann eine mobile Kamera-Haltevorrich- tung verwendet werden, die von einer ersten Kamera- Position umgesetzt wird. Die mobile Kamera-Haltevorrichtung kann beispielsweise ein mit Rollen ausgestattetes Stativ sein, an/auf dem die Kamera montiert wird.
Alternativ können auch zwei Kameras verwendet werden, wobei eine erste Kamera in der ersten Kamera-Haltevorrichtung installiert ist und eine zweite Kamera in der zweiten Kamera-Haltevorrichtung installiert ist. Der Aufwand des Umsetzens der Kamera von der ersten Kamera-Haltevorrichtung in die zweite Kamera-Haltevorrichtung kann so durch das Bereitstellen einer zweiten Kamera vermieden werden.
In einer Ausführungsform weist die Kalibriervorrichtung Kalibriervorrichtungs- Messmerkmale auf, die zur Bestimmung der Position der Kalibriervorrichtung auf dem Messplatz geeignet sind. Durch auf der Kalibriervorrichtung ausgebildete Kalibriervorrichtungs-Messmerkmale kann die Position der Kalibriervorrichtung auf dem Messplatz zuverlässig und mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
In einer Ausführungsform weist die Kalibriervorrichtung zusätzlich Fahrzeug umfeldsensor-Messmerkmale auf, die zum Kalibrieren eines Fahrzeugumfeld sensors ausgebildet sind. Die Kalibriervorrichtungs-Messmerkmale und die Fahr- zeugumfeldsensor-Messmerkmale können insbesondere auf gegenüberliegen den Seiten der Kalibriervorrichtung ausgebildet sein, so dass die Fahrzeugum feldsensor-Messmerkmale von einem am Fahrzeug angebrachten Fahrzeug umfeldsensor erfassbar sind und die Kalibriervorrichtungs-Messmerkmale von einer Kamera erfassbar sind, wenn die Kalibriervorrichtung zwischen dem Fahr zeug und der Kamera angeordnet ist.
In einer Ausführungsform ist das Passpunktsystem ein mobiles Passpunkt system, das auf dem Boden des Messplatzes anordbar ist. Ein mobiles
Passpunktsystem ermöglicht es, das Verfahren zum Kalibrieren eines
Fahrerassistenzsystems an verschiedenen Messplätzen durchzuführen.
In einer Ausführungsform ist das Passpunktsystem fest auf dem Boden des Messplatzes ausgebildet. Ein fest auf dem Messplatz ausgebildetes Pass punktsystem macht das Verfahren robuster, da die Messmerkmale des Pass punktsystems nicht versehentlich verschoben werden können.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, wenigstens einen Messpunkt auf dem Fahrzeug anzubringen, bevor das Fahrzeug über den Messplatz gefahren wird. Durch einen auf dem Fahrzeug angebrachten Messpunkt kann die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs auf dem Messplatz zuverlässig und mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren:
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messplatzes mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und einem Fahrzeug bei der Bestimmung der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs. Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des in der Figur 1 gezeigten
Messplatzes mit einer zusätzlichen Kalibriervorrichtung.
Figur 3 veranschaulicht die beiden Teilschritte eines erfindungsgemäßen Verfah rens in einer schematischen seitlichen Darstellung des Fahrzeuges auf dem Messplatz.
Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Fahrzeug 1 mit einem zu kalibrierenden Fahrzeugumfeldsensor 2 eines Fahrerassistenzsys tems 7, beispielsweise einem Abstandssensor 2, und zwei Scheinwerfern 3, 4 in einem Frontbereich 5 des Fahrzeugs 1.
Das Fahrzeug 1 steht auf einem Messplatz 8, der mit einem System 20 zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung 23_zum Kalibrieren des Fahrzeugumfeld sensors 2 ausgestattet ist. Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs 1 auf dem Messplatz 8.
Auf einer Fahrbahnebene (Boden) 12 des Messplatzes 8 befindet sich ein Pass punktsystem 14. Das Passpunktsystem 14 umfasst wenigstens drei Messmerk male 13, die nicht auf einer gemeinsamen Linie angeordnet sind. Das Passpunkt system 14 repräsentiert den Messplatz 8 und wird daher auch als
Messplatzsystem 14 bezeichnet.
Das Passpunktsystem 14 kann dauerhaft auf dem Boden 12 des Messplatzes 8 ausgebildet, z.B. aufgemalt oder aufgeklebt, sein. Alternativ kann das Pass punktsystem 14 als mobiles Passpunktsystem 14 (nur) während des Kalibrier vorgangs auf dem Boden 12 des Messplatzes 8 angeordnet sein.
Ein mobiles Passpunktsystem 14 ermöglicht es, das Verfahren des Kalibrierens eines Fahrzeugumfeldsensors 2 eines Fahrerassistenzsystems 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung an verschiedenen Messplätzen 8
durchzuführen. Ein fest auf dem Messplatz 8 ausgebildetes Passpunktsystem 14 macht das Verfahren robuster, da die Messmerkmale 13 des Passpunktsystems 14 nicht versehentlich verschoben werden können.
An dem Messplatz 8 ist eine Kamera 10 vorgesehen, die ausgebildet ist, Bilder des auf dem Messplatz 8 platzierten Fahrzeugs 1 aufzunehmen. Die Kamera 10 ist insbesondere an einer ersten Kamera- Position 25a in einer ersten Kamera- Haltevorrichtung 21a angeordnet.
Eine Sichtachse 22 der Kamera 10 ist so ausgerichtet, dass die Kamera 10 in der Lage ist, sowohl die auf der Fahrbahnebene 12 des Messplatzes 8 ausgebildeten Messmerkmale 13 des Passpunktsystems 14 als auch das Fahrzeug 1 optisch zu erfassen.
Das Fahrzeug 1 wird so über den Messplatz 8 gefahren, dass es das Passpunkt system 14 nicht verdeckt. Während der Bewegung des Fahrzeugs 1 werden von der Kamera 10 Bilder des sich bewegenden Fahrzeugs 1 und des stationären, d.h. während der Messung nicht bewegten, Passpunktsystems 14
aufgenommen.
Eine Auswerteeinrichtung 11 ist ausgebildet, in wenigstens einem von der Kamera 10 aufgenommen Bild die Messmerkmale 13 des Passpunktsystems 14 zu identifizieren und daraus die Orientierung der Kamera 10 im Passpunktsystem (Messplatzsystem) zu bestimmen.
Es können auch mehrere Bilder ausgewertet werden, um durch Mittelwertbildung Rauschen zu mindern und die Genauigkeit zu steigern.
Die Auswerteeinrichtung 11 ist weiter ausgebildet, in den von der Kamera 10 auf genommenen Bildern wenigstens ein Merkmal 6 des Fahrzeugs 1 zu
identifizieren. Dabei kann es sich um einen oder mehrere auf das Fahrzeug 1 aufgebrachte Messpunkte 6 oder um natürliche Merkmale, beispielsweise um charakteristische Ecken oder Kanten, des Fahrzeugs 1 handeln.
Die Auswerteeinrichtung 11 ist weiter ausgebildet, die Bewegungsbahn des wenigstens einen identifizierten Merkmals 6 des Fahrzeugs 1 in Bezug auf das Pass punktsystem 14 zu bestimmen und hieraus die Richtung der geometrischen Fahrachse 15 des Fahrzeugs 1 im Messplatzsystem zu ermitteln. Das weitere Verfahren wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrie ben.
Nachdem die geometrische Fahrachse 15 des Fahrzeugs 1 bestimmt worden ist, wird die eine Kamera 10 an einer zweiten Kamera- Position 25b in einer zweiten Kamera-Haltevorrichtung 21b angeordnet. Die zweite Kamera-Haltevorrichtung 21b ist in einem größeren Abstand von dem Passpunktsystem 14 angeordnet als die erste Kamera-Haltevorrichtung 21a.
Eine mobile Kalibriervorrichtung 23 wird so auf dem Messplatz 14 platziert, dass sie sich zwischen dem Fahrzeug 1 und der Kamera 10, die in der zweiten Kamera-Haltevorrichtung 21b angeordnet ist, befindet.
Die Kalibriervorrichtung 23 hat ein Fahrgestell 18 und ein auf dem Fahrgestell 18 angeordnetes Target 17. Das Target 17 weist auf seiner dem Fahrzeug 1 zuge wandten Seite C, Vorderseite“) eine Referenzebene 16 mit einem Normalenvektor N auf, die zur Wechselwirkung mit dem zu kalibrierenden Fahrzeugumfeldsensor 2 ausgebildet ist. Auf der Referenzebene 16 des Targets 17 können
beispielsweise (in der Figur 2 nicht sichtbare) optische Fahrzeugumfeldsensor- Messmerkmale 9 ausgebildet sein, die von einer Kamera des Fahrzeugumfeld sensors 2 optisch erfassbar sind. Je nach Art des zu kalibrierenden Fahrzeugum feldsensors 2 können auch andere Messmerkmale 9, z.B. Radarreflektoren, auf der Referenzebene 16 ausgebildet sein. Die Messmerkmale 9 repräsentieren den Normalenvektor N der Referenzebene 16.
Auf seiner der Kamera 10 zugewandten Rückseite weist das Target 17 mindes tens drei Kalibriervorrichtungs-Messmerkmale 19 auf. Die Kalibriervorrichtungs- Messmerkmale 19 bilden ein Passpunktsystem, d.h. sie dürfen nicht auf einer gemeinsamen Linie angeordnet sein und ihre Koordinaten müssen bekannt sein. Die Kalibriervorrichtungs-Messmerkmale 19 weisen einen bekannten Bezug zur Referenzebene 16 auf und definieren den Normalenvektor N der dem Fahrzeug 1 zugewandten Referenzebene 16 des Targets 17.
Die mobile Kalibriervorrichtung 23 wird so zwischen dem Fahrzeug 1 und der Kamera 10 platziert, dass eine in der zweiten Kamera-Haltevorrichtung 21b angeordnete Kamera 10 in der Lage ist, Bilder aufzunehmen, die das
Passpunktsystem 14 und die Kalibriervorrichtungs-Messmerkmale 19 enthalten. Die Auswerteeinrichtung 11 ist ausgebildet, aus wenigsten einem der von der Kamera 10 aufgenommenen Bilder die Lage und die Ausrichtung der Referenz ebene 16 des Targets 17 in Bezug auf das Fahrzeug 1, insbesondere gegenüber der zuvor bestimmten geometrischen Fahrachse 15 des Fahrzeugs 1, zu bestimmen. Mit dieser Information kann die Referenzebene 16 des Targets 17 in einer zum Kalibrieren des Fahrzeugumfeldsensors 2 geeigneten Position ange ordnet und ausgerichtet werden. Insbesondere kann die korrekte Ausrichtung der Referenzebene 16 überprüft und das Target 17 verschoben und verdreht werden, bis die Referenzebene 16 in der gewünschten Position und Ausrichtung vor dem Fahrzeug 1 angeordnet ist.
Die Messmerkmale 13 des Passpunktsystems 14 verknüpfen die Position der Kamera 10 in der ersten Kamera-Haltevorrichtung 21a mit der Position der Kamera 10 in der zweiten Kamera-Haltevorrichtung 21b. Die Positionen der Messmerkmale 13 des Passpunktsystems 14 dürfen daher während des gesamten Verfahrens nicht verändert werden.
Durch Umsetzen der Kamera 10 zwischen den beiden Teilschritten, erster Teilschritt: Bestimmen der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs 1 (Fig. 1), zweiter Teilschritt: Bestimmen der Position und Ausrichtung der Referenzebene 16 des Targets 17 (Fig. 2), kann die Position der Kamera 10 in jedem der beiden Teilschritte optimiert werden. Die Referenzebene 16 des Targets 17 kann daher mit hoher Genauigkeit vor dem Fahrzeug 1 positioniert und ausgerichtet werden. Demzufolge kann auch der Fahrzeugumfeldsensor 2 des Fahrerassistenzsys tems 7 mit hoher Genauigkeit kalibriert werden.
Statt die Kamera 10 zwischen dem ersten und dem zweiten Teilschritt, wie beschrieben, von der ersten Kamera-Haltevorrichtung 21a in die zweite Kamera- Haltevorrichtung 21b umzusetzen, können auch zwei Kameras 10 verwendet werden: eine erste Kamera 10, die in der ersten Kamera-Haltevorrichtung 21a installiert ist, und eine zweite Kamera 10, die in der zweiten Kamera-Halte vorrichtung 21b installiert ist. Der Aufwand des Umsetzens der Kamera 10 von der ersten Kamera-Haltevorrichtung 21a in die zweite Kamera-Haltevorrichtung 21b kann so durch das Bereitstellen einer zweiten Kamera 10 vermieden werden.

Claims

Patentansprüche
1. System (20) zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung (23) zum Kalibrieren eines Fahrzeugumfeldsensors (2), wobei das System (20) umfasst: einen Messplatz (8), auf dem ein mit einem Fahrzeugumfeldsensor (2) ausgerüstetes Fahrzeug (1) positionierbar ist; ein auf dem Messplatz (8) anordbares Passpunktsystem (14); eine mobile, auf dem Messplatz (8) anordbare Kalibriervorrichtung (23); eine an einer ersten Kamera- Position (25a) angeordnete erste Kamera- Haltevorrichtung (21a), die zum Halten einer Kamera (10) ausgebildet ist; eine an einer zweiten Kamera- Position (25b) angeordnete zweite Kamera- Haltevorrichtung (21b), die zum Halten einer Kamera (10) ausgebildet ist; und wenigstens eine Kamera (10), die in der ersten und/oder in der zweiten Kamera- Haltevorrichtung (21a, 21b) anordbar ist.
2. System (20) nach Anspruch 1, wobei die Kalibriervorrichtung (23) Kalibrier- vorrichtungs-Messmerkmale (19) aufweist, die zur Bestimmung der Position der Kalibriervorrichtung (23) auf dem Messplatz (8) ausgebildet sind.
3. System (20) nach Anspruch 2, wobei die Kalibriervorrichtung (23) zusätzlich Fahrzeugumfeldsensor-Messmerkmale (9) aufweist, die zum Kalibrieren eines Fahrzeugumfeldsensors (2) ausgebildet sind.
4. System (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit zwei Kameras (10), wobei eine erste Kamera (10) in der ersten Kamera-Haltevorrichtung (21a) und eine zweite Kamera (10) in der zweiten Kamera-Haltevorrichtung (21b) angeordnet ist.
5. System (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Passpunktsystem (14) fest auf dem Boden (12) des Messplatzes (8) ausgebildet ist.
6. System (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Passpunktsystem (14) ein mobiles Passpunktsystem (14) ist, das auf dem Boden (12) des Messplatzes (8) anordbar ist.
7. Verfahren des Ausrichtens einer Kalibriervorrichtung (23) zum Kalibrieren eines Fahrzeugumfeldsensors (2) , wobei das Verfahren umfasst: eine Kamera (10) an einer ersten Kamera- Position (25a) an einem
Messplatz (8) anzuordnen, auf dem ein Passpunktsystem (14) ausgebildet ist; ein Fahrzeug (1), das mit einem zu kalibrierenden Fahrzeugumfeldsensor (2) ausgerüstet ist, so über den Messplatz (8) zu fahren, dass es das Pass punktsystem (14) nicht verdeckt, und mit der Kamera (10) Bilder des sich bewegenden Fahrzeugs (1) und des Passpunktsystems (14) aufzunehmen; in den von der Kamera (10) aufgenommenen Bildern wenigstens ein
Merkmal (6) des Fahrzeugs (1) zu identifizieren und hieraus die geome trische Fahrachse des Fahrzeugs (1) zu bestimmen; das Fahrzeug (1) so auf dem Messplatz (8) zu platzieren, dass es das Pass punktsystem (14) nicht verdeckt; die oder eine weitere Kamera (10) an einer zweiten Kamera- Position (25b) an dem Messplatz (8) anzuordnen; eine mobile Kalibriervorrichtung (23) zwischen dem Fahrzeug (1) und der Kamera (10), die in der zweiten Kamera- Haltevorrichtung (21b) angeordnet ist, auf dem Messplatz (8) zu platzieren; vor oder nach dem Platzieren der mobilen Kalibriervorrichtung (23) auf dem Messplatz (8) mit der Kamera (10), die an der zweiten Kamera- Position (25b) angeordnet ist, Bilder des auf dem Messplatz (8) angeordneten Pass punktsystems (14) aufzunehmen; nach dem Platzieren der mobilen Kalibriervorrichtung (23) auf dem
Messplatz (8) mit der Kamera (10), die an der zweiten Kamera- Position (25b) angeordnet ist, Bilder der mobilen Kalibriervorrichtung (23) auf dem Messplatz (8) aufzunehmen; aus wenigstens einem der Bilder, die von der an der zweiten Kamera- Position (25b) angeordneten Kamera (10) aufgenommen worden sind, die Position und die Orientierung der Kalibriervorrichtung (23) auf dem Mess platz (8) zu bestimmen; und die Kalibriervorrichtung (23) in einer vorgegebenen Position und Orientierung auf dem Messplatz (8) auszurichten.
8. Verfahren zum Ausrichten einer Kalibriervorrichtung (23) zum Kalibrieren eines Fahrzeugumfeldsensors (2), wobei das Verfahren umfasst: ein mobiles Passpunktsystem (14) auf einem Messplatz (8) anzuordnen; eine Kamera (10) an einer ersten Kamera- Position (25a) an dem Messplatz (8) anzuordnen; ein Fahrzeug (1), das mit einem zu kalibrierenden Fahrzeugumfeldsensor (2) ausgerüstet ist, so über den Messplatz (8) zu fahren, dass es das Pass punktsystem (14) nicht verdeckt, und mit der Kamera (10) Bilder des sich bewegenden Fahrzeugs (1) und des Passpunktsystems (14) aufzunehmen; in den von der Kamera (10) aufgenommenen Bildern wenigstens ein
Merkmal (6) des Fahrzeugs (1) zu identifizieren und hieraus die geometri sche Fahrachse des Fahrzeugs (1) zu bestimmen; das Fahrzeug (1) so auf dem Messplatz (8) zu platzieren, dass es das Pass punktsystem (14) nicht verdeckt; die oder eine weitere Kamera (10) an einer zweiten Kamera- Position (25b) an dem Messplatz (8) anzuordnen; eine mobile Kalibriervorrichtung (23) zwischen dem Fahrzeug (1) und der Kamera (10), die in der zweiten Kamera- Haltevorrichtung (21b) angeordnet ist, auf dem Messplatz (8) zu platzieren; vor oder nach dem Platzieren der der mobilen Kalibriervorrichtung (23) auf dem Messplatz (8) mit der Kamera (10), die an der zweiten Kamera- Position (25b) angeordnet ist, Bilder des auf dem Messplatz (8)a angeordneten Pass punktsystems (14) aufzunehmen; nach dem Platzieren der der mobilen Kalibriervorrichtung (23) auf dem Messplatz (8) mit der Kamera (10), die an der zweiten Kamera- Position (25b) angeordnet ist, Bilder der mobilen Kalibriervorrichtung (23) auf dem Messplatz (8) aufzunehmen; aus wenigstens einem der Bilder, die von der an der zweiten Kamera- Position (25b) angeordneten Kamera (10) aufgenommen worden sind, die Position und die Orientierung der Kalibriervorrichtung (23) auf dem Mess platz (8) zu bestimmen; und die Kalibriervorrichtung (23) in einer vorgegebenen Position und Orientierung auf dem Messplatz (8) auszurichten.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Anordnen einer Kamera (10) an der zweiten Kamera- Position (25b) umfasst, die Kamera (10) von der ersten Kamera- Position (25a) zu entfernen und an der zweiten Kamera- Position (25b) anzuordnen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Verfahren umfasst, vor dem Fahren des Fahrzeugs (1) über den Messplatz (8) wenigstens einen Messpunkt (6) auf dem Fahrzeug (1) anzubringen.
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