WO2020114952A1 - Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung eines umfeldsensors eines fahrzeugs - Google Patents

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Thomas Kirr
Robert Buergel
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method and a corresponding device for calibrating an environment sensor of a vehicle, in particular one
  • a vehicle increasingly has environment sensors, such as an image camera, a radar sensor, a lidar sensor, an ultrasonic sensor, etc., in particular in order to enable partially or highly automated driving of the vehicle.
  • the individual environment sensors typically have to be calibrated during commissioning and / or as part of the maintenance of the vehicle in order to ensure that the environment sensors provide precise sensor data relating to the environment of the vehicle during operation of the vehicle.
  • the orientation and / or the question of an environment sensor in a vehicle can differ due to manufacturing tolerances in different vehicles.
  • a calibration of an environment sensor can therefore be designed to at least partially compensate for the tolerances with regard to the location and / or orientation of the environment sensor, e.g. by a
  • the calibration of an environment sensor is usually with a relatively high
  • a (vehicle-external or vehicle-internal) device for calibrating an environmental sensor of a vehicle.
  • the environment sensor can be set up to record sensor data in relation to the environment of the vehicle.
  • the sensor data can relate to a (Cartesian) coordinate system of the environment sensor.
  • the position and / or the orientation of the coordinate system of the environment sensor typically depend on the installation of the environment sensor within the vehicle.
  • the position and / or the orientation of the coordinate system can depend on the orientation of the vehicle, in particular on a pitch angle and / or on a roll angle of the vehicle.
  • the environment sensor can be set up to send out at least one sensor signal (e.g. a pulse-shaped sensor signal) for the acquisition of sensor data.
  • at least one sensor signal e.g. a pulse-shaped sensor signal
  • the environment sensor can be set up to receive a reflection signal that is dependent on the sensor signal, the components of the sensor signal includes that were reflected on one or more objects in the area surrounding the vehicle.
  • the environment sensor can in particular be a radar sensor, a
  • Lidar sensor and / or include an ultrasonic sensor are examples of sensors.
  • the vehicle can use several level sensors to detect
  • the altitude data can be recorded automatically (possibly repeatedly and / or periodically) and made available in a communication network of the vehicle.
  • the altitude data can be used via a vehicle interface (such as an OBD interface) for a vehicle-external device for calibration
  • the device can be set up to determine height level data from different height level sensors at different points in the vehicle.
  • the altitude data can be transmitted via a vehicle interface, e.g. can be received by the vehicle via an OBD interface.
  • the altitude data can e.g. display the level on a front axle and the level on a rear axle of the vehicle.
  • the altitude data can indicate the altitude on different sides of the vehicle.
  • control unit is set up to calibrate the vehicle's surroundings sensor as a function of the altitude data.
  • the device can be set up to determine a value of a pitch angle of the vehicle on the basis of the level data (in relation to the level on the front axle and on the rear axle of the vehicle) and to calibrate the environment sensor as a function of the value of the pitch angle.
  • the device can be set up on the basis of the level data (in relation to the level on different sides of the vehicle) To determine the value of a roll angle of the vehicle, and to calibrate the environment sensor as a function of the value of the roll angle.
  • the environment sensor can be set up to record sensor data in relation to the environment of the vehicle
  • the device can be set up a
  • Reflection element for reflecting the sensor signal
  • the device can be set up to set at least one reflection property of the reflection element as a function of the level data.
  • Exemplary reflection properties are: a horizontal and / or vertical reflection angle of the
  • Reflective elements a rotation of a reflective surface of the
  • Reflection elements about a horizontal and / or about a vertical axis; a distance of the reflection element from the vehicle; and / or a reflectivity of the reflection element (the relectivity possibly being set differently at different points on the reflection element).
  • Altitude data in particular depending on the determined value of the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle, can further increase the quality of the calibration of the environment sensor.
  • the device may be arranged to cause that of the
  • Environment sensor sensor data are recorded (eg sensor data in relation to a reflection element that is used to calibrate the environment sensor).
  • the environment sensor can then (possibly also) be calibrated depending on the sensor data acquired.
  • the reflection element can be a or simulate several objects or patterns in the surroundings of the vehicle, which are arranged, for example, at known target positions.
  • the actual positions of the one or more objects or patterns can then be determined on the basis of the sensor data.
  • the position and / or the orientation of the environment sensor or the coordinate system of the environment sensor can then be determined by comparing the actual positions with the target positions (taking into account the value of the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle). This enables a precise calibration of the environment sensor.
  • the device can thus be set up to determine the position and / or the orientation of the coordinate system of the environment sensor in the environment of the vehicle as part of the calibration of the environment sensor.
  • the device can be set up to determine, as part of the calibration, how the position and / or the orientation of the environment sensor are to be changed (for example by mechanical adjustment of the environment sensor), so that the environment sensor has a predefined target position and / or Has target alignment.
  • the method comprises calibrating the vehicle's surroundings sensor as a function of the altitude data.
  • a motor vehicle in particular a motorcycle
  • SW software program
  • the SW program can be set up to run on a processor and thereby perform the method described in this document.
  • the storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to carry out the method described in this document.
  • FIG. 2 shows a flow chart of an exemplary method for calibrating an environment sensor of a vehicle.
  • the environment sensor 112 can be, for example, a radar sensor, a Fidar (Fight Detection and Ranging) sensor, and / or an ultrasonic sensor.
  • the environment sensor 112 be configured to send out a sensor signal 115 and to determine sensor data in relation to the surroundings of the vehicle 110 on the basis of a reflection of the sensor signal 115.
  • the sensor signal 115 emitted by the environment sensor 112 can depend on the installation position and / or the orientation or orientation of the environment sensor 112 in the vehicle 110.
  • the direction of the emitted sensor signal 115 typically depends on the installation position and / or
  • the detection area and the coordinate system of the environment sensor 112 also depend on the installation position and / or the orientation of the environment sensor 112.
  • the installation position and / or the orientation of the environment sensor 112 can be different (within a certain tolerance range) due to manufacturing tolerances in different vehicles 110.
  • FIG. 1 shows an exemplary (vehicle external) device 101 that
  • An orientation of the reflection element 102 (e.g. in a horizontal
  • a reflectivity of the reflection element 102 (possibly location-dependent).
  • the vehicle 110 can have level sensors 114, which are set up to record level data in relation to the level of individual wheels 116 or individual wheel arches 117.
  • a vehicle 110 can have at least one level sensor 114 on a rear axle and at least one level sensor 114 on a front axle of the vehicle 110 (in order to enable the value of the pitch angle to be determined).
  • a multi-lane vehicle 110 can have at least one level sensor 114 on each side of the vehicle (in order to enable the value of the roll or roll angle to be determined).
  • the device 101 can be configured to display the altitude data of the
  • the altitude data can be received in particular via the vehicle interface 113.
  • the device 101 can be set up to take the height level data into account when calibrating the Ehnfeld sensor 112. For example, one of the above Reflection properties of the reflection element 102 are changed as a function of the altitude data so that the specific values of the pitch angle and / or the roll or roll angle of the vehicle 110 are at least partially compensated for. Alternatively or in addition, the values of the pitch angle and / or the roll or roll angle of the vehicle 110 can be taken into account when determining the position and / or the orientation of the coordinate system of the Ehnfeld sensor 112.
  • the device 101 can thus be set up to tap the measured values and / or signals (ie the level data) from the level sensors 114 or similar sensors that are installed in a vehicle 110 (for example via the vehicle interface 113) and from this the pitch angle and / or to calculate the roll or roll angle of the vehicle 110. This eliminates the manual measurement of the level values and eliminates the associated sources of error.
  • the measured values ie the level data
  • FIG. 2 shows a flow chart of an exemplary method 200 for
  • the vehicle 110 has height level sensors 114 for detecting height level data in relation to the level of the vehicle 110 at different points 116, 117 of the vehicle 110.
  • the level sensors 114 can in particular be arranged on or near wheel arches 117 and / or on or near wheels 116 and / or on or near wheel suspensions of vehicle 110.
  • the method 200 can be carried out by a measurement or calibration device 101 external to the vehicle.
  • the method 200 includes the determination 201 of height level data from different height level sensors 114 at different points 116, 117 of the vehicle 110.
  • height level data can be determined in relation to the height level on a front axle and on a rear axle of the vehicle 110.
  • the altitude data can be sent to the device 101 via a vehicle interface 113 and received by the device 101.
  • the method 200 also includes calibrating 202 the environment sensor 112 of the vehicle 110 as a function of the altitude data.
  • values for the pitch angle and / or for the roll angle of the vehicle 110 can be determined on the basis of the level information.
  • the position or the position and / or the orientation or the orientation of the surroundings sensor 112 can then be adjusted taking into account the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle 110.
  • the question or the position and / or the orientation or the orientation of the coordinate system of the environment sensor can be used 112 (in which, for example, the sensor data of the surroundings sensor 112 are displayed) are determined taking into account the pitch angle and / or the roll angle of the vehicle 110.
  • the sensor data of the surroundings sensor 112 can be used, for example, to detect an object in the surroundings of the vehicle 110.
  • the precise knowledge of the position and / or the orientation of the coordinate system, in which the position of a detected object is displayed enables precise detection of the surroundings of the vehicle 110 (which is advantageous, for example, for the at least partially automated driving of the vehicle 110).
  • the present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (101) zur Kalibrierung eines Umfeldsensors (112) eines Fahrzeugs (110) beschrieben. Das Fahrzeug (110) umfasst Höhenstandssensoren (114) zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110). Die Vorrichtung (101) ist eingerichtet, Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren (114) an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) zu ermitteln. Außerdem ist die Vorrichtung (101) eingerichtet, den Umfeldsensor (112) des Fahrzeugs (110) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten zu kalibrieren.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs, insbesondere eines
Kraftfahrzeugs.
Ein Fahrzeug weist vermehrt Umfeldsensoren, wie z.B. eine Bildkamera, einen Radarsensor, einen Lidarsensor, einen Ultraschallsensor, etc., auf, insbesondere um ein teil- oder hochautomatisiertes Fahren des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die einzelnen Umfeldsensoren müssen typischerweise bei der Inbetriebnahme und/oder im Rahmen der Wartung des Fahrzeugs kalibriert werden, um zu gewährleisten, dass die Umfeldsensoren während des Betriebs des Fahrzeugs präzise Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs bereitstellen.
Die Ausrichtung und/oder die Fage eines Umfeldsensors in einem Fahrzeug können aufgrund von Fertigungstoleranzen bei unterschiedlichen Fahrzeugen unterschiedlich sein. Eine Kalibrierung eines Umfeldsensors kann daher darauf ausgerichtet sein, die Toleranzen in Bezug auf die Fage und/oder Ausrichtung des Umfeldsensors zumindest teilweise zu kompensieren, z.B. durch eine
physikalische Änderung der Fage und/oder Ausrichtung des Umfeldsensors und/oder durch eine Berücksichtigung der spezifischen Fage und/oder
Ausrichtung des Umfeldsensors bei der Auswertung des Sensordaten des
Umfeldsensors.
Die Kalibrierung eines Umfeldsensors ist meist mit einem relativ hohen
Messaufwand verbunden, und weist typischerweise auch manuelle und damit fehlerbehaftete Messtätigkeiten auf. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine effiziente und präzise Kalibrierung eines
Umfeldsensors eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem
unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs
unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird eine (Fahrzeug-externe oder Fahrzeug-interne) Vorrichtung zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs beschrieben. Dabei kann der Umfeldsensor eingerichtet sein, Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Die Sensordaten können sich dabei auf ein (kartesisches) Koordinatensystem des Umfeldsensors beziehen. Die Lage und/oder die Ausrichtung des Koordinatensystems des Umfeldsensors hängen typischerweise von dem Verbau des Umfeldsensors innerhalb des Fahrzeugs ab. Des Weiteren können die Lage und/oder die Ausrichtung des Koordinatensystems von der Ausrichtung des Fahrzeugs, insbesondere von einem Nickwinkel und/oder von einem Rollwinkel des Fahrzeugs, abhängen.
Der Umfeldsensor kann eingerichtet sein, zur Erfassung von Sensordaten zumindest ein Sensorsignal auszusenden (z.B. ein pulsförmiges Sensorsignal).
Des Weiteren kann der Umfeldsensor eingerichtet sein, ein von dem Sensorsignal abhängiges Reflektionssignal zu empfangen, das Anteile des Sensorsignals umfasst, die an ein oder mehreren Objekten im Umfeld des Fahrzeugs reflektiert wurden. Der Umfeldsensor kann insbesondere einen Radarsensor, einen
Lidarsensor und/oder einen Ultraschallsensor umfassen.
Das Fahrzeug kann mehrere Höhenstandssensoren zur Erfassung von
Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand des Fahrzeugs an
unterschiedlichen Stellen (insbesondere an unterschiedlichen Rädern und/oder Radkästen und/oder Achsen) des Fahrzeugs umfassen. Die Höhenstandsdaten können dabei automatisch (ggf. wiederholt und/oder periodisch) erfasst und in einem Kommunikationsnetz des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Insbesondere können die Höhenstandsdaten über eine Fahrzeug-Schnittstelle (etwa eine OBD- Schnittstelle) für eine Fahrzeug-externe Vorrichtung zur Kalibrierung
bereitgestellt werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs zu ermitteln. Insbesondere können die Höhenstandsdaten über eine Fahrzeug-Schnittstelle, z.B. über eine OBD-Schnittstelle, von dem Fahrzeug empfangen werden. Dabei können die Höhenstandsdaten z.B. den Höhenstand an einer Vorderachse und den Höhenstand an einer Hinterachse des Fahrzeugs anzeigen. Alternativ oder ergänzend können die Höhenstandsdaten den Höhenstand an unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs anzeigen.
Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, den Umfeldsensor des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten zu kalibrieren. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet ist, auf Basis der Höhenstandsdaten (in Bezug auf den Höhenstand an der Vorderachse und an der Hinterachse des Fahrzeugs) einen Wert eines Nickwinkels des Fahrzeugs zu ermitteln, und den Umfeldsensor in Abhängigkeit von dem Wert des Nickwinkels zu kalibrieren. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Höhenstandsdaten (in Bezug auf den Höhenstand an unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs) einen Wert eines Rollwinkels des Fahrzeugs zu ermitteln, und den Umfeldsensor in Abhängigkeit von dem Wert des Rollwinkels zu kalibrieren.
Durch die Berücksichtigung der Höhenstandsdaten von zwei oder mehr
Höhenstandsensoren eines Fahrzeugs kann in effizienter Weise die Güte der Kalibrierung eines Umfeldsensors des Fahrzeugs erhöht werden.
Wie bereits oben dargelegt, kann der Umfeldsensor eingerichtet sein, zur Erfassung von Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs ein
Sensorsignal auszusenden. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, ein
Reflektionselement (zur Reflektion des Sensorsignals), das zur Kalibrierung des Umfeldsensors verwendet wird, in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zumindest eine Reflektionseigenschaft des Reflektionselements in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen. Beispielhafte Reflektionseigenschaften sind dabei: ein horizontaler und/oder vertikaler Reflektionswinkel des
Reflektionselements; eine Drehung einer Reflektionsfläche des
Reflektionselements um eine horizontale und/oder um eine vertikale Achse; ein Abstand des Reflektionselements zum Fahrzeug; und/oder eine Reflektivität des Reflektionselements (wobei die Relektivität ggf. an unterschiedlichen Stellen des Reflektionselements unterschiedlich eingestellt werden kann). Durch die
Einstellung eines Reflektionselements in Abhängigkeit von den
Höhenstandsdaten, insbesondere in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs, kann die Güte der Kalibrierung des Umfeldsensors weiter erhöht werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zu veranlassen, dass von dem
Umfeldsensor Sensordaten erfasst werden (z.B. Sensordaten in Bezug auf ein Reflektionselement, das zur Kalibrierung des Umfeldsensors verwendet wird). Der Umfeldsensor kann dann (ggf. auch) in Abhängigkeit von den erfassten Sensordaten kalibriert werden. Beispielsweise kann das Reflektionselement ein oder mehrere Objekte bzw. Muster in dem Umfeld des Fahrzeugs simulieren, die z.B. an bekannten Soll-Positionen angeordnet sind. Es können dann auf Basis der Sensordaten die Ist-Positionen der ein oder mehreren Objekte bzw. Muster ermittelt werden. Durch Vergleich der Ist-Positionen mit den Soll-Positionen können dann die Lage und/oder die Ausrichtung des Umfeldsensors bzw. des Koordinatensystems des Umfeldsensors ermittelt werden (unter Berücksichtigung des Wertes des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs). Es wird somit eine präzise Kalibrierung des Umfeldsensors ermöglicht.
Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, im Rahmen der Kalibrierung des Umfeldsensors die Lage und/oder die Ausrichtung des Koordinatensystems des Umfeldsensors in dem Umfeld des Fahrzeugs zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, im Rahmen der Kalibrierung zu ermitteln, wie die Lage und/oder die Ausrichtung des Umfeldsensors zu ändern sind (z.B. durch eine mechanische Justierung des Umfeldsensors), damit der Umfeldsensor eine vordefinierte Soll-Lage und/oder Soll- Ausrichtung aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs beschrieben, wobei das Fahrzeug
Höhenstandssensoren zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs umfasst. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Höhenstandsdaten von unterschiedlichen
Höhenstandsensoren an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Kalibrieren des Umfeldsensors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug (insbesondere ein
Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur 1 ein beispielhaftes System zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs; und
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und effizienten Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes System 100 zur
Kalibrierung eines Umfeldsensors 112 eines Fahrzeugs 110. Der Umfeldsensor 112 kann z.B. ein Radarsensor, ein Fidar (Fight Detection and Ranging) Sensor, und/oder ein Ultraschallsensor sein. Insbesondere kann der Umfeldsensor 112 eingerichtet sein, ein Sensorsignal 115 auszusenden, und Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 110 auf Basis einer Reflektion des Sensorsignals 115 zu ermitteln.
Das von dem Umfeldsensor 112 ausgesendete Sensorsignal 115 kann von der Einbaulage und/oder der Ausrichtung bzw. Orientierung des Umfeldsensors 112 in dem Fahrzeug 110 abhängen. Insbesondere hängt typischerweise die Richtung des ausgesendeten Sensorsignals 115 von der Einbaulage und/oder der
Ausrichtung des Umfeldsensors 112 ab. Als Folge daraus hängen auch der Erfassungsbereich und das Koordinatensystem des Umfeldsensors 112 von der Einbaulage und/oder der Ausrichtung des Umfeldsensors 112 ab. Die Einbaulage und/oder die Ausrichtung des Umfeldsensors 112 können dabei aufgrund von Herstellungstoleranzen in unterschiedlichen Fahrzeugen 110 unterschiedlich sein (innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs).
Um das Umfeld des Fahrzeugs 110 in präziser Weise auf Basis der Sensordaten des Umfeldsensors 112 erfassen zu können und/oder um die Sensordaten des Umfeldsensors 112 in präziser Weise mit den Sensordaten von anderen
Umfeldsensoren des Fahrzeugs 110 fusionieren zu können, sollte das
Koordinatensystem, insbesondere die Lage und/oder Orientierung bzw.
Ausrichtung des Koordinatensystems, des Umfeldsensors 112 genau bekannt sein. Zu diesem Zweck kann eine Kalibrierung des Umfeldsensors 112 erfolgen. Die Kalibrierung kann z.B. im Rahmen der Fertigung und/oder der Wartung eines Fahrzeugs 110 erfolgen.
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte (Fahrzeug-externe) Vorrichtung 101, die
eingerichtet ist, über eine Fahrzeug-Schnittstelle 113 (z.B. über eine OBD (On- Board Diagnose) Schnittstelle) mit dem Fahrzeug 110 (insbesondere mit einer Steuereinheit 111 des Fahrzeugs 110) Daten auszutauschen. Des Weiteren kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, ein Reflektionselement 102 zu steuern. Das Reflektionselement 102 kann eingerichtet sein, das Sensorsignal 115 im Rahmen eines Kalibrierungsvorgangs zu reflektieren. Dabei können (z.B. über einen Aktor 103) ein oder mehrere Reflektionseigenschaften des Reflektionselements 102 eingestellt werden. Beispielhafte Reflektionseigenschaften sind:
• eine Orientierung des Reflektionselements 102 (z.B. in horizontaler
und/oder in vertikaler Richtung); und/oder
• ein Abstand des Reflektionselements 102 zu dem Fahrzeug 110 bzw. zu dem Umfeldsensor 102; und/oder
• eine (ggf. orts abhängige) Reflektivität des Refelektionselements 102.
Eine weitere Einflussgröße für die Ab Strahlrichtung des Sensorsignals 115 des Umfeldsensors 112 sind der Nickwinkel (um die Quer- bzw. y- Achse) und/oder der Roll- bzw. Wankwinkel (um die Längs- bzw. x-Achse) des Fahrzeugs 110. Der Nickwinkel und/oder der Roll- bzw. Wankwinkel können von der Beladung und/oder von der Auslegung der Dämpfungselemente des Fahrzeugs 110 abhängen. Dabei können unterschiedliche Fahrzeuge 110 auch bei fehlender Beladung aufgrund von Fertigungstoleranzen unterschiedliche Nickwinkel und/oder unterschiedliche Roll- bzw. Wankwinkel aufweisen. Diese
unterschiedlichen Winkel führen zu unterschiedlichen Lagen und/oder
Ausrichtungen des Koordinatensystems von Umfeldsensoren 112 in
unterschiedlichen Fahrzeugen 110 (zusätzlich zu den Auswirkungen auf das Koordinatensystem, die von der jeweilige Lage und/oder Ausrichtung des Umfeldsensors 112 in dem jeweiligen Fahrzeug 110 bewirkt werden).
Zur Ermittlung des Nickwinkels und/oder des Roll- bzw. Wankwinkels bei einem bestimmten Fahrzeug 110 können die Höhenstände an allen (typischerweise vier) Rädern 116 bzw. Radkästen 117 des Fahrzeugs 110 manuell vermessen werden. Aus den Höhenständen an den unterschiedlichen Rädern 116 bzw. Radkästen 117 können dann Werte für den Nickwinkel und/oder den Roll- bzw. Wankwinkel ermittelt werden. Das manuelle Vermessen der Höhenstände ist jedoch mit einem relativ hohen Aufwand verbunden und darüber hinaus fehlerbehaftet. Das Fahrzeug 110 kann Höhenstandssensoren 114 aufweisen, die eingerichtet sind, Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand einzelner Räder 116 bzw. einzelner Radkästen 117 zu erfassen. Insbesondere kann ein Fahrzeug 110 zumindest einen Höhenstandssensor 114 an einer Hinterachse und zumindest einen Höhenstandssensor 114 an einer Vorderachse des Fahrzeugs 110 aufweisen (um die Ermittlung eines Wertes des Nickwinkels zu ermöglichen). Alternativ oder ergänzend kann ein mehrspuriges Fahrzeug 110 an jeder Fahrzeugseite jeweils zumindest einen Höhenstandssensor 114 aufweisen (um die Ermittlung eines Wertes des Roll- bzw. Wankwinkels zu ermöglichen).
Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, die Höhenstandsdaten der
Höhenstandssensoren 114 des Fahrzeugs 110 zu ermitteln. Die Höhenstandsdaten können insbesondere über die Fahrzeug-Schnittstelle 113 empfangen werden. Des Weiteren kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, die Höhenstandsdaten bei der Kalibrierung des Ehnfeldsensors 112 zu berücksichtigen. Beispielsweise kann eine der o.g. Reflektionseigenschaften des Reflektionselements 102 derart in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten verändert werden, dass die spezifischen Werte des Nickwinkels und/oder des Roll- bzw. Wankwinkels des Fahrzeugs 110 zumindest teilweise kompensiert werden. Alternativ oder ergänzend können die Werte des Nickwinkels und/oder des Roll- bzw. Wankwinkels des Fahrzeugs 110 bei der Ermittlung der Fage und/oder der Ausrichtung des Koordinatensystems des Ehnfeldsensors 112 berücksichtigt werden.
Die Vorrichtung 101 kann somit eingerichtet sein, die Messwerte und/oder Signale (d.h. die Höhenstandsdaten) der Höhenstandssensoren 114 oder ähnlicher Sensoren, die in einem Fahrzeug 110 verbaut sein, abzugreifen (z.B. über die Fahrzeug-Schnittstelle 113) und daraus den Nickwinkel und/oder den Roll- bzw. Wankwinkel des Fahrzeugs 110 zu berechnen. Dadurch entfällt die manuelle Messung der Höhenstands werte und es entfallen die damit einhergehenden Fehlerquellen. Die Messwerte (d.h. die Höhenstandsdaten) können bei einer automatisierten Kalibrierung des Ehnfeldsensors 112 verwendet werden, so dass die Kalibrierung des Umfeldsensors 112 wesentlich beschleunigt wird, und so dass die Zuverlässigkeit der Kalibrierung erhöht wird.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur
Kalibrierung eines Umfeldsensors 112 eines Fahrzeugs 110. Dabei weist das Fahrzeug 110 Höhenstandssensoren 114 zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand des Fahrzeugs 110 an unterschiedlichen Stellen 116, 117 des Fahrzeugs 110 auf. Die Höhenstandsensoren 114 können insbesondere an bzw. in der Nähe von Radkästen 117 und/oder an bzw. in der Nähe von Rädern 116 und/oder an bzw. in der Nähe von Radaufhängungen des Fahrzeugs 110 angeordnet sein. Das Verfahren 200 kann durch eine Fahrzeug-externe Mess- bzw. Kalibrierungsvorrichtung 101 ausgeführt werden.
Das Verfahren 200 umfasst das Ermitteln 201 von Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren 114 an unterschiedlichen Stellen 116, 117 des Fahrzeugs 110. Insbesondere können Höhenstandsdaten in Bezug auf den Höhenstand an einer Vorderachse und an einer Hinterachse des Fahrzeugs 110 ermittelt werden. Die Höhenstandsdaten können dabei über eine Fahrzeug- Schnittstelle 113 an die Vorrichtung 101 gesendet und von der Vorrichtung 101 empfangen werden.
Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Kalibrieren 202 des Umfeldsensors 112 des Fahrzeugs 110 in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten. Insbesondere können auf Basis der Höhenstandsdaten Werte für den Nickwinkel und/oder für den Rollwinkel des Fahrzeugs 110 ermittelt werden. Die Fage bzw. die Position und/oder die Ausrichtung bzw. die Orientierung des Umfeldsensors 112 kann dann unter Berücksichtigung des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs 110 angepasst werden.
Alternativ oder ergänzend können die Fage bzw. die Position und/oder die Ausrichtung bzw. die Orientierung des Koordinatensystems des Umfeldsensors 112 (in dem z.B. die Sensordaten des Umfeldsensors 112 angezeigt werden) unter Berücksichtigung des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels des Fahrzeugs 110 ermittelt werden. Die Sensordaten des Umfeldsensors 112 können z.B. dazu verwendet werden, ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs 110 zu detektieren. Die präzise Kenntnis der Lage und/oder der Ausrichtung des Koordinatensystems, in dem die Position eines detektieren Objektes angezeigt wird, ermöglicht eine präzise Umfelderfassung des Fahrzeugs 110 (was z.B. für das zumindest teilweise automatisierte Fahren des Fahrzeugs 110 vorteilhaft ist). Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Ansprüche
1) Vorrichtung (101) zur Kalibrierung eines Umfeldsensors (112) eines
Fahrzeugs (110); wobei das Fahrzeug (110) Höhenstands sensoren (114) zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf einen Höhenstand an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) umfasst; wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- Höhenstandsdaten von unterschiedlichen Höhenstandsensoren (114) an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) zu ermitteln; und
- den Umfeldsensor (112) des Fahrzeugs (110) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten zu kalibrieren.
2) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 1, wobei
- die Höhenstandsdaten den Höhenstand an einer Vorderachse und an einer Hinterachse des Fahrzeugs (110) anzeigen; und
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis der Höhenstandsdaten einen Wert eines Nickwinkels des Fahrzeugs (110) zu ermitteln, und den Umfeldsensor (112) in Abhängigkeit von dem Nickwinkel zu kalibrieren.
3) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Höhenstandsdaten den Höhenstand an unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs (110) anzeigen; und
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis der Höhenstandsdaten einen Wert eines Rollwinkels des Fahrzeugs (110) zu ermitteln, und den Umfeldsensor (112) in Abhängigkeit von dem Rollwinkel zu kalibrieren.
4) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Umfeldsensor (112) eingerichtet ist, zur Erfassung von
Sensordaten in Bezug auf ein Umfeld des Fahrzeugs (110) ein Sensorsignal (115) auszusenden; und
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, ein Reflektionselement (102) für das Sensorsignal (115) zur Kalibrierung des Umfeldsensors (112) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen.
5) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 4, wobei
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, zumindest eine
Reflektionseigenschaft des Reflektionselements (102) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten einzustellen; und
- die Reflektionseigenschaft ein oder mehrere umfasst, von
- ein horizontaler und/oder vertikaler Reflektionswinkel;
- eine Drehung einer Reflektionsfläche des Reflektionselements (102) um eine horizontale und/oder um eine vertikale Achse;
- ein Abstand des Reflektionselements (102) zum Fahrzeug
(110); und/oder
- eine Reflektivität des Reflektionselements (102).
6) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- zu veranlassen, dass von dem Umfeldsensor (112) Sensordaten erfasst werden; und
- den Umfeldsensor (112) auch in Abhängigkeit von den erfassten
Sensordaten zu kalibrieren.
7) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- im Rahmen der Kalibrierung des Umfeldsensors (112) eine Fage
und/oder eine Ausrichtung eines Koordinatensystems des Umfeldsensors (112) in einem Umfeld des Fahrzeugs (110) zu ermitteln; und/oder
- im Rahmen der Kalibrierung zu ermitteln, wie eine Lage und/oder eine Ausrichtung des Umfeldsensors (112) zu ändern ist, damit der Umfeldsensor (112) eine vordefinierte Soll-Lage und/oder Soll- Ausrichtung aufweist.
8) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, die Höhenstandsdaten über eine Fahrzeug- Schnittstelle (113), insbesondere über eine OBD-Schnittstelle, von dem Fahrzeug (110) zu empfangen.
9) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umfeldsensor (112) einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen Ultraschallsensor umfasst.
10) Verfahren (200) zur Kalibrierung eines Umfeldsensors (112) eines Fahrzeugs (110); wobei das Fahrzeug (110) Höhenstandssensoren (114) zur Erfassung von Höhenstandsdaten in Bezug auf einen Höhenstand an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110) umfasst; wobei das Verfahren (200) umfasst,
- Ermitteln (201) von Höhenstandsdaten von unterschiedlichen
Höhenstandsensoren (114) an unterschiedlichen Stellen (116, 117) des Fahrzeugs (110); und
- Kalibrieren (202) des Umfeldsensors (112) des Fahrzeugs (110) in Abhängigkeit von den Höhenstandsdaten.
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