WO2021110655A1 - Verfahren zur kalibrierung eines optischen sensorsystems mittels einer kalibriervorrichtung und kalibriervorrichtung - Google Patents

Verfahren zur kalibrierung eines optischen sensorsystems mittels einer kalibriervorrichtung und kalibriervorrichtung Download PDF

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WO2021110655A1
WO2021110655A1 PCT/EP2020/084071 EP2020084071W WO2021110655A1 WO 2021110655 A1 WO2021110655 A1 WO 2021110655A1 EP 2020084071 W EP2020084071 W EP 2020084071W WO 2021110655 A1 WO2021110655 A1 WO 2021110655A1
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WO
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sensor
calibration
sensor system
determined
reference object
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PCT/EP2020/084071
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Gerhard Schunk
Maximilian Poepperl
Bartholomaeus PFEIFFER
Marco Heinen
Felix Becker
Original Assignee
Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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Publication date
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    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating an optical sensor system by means of a calibration device, wherein objects in a monitoring area can be detected with the sensor system by means of electromagnetic scanning signals, with the method
  • At least one electromagnetic scanning signal is sent to at least one reference object in the monitoring area
  • At least one sensor coordinate position variable is determined which characterizes the position of the at least one reflection point in a sensor coordinate system of the sensor system
  • At least one correction variable for calibrating the sensor system with respect to the calibration coordinate system is determined.
  • the invention also relates to a calibration device for calibrating a sensor system, with the sensor system being able to detect objects in a monitoring area by means of electromagnetic scanning signals.
  • the sensor coordinate position variables can be determined with the sensor system, - wherein reflection points of the at least one reference object, at which scanning signals are reflected, can be identified with predetermined calibration coordinate position variables in a sensor coordinate system.
  • a LIDAR calibration system is known from US 2019/0056484 A1.
  • the LIDAR calibration system can acquire a first set of return signals from a plurality of reference targets in a calibration device for a lower group of laser scanners of the LIDAR module.
  • the LIDAR calibration system can also acquire a second set of feedback from one or more flat surfaces associated with a calibration trigger point on a road network for an upper group of laser scanners of the LIDAR module.
  • the lidar calibration system can generate a set of calibration transformations to adjust a set of intrinsic parameters of the lidar module.
  • the invention is based on the object of designing a method and a calibration device of the type mentioned above, with which at least one correction variable can be determined with which the sensor system can be calibrated more easily and more precisely with respect to the calibration coordinate system.
  • this object is achieved with the method in that several corresponding sensor coordinate position variables are determined by the sensor system at several different distances of at least one reference object and at least one correction variable is determined from the several sensor coordinate position variables and several corresponding calibration coordinate position variables.
  • an electromagnetic scanning signal or several scanning signals which are sent in the same direction with respect to at least one dimension, strike reflection points at different distances.
  • an angle correction variable which describes a rotation of the sensor system with respect to the calibration coordinate system
  • a height correction large which describes a shift in the sensor system with respect to the calibration coordinate system
  • a typical application in the automotive industry is the detection of other road users at distances of many meters.
  • An angular deviation of a few degrees can lead to a lateral determination error of a few meters at a distance of a few 100 m.
  • positions of other road users are possibly incorrectly determined or these road users are not even detected in the first place.
  • the accuracy of the sensor system depends heavily on the calibration of the sensor position and the sensor orientation, in particular the orientation of a sensor coordinate system with respect to a vehicle coordinate system, which is referred to as extrinsic calibration.
  • an extrinsic calibration of the sensor system can be carried out with respect to a calibration coordinate system which is aligned with the vehicle coordinate system.
  • the position and orientation of the sensor system in the vehicle coordinate system can be determined.
  • a misalignment, in particular a rotation and / or displacement, of the sensor system with respect to the vehicle coordinate system can be corrected.
  • the vehicle coordinate system and accordingly the calibration coordinate system can advantageously be oriented on reference axes of the vehicle, in particular a vehicle longitudinal axis, a vehicle transverse axis and a vertical vehicle axis.
  • two extrinsic quantities in particular a height difference to a point of reflection and an angle of inclination of the sensor coordinate system with respect to the calibration coordinate system, can be determined with just one scanning signal
  • the sensor system can advantageously operate according to a time-of-flight method, in particular a light pulse time-of-flight method.
  • Optical detection devices operating while driving can be designed and designated as time-of-flight (TOF), light detection and ranging systems (LiDAR), laser detection and ranging systems (LaDAR) or the like.
  • TOF time-of-flight
  • LiDAR light detection and ranging systems
  • LaDAR laser detection and ranging systems
  • a transit time from the transmission of a scanning signal, in particular a light pulse, with at least one transmitter and the reception of the corresponding reflected scanning signal with at least one receiver is measured and a distance between the detection device and the detected object is determined from this.
  • the sensor system can advantageously be designed as a scanning system.
  • a monitoring area can be scanned, that is to say scanned, with scanning signals.
  • the corresponding scanning signals can be swiveled over the monitoring area with regard to their direction of propagation.
  • at least a deflection device in particular a scanning device, a deflection mirror device or the like, can be used.
  • the sensor system can advantageously be designed as a laser-based distance measuring system.
  • the laser-based distance measuring system can have at least one laser, in particular a diode laser, as the light source.
  • pulsed laser beams can be sent as scanning signals with the at least one laser.
  • the laser can be used to emit scanning signals in wavelength ranges that are visible or invisible to the human eye.
  • at least one receiver can have a detector designed for the wavelength of the emitted light, in particular a point sensor, line sensor or area sensor, in particular an (avalanche) photodiode, a line of photodiodes, a CCD sensor, an active pixel sensor, in particular a CMOS sensor or the like.
  • the laser-based distance measuring system can advantageously be a laser scanner. With a laser scanner, a monitoring area can be scanned with a particularly pulsed laser beam.
  • the sensor system can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention can advantageously be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft and / or a watercraft.
  • the invention can also be used in vehicles that are autonomous or less can be operated at least partially autonomously.
  • the invention is not limited to vehicles. It can also be used in stationary operation.
  • the sensor system can advantageously be connected to or part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device and / or a parking assistance system and / or gesture recognition or the like.
  • a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device and / or a parking assistance system and / or gesture recognition or the like can advantageously be connected to or part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device and / or a parking assistance system and / or gesture recognition or the like.
  • the vehicle can be operated autonomously or partially autonomously.
  • the sensor system can be used to detect stationary or moving objects, especially vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, especially potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, especially special parking spaces, precipitation or the like.
  • At least two reference objects can be arranged at different distances from the sensor system and / or at least one reference object can be moved relative to the sensor system for arrangement at different distances.
  • At least two reference objects can be arranged at different distances.
  • the distances between the at least two reference objects can be predetermined.
  • a drive motor for changing the distance and a corresponding control can thus be dispensed with.
  • At least one reference object can advantageously be moved for arrangement at different distances relative to the sensor system. In this way, several distances can be realized with just one reference object.
  • At least two reference objects viewed from the sensor system can be arranged one behind the other, with at least one front reference object being partially transparent to the scanning signals, and / or at least two reference objects can be arranged one behind the other and laterally offset from one another when viewed from the sensor system.
  • At least one front reference object can be partially transparent to the scanning signals.
  • the reference objects viewed from the sensor system, can be arranged in an overlapping manner one behind the other.
  • the scanning signals can partially be reflected on the front reference object and partially pass through the front reference object.
  • the transmitted part of the scanning signals reaches the rear reference object and is reflected there.
  • the part of the scanning signals reflected on the rear reference object passes through the front reference object to the sensor system. In this way, two reflection points at different distances can be recorded with just one scanning signal.
  • At least two reference objects viewed from the sensor system, can be arranged one behind the other and laterally offset from one another. In this way, part of the rear reference object viewed from the sensor system is not covered by the front reference object. In order to scan the reflection points of both reference objects, two scanning signals can be sent, the directions of which are laterally offset.
  • the at least two reference objects can advantageously be arranged offset perpendicular to a plane in which an angle correction variable and a height correction variable for calibrating the sensor system with respect to the calibration coordinate system are located.
  • At least one angle correction variable and / or at least one height correction variable for calibrating the sensor system with respect to the calibration coordinate system can be determined. In this way, corresponding differences in direction and / or height differences between the sensor system, or the sensor coordinate system, and the calibration coordinate system can be corrected.
  • At least one angle correction variable and / or at least one height correction variable with trigonometric see functions from predetermined and / or to be determined position variables and / or from predetermined and / or to be determined distances between reflection points are determined.
  • the least one angle correction variable and the least one height correction variable can be determined simply by arithmetic.
  • the at least one angle correction variable and the at least one height correction variable can lie in a common plane. In this way, differences in direction and height differences can be calculated at least in the projection in a common plane.
  • the direction of a field of view of the sensor system can be specified via the direction of the scanning signals and / or via the direction of the reflected scanning signals in the sensor coordinate system and at least one direction angle of the field of view can be used as at least one sensor coordinate position variable at least one reflection point can be specified in the sensor coordinate system. In this way, the direction of the at least one reflection point with respect to the sensor system can be specified more precisely.
  • the field of view can be characterized with the direction of the transmitted scanning signals and / or the direction of the received reflected scanning signals.
  • the direction of the field of view can be specified by appropriate setting of a deflection device, in particular a scanning device, a deflection mirror device or the like, or it can be determined from the setting of the deflection device.
  • the direction angle which indicates the direction in which the detected reflection point is located and which can be used as the sensor coordinate position variable, can thus be determined directly from the setting of the deflection device.
  • the direction of the field of view in the sensor coordinate system can be specified by appropriate internal setting of the sensor system.
  • the internal setting of the sensor system can advantageously be carried out in advance by means of intrinsic calibration be made. In this way, the direction of the field of view can be precisely specified in the sensor coordinate system.
  • a predetermined directional angle of the field of view can lie in the same plane as an angle correction variable to be determined with which the sensor system can be calibrated with respect to the calibration coordinate system. In this way, the angle correction variable can be determined more precisely with the aid of the direction angle.
  • At least one calibration coordinate position variable of the at least one reflection point can be specified in the calibration coordinate system.
  • an angle correction variable and / or a height correction variable for calibrating the sensor system with respect to the calibration coordinate system can be calculated using the at least one calibration coordinate position variables with trigonometric functions.
  • At least one distance between the sensor system and at least one reflection point can be measured as at least one sensor coordinate position variable by means of the sensor system. In this way, the distance can be determined simply with the aid of the at least one scanning signal with the sensor system.
  • a distance between the reflection points can be specified in the calibration coordinate system at two different distances from the sensor system. In this way, the distance can be specified externally. This means that the distance does not have to be determined using scanning signals.
  • the position of the at least one reflection point at which the at least one electromagnetic scanning signal is reflected can be identified using a pattern on the at least one reference object and a calibration coordinate system position variable can be derived from the identified position of the at least one reflection point can be determined.
  • the position of reflection points with respect to the calibration coordinate system can can advantageously be defined with the aid of patterns.
  • the positions of the recorded reflection points can thus be determined with respect to the calibration coordinate system on the reference object.
  • the at least one pattern on the reference object can advantageously be designed in such a way that the reflection points can be clearly identified.
  • the pattern of the reference object can advantageously have a gradient with respect to the degree of reflection for the scanning signals. In this way, the position of the reflection point in the pattern on the reference object can be determined from the intensity of received scanning signals, and the calibration coordinate position variable of the reflection point can thus be determined.
  • the object is achieved according to the invention in the calibration device in that several reflection points are or can be arranged at different distances relative to the sensor system.
  • several corresponding sensor coordinate position variables can be determined at several different distances from the sensor system on at least one reference object and at least one correction variable can be determined from the several sensor coordinate position variables and several corresponding calibration coordinate position variables.
  • the calibration evaluation device can be implemented in software and / or hardware ways in a control and evaluation device of the sensor system.
  • the method can at least partially be carried out with the sensor system. The cost of externally required components can thus be reduced.
  • several reference objects with corresponding reflection points can be arranged at different distances relative to the sensor system and / or a distance between at least one reference object and the sensor system can be changed during a calibration measurement.
  • several reference objects can be fixedly arranged at predetermined different distances from the sensor system. In this way, the reference objects do not have to be moved during calibration.
  • At least one reference object can advantageously be arranged to be displaceable. In this way, measurements can be carried out at different intervals with the at least one reference object.
  • At least one reference object can be partially transparent to the scanning signals, at least in sections.
  • the scanning signals can partially pass through the at least one reference object to a further reference object arranged behind it and be reflected there. Two or more reflection points can be detected at different distances with just one scanning signal.
  • FIG. 1 shows a front view of a motor vehicle which has a laser scanner for monitoring a monitoring area in the direction of travel in front of the motor vehicle and a driver assistance system
  • FIG. 2 shows the motor vehicle from FIG. 1 in a side view during an extrinsic calibration of the laser scanner with the aid of a calibration device according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows the motor vehicle from FIG. 1 in a top view during an extrinsic calibration of the laser scanner with the aid of a calibration device according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows the motor vehicle from FIG. 1 in a side view during an extrinsic calibration of the laser scanner with the aid of a calibration device according to a third exemplary embodiment.
  • a vehicle 10 is shown in the form of a passenger car in the front view.
  • the vehicle 10 has a sensor system in the form of a laser scanner 12.
  • the laser scanner 12 is arranged, for example, in the front bumper of the vehicle 10 and directed in the direction of travel.
  • the laser scanner 12 can also be arranged at other locations on the vehicle 10 and oriented differently.
  • Several laser scanners 12 can also be provided. With the laser scanner 12, a monitoring area 16 in the direction of travel in front of the vehicle 10 can be monitored for objects.
  • the vehicle 10 has a driver assistance system 14 with which the vehicle 10 can be operated autonomously or partially autonomously.
  • the laser scanner 12 is connected to the driver assistance system 14 so that information about the monitoring area 16, which is determined with the laser scanner 12, can be transmitted to the driver assistance system 14.
  • the vehicle 10 is shown in a side view during a method for extrinsic calibration of the laser scanner 12 with a calibration device 42 according to the first exemplary embodiment.
  • a Cartesian sensor coordinate system 18 is assigned to the laser scanner 12.
  • An origin of the sensor coordinate system 18 characterizes the position of the load serscanners 12.
  • the origin of the sensor coordinate system 18 is, for example, on a vehicle longitudinal axis 38 of the vehicle 10.
  • An x-axis of the sensor coordinate system 18 runs approximately parallel to the vehicle longitudinal axis 38 of the vehicle 10 in the direction of travel forward.
  • the z-axis runs approximately parallel to a vehicle vertical axis and is directed spatially upwards.
  • the y-axis runs approximately parallel to a transverse vehicle axis and is directed to the right when viewed in the direction of travel.
  • the vehicle longitudinal axis 38, the vehicle vertical axis and the vehicle transverse axis can, for example, define a vehicle coordinate system.
  • the laser scanner 12 can be arranged obliquely and / or offset to the vehicle coordinate system, so that the sensor coordinate system 18 of the laser scanner 12 is rotated and / or shifted relative to the vehicle longitudinal axis, the vehicle transverse axis and the vehicle vertical axis.
  • the laser scanner 12 In order to be able to use the data acquired with the laser scanner 12, for example with the driver assistance system 14, the laser scanner 12 must be subjected to an extrinsic calibration in which the sensor coordinate system 18 is calibrated with respect to a calibration coordinate system 20.
  • the calibration coordinate system 20 is indicated by dashed lines in FIG. 1 by way of example.
  • the calibration coordinate system 20 is also a Cartesian coordinate system with the coordinate axes x ‘, y‘ and z ‘.
  • the calibration coordinate system 20 is aligned, for example, with the vehicle longitudinal axis 38, the vehicle transverse axis and the vehicle vertical axis, that is to say the vehicle coordinate system of the vehicle 10.
  • the laser scanner 12 has a transmitter 22, for example in the form of a laser diode, a receiver 24, for example in the form of a CCD chip, a light signal deflection device 26, for example in the form of a pivoting mirror, and an electronic control and evaluation device 28.
  • the transmitter 22 can be used to transmit electromagnetic scanning signals 30, for example in the form of laser pulses.
  • the scanning signals 30 can be deflected into the monitoring area 16 with the light signal deflecting device 26.
  • the direction of propagation of the scanning signals 30 can be pivoted about the z-axis of the sensor coordinate system 18 with the aid of the light signal deflecting device 26 are so that the monitoring area 16 scanned in the horizontal direction who can.
  • the scanning signals 30 can be reflected on objects which are located in the monitoring area 16.
  • two reference objects 32a and 32b are arranged in the monitoring area 16.
  • the scanning signals 30 can be reflected at a front reflection point 34a of the front reference object 32a and at a rear reflection point 34b of the rear reference object 32b.
  • the scanning signals 30 ′ reflected in the direction of the laser scanner 12 can be directed to the receiver 24 with the light signal deflection device 26. With the Emp catcher 24, the reflected scanning signals 30 ‘can be converted into electrical signals that can be fed to the control and evaluation device 28 and processed with it.
  • the laser scanner 12 works according to a time-of-flight method.
  • a transit time between the sending of the scanning signal 30 and the receipt of the corresponding reflected scanning signal 30 ‘is measured and a distance between the laser scanner 12, or the origin of the sensor coordinate system 18, and a corresponding reflection point of the detected object is determined.
  • a distance da between the laser scanner 12 and the reflection point 34a of the front reference object 32a and a distance db between the laser scanner 12 and the reflection point 34b of the rear reference object 32b can be determined.
  • the direction in which a reflection point of an object, for example the reflection point 34a and 34b, lies relative to the laser scanner 12 or relative to the origin of the sensor coordinate system 18 can be determined via the setting of the light signal deflection device 26.
  • the setting of the light signal deflecting device 26 thus specifies an instantaneous field of view for the laser scanner 12, which is indicated in FIG. 2 in the form of a field of view axis 36 with dashed lines.
  • the light signal deflection device 26 has, for example, been intrinsically calibrated before being installed in the vehicle 10.
  • the setting of the light signal device 26 is calibrated with respect to the sensor coordinate system 18. So for each measurement one can Directional angle a between the field of view axis 36 and the x-axis of the sensor coordinate system 18 can be specified.
  • the two reference objects 32a and 32b are part of a calibration device 42 for extrinsic calibration of the laser scanner 12.
  • the calibration device 42 also includes an electronic calibration evaluation device 44.
  • the calibration evaluation device 44 can be used, for example, in software and / or hardware ways in the control - and evaluation device 28 be realized.
  • the two reference objects 32a and 32b are each planar on their side facing the laser scanner 12.
  • the two reference objects 32a and 32b are arranged one behind the other in the monitoring area 16 at a distance d from one another.
  • the sides of the reference objects 32a and 32b facing the laser scanner 12 run parallel to one another and perpendicular to the x‘-axis of the calibration coordinate system 20.
  • the origin of the calibration coordinate system 20 lies on the side of the front reference object 32a facing the laser scanner 12.
  • the front reference object 32a facing the laser scanner 12 is partially transparent to the scanning signals 30 and 30 '. In this way, part of the scanning signal 30 can be reflected at the reflection point 34a of the front reference object 32a and sent back to the laser scanner 12. Part of the scanning signal 30 passes through the front reference object 32a and is reflected at the reflection point 34b of the rear reference object 32b. The part of the scanning signal 30 ‘reflected by the rear reference object 32b passes through the partially transparent front reference object 32 to the laser scanner 12.
  • the two reference objects 32a and 32b each have a pattern, for example with a gray level gradient.
  • the corresponding reflection points 34a and 34b can be identified from the corresponding reflected scanning signals 30 '.
  • the height of the front reflection point 34a above the x'-y 'plane of the calibration coordinate system 20 can be derived from the pattern as the z a value and the height of the rear reflection point 34b above the x'-y' plane as the Zb value be determined.
  • a height correction variable Dz and an angle correction variable Db can be determined, with which the laser scanner 12 can be calibrated with respect to the calibration coordinate system 20.
  • the sensor coordinate system 18 is, for example, rotated downward with respect to the calibration coordinate system 20 by an angle which corresponds to the angular correction value Db to be determined, with respect to the x-axis about the y-axis of the sensor coordinate system 18 and with respect to the z 'axis of the calibration coordinate system 20 is shifted downwards by a value which corresponds to the height correction variable Dz to be determined.
  • the height correction variable Dz and the angle correction variable Db are calculated using trigonometric functions.
  • a scanning signal 30 is first sent into the monitoring area 16 with the transmitter 22.
  • the scanning signals 30 ′ reflected at the reflection points 34a and 34b are received by the receiver 24.
  • the direction angle ⁇ of the field of view axis 36 is determined from the position of the light signal deflecting device 26.
  • the distance da to the front reflection point 34a and the distance db to the rear reflection point 34b are determined from the transit time of the reflected scanning signals 30 '.
  • the height z a of the front reflection point 34a and the height Zb of the rear reflection point 34b above the x-axis of the calibration coordinate system 20 are determined from the patterns on the reference objects 32a and 32b.
  • the distance d between the front reference object 32a and the rear reference object 32b is predetermined due to the assembly.
  • the angle correction variable Db is calculated in the following according to the following trigonometric function:
  • the corresponding correction variables can be determined with corresponding trigonometric functions.
  • a second exemplary embodiment of a calibration device 42 is shown in FIG. Those elements which are similar to those of the first exemplary embodiment from FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference symbols.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the reference objects 32a and 32b are offset from one another in the direction of the y-axis of the calibration coordinate system 20.
  • a scanning signal 30a is transmitted with a transmission axis 36a at a direction angle ⁇ and reflected at the reflection point 34a of the front reference object 32a.
  • a scanning signal 30b having a transmission axis 36b with the same direction angle ⁇ as the scanning signal 30a is transmitted.
  • the transmission axis 36b is pivoted in the x-y plane of the sensor coordinate system 18 with respect to the transmission axis 36a, so that the scanning signal 30b passes the front reference object 32a to the rear reference object 32b and is reflected at the reflection point 34b there.
  • the angles, distances and fleas correspond to the first exemplary embodiment, as shown in FIG.
  • the calculation of the angle correction quantity Db and the flea correction quantity Dz is carried out as in the first exemplary embodiment.
  • a third exemplary embodiment of a calibration device 42 is shown in FIG. Those elements which are similar to those of the first exemplary embodiment from FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference symbols.
  • the third execution The example differs from the first exemplary embodiment in that the calibration device 42 has only one reference object 32a.
  • the reference object 32a is during a measurement in the direction of the x'-axis of the calibration
  • Shifted coordinate system 20 which is indicated in FIG. 4 by an arrow 40.
  • the reference object 32a at a greater distance from the laser scanner 12 is indicated by dashed lines in FIG.
  • the scanning signals 30 can thus be reflected at different distances at the corresponding reflection points 34a and 34b.
  • the calculation of the angle correction quantity Db and the flea correction quantity Dz is carried out as in the first exemplary embodiment.
  • the vehicle 10 can also be moved in the direction of the x'-axis of the calibration coordinate system 20 during a measurement.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zur Kalibrierung eines optischen Sensorsystems (12) mittels einer Kalibriervorrichtung (42) und eine Kalibriervorrichtung (42) beschrieben. Mit dem Sensorsystem (12) können mittels elektromagnetischer Abtastsignale (30) Objekte (32a, 32b) in einem Überwachungsbereich (16) erfasst werden. Bei dem Verfahren werden wenigstens ein elektromagnetisches Abtastsignal (30) auf wenigstens ein Referenzobjekt (32a, 32b) in den Überwachungsbereich (16) gesendet. Wenigstens ein reflektiertes Abtastsignal (30'), welches an wenigstens einer Reflexionsstelle (34a, 34b) des wenigstens einen Referenzobjekts (32a, 32b) reflektiert wird, wird empfangen. Auf Basis des reflektierten Abtastsignals (30') wird wenigstens eine Sensorkoordinaten-Positionsgröße (da, db, α) ermittelt, welche die Position der wenigstens einen Reflexionsstelle (34a, 34b) in einem Sensor-Koordinatensystem (18) des Sensorsystems (12) charakterisiert. Aus wenigstens einer Sensorkoordinaten-Positionsgröße (da, db, α) und wenigstens einer Kalibrierkoordinaten-Positionsgröße (za, zb), welche die Position der wenigstens einen Reflexionsstelle (34a, 34b) in einem Kalibrier-Koordinatensystem (20) der Kalibriervorrichtung (42) charakterisiert, wird wenigstens eine Korrekturgröße (Δβ, Δz) zur Kalibrierung des Sensorsystems (12) bezüglich dem Kalibrier-Koordinatensystem (20) ermittelt wird. In mehreren unterschiedlichen Abständen wenigstens eines Referenzobjekts (32a, 32b) von dem Sensorsystem (12) werden mehrere entsprechende Sensorkoordinaten-Positionsgrößen (da, db, α) ermittelt. Aus den mehreren Sensorkoordinaten-Positionsgrößen (da, db, α) und mehreren entsprechenden Kalibrierkoordinaten-Positionsgrößen (za, zb) wird wenigstens eine Korrekturgröße (Δβ, Δz) ermittelt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Kalibrierung eines optischen Sensorsystems mittels einer Kalibriervorrichtung und Kalibriervorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines optischen Sensorsystems mittels einer Kalibriervorrichtung, wobei mit dem Sensorsystem mittels elektromagneti scher Abtastsignale Objekte in einem Überwachungsbereich erfasst werden können, wobei bei dem Verfahren
- wenigstens ein elektromagnetisches Abtastsignal auf wenigstens ein Referenzobjekt in den Überwachungsbereich gesendet,
- wenigstens ein reflektiertes Abtastsignal, welches an wenigstens einer Reflexionsstel le des wenigstens einen Referenzobjekts reflektiert wird, empfangen,
- auf Basis des reflektierten Abtastsignals wenigstens eine Sensorkoordinaten- Positionsgröße ermittelt, welche die Position der wenigstens einen Reflexionsstelle in einem Sensor-Koordinatensystem des Sensorsystems charakterisiert,
- aus wenigstens einer Sensorkoordinaten-Positionsgröße und wenigstens einer Kalib- rierkoordinaten-Positionsgröße, welche die Position der wenigstens einen Reflexions stelle in einem Kalibrier-Koordinatensystem der Kalibriervorrichtung charakterisiert, we nigstens eine Korrekturgröße zur Kalibrierung des Sensorsystems bezüglich dem Kalib rier-Koordinatensystem ermittelt wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Kalibriervorrichtung zur Kalibrierung eines Sensorsys tems, wobei mit dem Sensorsystem mittels elektromagnetischer Abtastsignale Objekte in einem Überwachungsbereich erfasst werden können,
- mit wenigstens einem Referenzobjekt, welches in einer definierten Position bezüglich eines Kalibrier-Koordinatensystems angeordnet ist,
- mit wenigstens einer Kalibrier-Auswerteeinrichtung, mit der aus Sensorkoordinaten- Positionsgrößen und aus Kalibrierkoordinaten-Positionsgrößen wenigstens eine Korrek turgröße zur Kalibrierung des Sensorsystems bezüglich dem Kalibrier- Koordinatensystem ermittelt werden kann,
- wobei die Sensorkoordinaten-Positionsgrößen mit dem Sensorsystem ermittelt wer den können, - wobei Reflexionsstellen des wenigstens einen Referenzobjekts, an dem Abtastsignale reflektiert werden, mit vorgegebenen Kalibrierkoordinaten-Positionsgrößen in einem Sensor-Koordinatensystem identifiziert werden können.
Stand der Technik
Aus der US 2019/0056484 A1 ist ein LIDAR-Kalibriersystem bekannt. Das LIDAR- Kalibriersystem kann einen ersten Satz von Rücksendesignalen von einer Vielzahl von Referenzzielen in einer Kalibriereinrichtung für eine untere Gruppe von Laserscannern des LIDAR-Moduls erfassen. Das LIDAR-Kalibriersystem kann auch einen zweiten Satz von Rückmeldungen von einer oder mehreren ebenen Oberflächen erfassen, die einer Kalibrierauslösestelle in einem Straßennetz für eine obere Gruppe von Laserscannern des LIDAR-Moduls zugeordnet sind. Basierend auf dem ersten und zweiten Satz von Rücksendesignalen kann das LIDAR-Kalibriersystem einen Satz von Kalibriertransfor mationen erzeugen, um einen Satz von intrinsischen Parametern des LIDAR-Moduls anzupassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Kalibriervorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, mit denen wenigstens eine Korrekturgröße ermittelt werden kann, mit der das Sensorsystem einfacher und genauer bezüglich dem Kalibrier-Koordinatensystem kalibriert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass in meh reren unterschiedlichen Abständen wenigstens eines Referenzobjekts von dem Sensor system mehrere entsprechende Sensorkoordinaten-Positionsgrößen ermittelt werden und aus den mehreren Sensorkoordinaten-Positionsgrößen und mehreren entspre chenden Kalibrierkoordinaten-Positionsgrößen wenigstens eine Korrekturgröße ermittelt wird.
Erfindungsgemäß werden mit einem elektromagnetischen Abtastsignal oder mit mehre ren Abtastsignalen, welche zumindest bezüglich einer Dimension in dieselbe Richtung gesendet werden, Reflexionsstellen in unterschiedlichen Abständen getroffen. Auf diese Weise können eine Winkelkorrekturgröße, welcher eine Verdrehung des Sensorsys tems bezüglich des Kalibrier-Koordinatensystems beschreibt, und eine Höhenkorrektur- große, welche eine Verschiebung des Sensorsystems bezüglich des Kalibrier- Koordinatensystems beschreibt, auch dann bestimmt werden, wenn sich die Winkelkor rekturgröße und die Höhenkorrekturgröße in derselben Dimension befinden.
Mit Sensorsystemen, welche mit dem erfindungsgemäß Verfahren kalibriert werden können, können Abstände zu Objekten gemessen werden. Ein typischer Anwendungs fall in der Automobilindustrie ist die Erkennung von anderen Verkehrsteilnehmern in Abständen von vielen Metern. Eine Winkelabweichung von wenigen Grad kann bei ei nem Abstand von einigen 100 m zu einem lateralen Bestimmungsfehler von einigen Metern führen. Dadurch werden Positionen von weiteren Verkehrsteilnehmern möglich erweise falsch bestimmt oder diese Verkehrsteilnehmer werden erst gar nicht detektiert. Die Genauigkeit des Sensorsystems hängt stark von der Kalibrierung der Sensorpositi on und der Sensororientierung, insbesondere der Orientierung eines Sensor- Koordinatensystems, bezüglich eines Fahrzeug-Koordinatensystems ab, die als extrin- sische Kalibrierung bezeichnet wird. Mithilfe des Verfahrens kann eine extrinsische Ka librierung des Sensorsystems bezüglich eines Kalibrier-Koordinatensystems durchge führt werden, welches an dem Fahrzeug-Koordinatensystem ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann bei Kenntnis der Position und Orientierung der Referenzobjekte in dem Ka- librier-Koordinatensystem die Position und Orientierung des Sensorsystems in dem Fahrzeug-Koordinatensystem ermittelt werden. So kann mithilfe der gewonnenen we nigstens einen Korrekturgröße eine Fehlstellung, insbesondere Verdrehung und/oder Verschiebung, des Sensorsystems gegenüber dem Fahrzeug-Koordinatensystem korri giert werden. Das Fahrzeug-Koordinatensystem und dementsprechend das Kalibrier- Koordinatensystem können vorteilhafterweise an Referenzachsen des Fahrzeugs, ins besondere einer Fahrzeuglängsachse, einer Fahrzeugquerachse und einer vertikalen Fahrzeugachse, orientiert sein.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können also zwei extrinsische Größen, ins besondere eine Höhendifferenz zu einer Reflexionsstelle und ein Neigungswinkel des Sensor-Koordinatensystems bezüglich des Kalibrier-Koordinatensystems, mit nur einem Abtastsignal ermittelt werden
Vorteilhafterweise kann das Sensorsystem nach einem Lichtlaufzeitverfahren, insbe sondere einem Lichtimpulslaufzeitverfahren, arbeiten. Nach dem Lichtimpulslaufzeitver- fahren arbeitende optische Detektionsvorrichtungen können als Time-of-Flight- (TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-Systeme (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden. Dabei wird eine Lauf zeit vom Aussenden eines Abtastsignals, insbesondere eines Lichtpulses, mit wenigs tens einem Sender und dem Empfang des entsprechenden reflektierten Abtastsignals mit wenigstens einem Empfänger gemessen und daraus eine Entfernung zwischen der Detektionsvorrichtung und dem erfassten Objekt ermittelt.
Vorteilhafterweise kann das Sensorsystem als scannendes System ausgestaltet sein. Dabei kann mit Abtastsignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die entsprechenden Abtastsignale bezüglich ihrer Ausbreitungs richtung über den Überwachungsbereich geschwenkt werden. Hierbei kann wenigstens Umlenkeinrichtung, insbesondere eine Scaneinrichtung, eine Umlenkspiegeleinrichtung oder dergleichen, zum Einsatz kommen.
Vorteilhafterweise kann das Sensorsystem als laserbasiertes Entfernungsmesssystem ausgestaltet sein. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann als Lichtquelle we nigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, aufweisen. Mit dem wenigstens einen Laser können insbesondere gepulste Laserstrahlen als Abtastsignale gesendet werden. Mit dem Laser können Abtastsignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereichen emittiert werden. Entsprechend kann we nigstens ein Empfänger einen für die Wellenlänge des ausgesendeten Lichtes ausge legten Detektor, insbesondere einen Punktsensor, Zeilensensor oder Flächensensor, im Besonderen eine (Lawinen)fotodiode, eine Photodiodenzeile, einen CCD-Sensor, einen Active-Pixel-Sensor, insbesondere einen CMOS-Sensor oder dergleichen, aufweisen. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise ein Laserscanner sein. Mit einem Laserscanner kann ein Überwachungsbereich mit einem insbesondere gepulsten Laserstrahl abgetastet werden.
Das Sensorsystem kann bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, ver wendet. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigs- tens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb eingesetzt werden.
Das Sensorsystem kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuer vorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Par kassistenzsystem und/oder einer Gestenerkennung oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
Mit dem Sensorsystem können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahr zeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Flindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbe sondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können wenigstens zwei Referen zobjekte in unterschiedlichen Abständen zu dem Sensorsystem angeordnet werden und/oder wenigstens ein Referenzobjekt kann zur Anordnung in unterschiedlichen Ab ständen relativ zu dem Sensorsystem bewegt werden.
Vorteilhafterweise können wenigstens zwei Referenzobjekte in unterschiedlichen Ab ständen angeordnet sein. Auf diese Weise können die Abstände zwischen den wenigs tens zwei Referenzobjekten fest vorgegeben werden. Auf einen Antriebsmotor zur Ver änderung des Abstands und eine entsprechende Steuerung kann so verzichtet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Referenzobjekt zur Anordnung in unterschiedlichen Abständen relativ zu dem Sensorsystem bewegt wer den. Auf diese Weise können mit nur einem Referenzobjekt mehrere Abstände realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können wenigstens zwei Referenzobjekte von dem Sensorsystem betrachtet hintereinander angeordnet werden, wobei wenigstens ein vorderes Referenzobjekt für die Abtastsignale teildurchlässig ist, und/oder wenigstens zwei Referenzobjekte können von dem Sensorsystem aus be trachtet hintereinander und seitlich versetzt zueinander angeordnet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein vorderes Referenzobjekt für die Abtastsignale teildurchlässig sein. Auf diese Weise können die Referenzobjekte von dem Sensorsys tem aus betrachtet überlappend hintereinander angeordnet sein. Die Abtastsignale können teilweise an dem vorderen Referenzobjekt reflektiert und teilweise durch das vordere Referenzobjekt hindurch gelangen. Der durchgelassene Teil der Abtastsignale gelangt zu dem hinteren Referenzobjekt und wird dort reflektiert. Der an dem hinteren Referenzobjekt reflektierte Teil der Abtastsignale gelangt durch das vordere Referen zobjekt hindurch zu dem Sensorsystem. So können mit nur einem Abtastsignal zwei Reflexionsstellen in unterschiedlichen Abständen erfasst werden.
Alternativ oder zusätzlich können wenigstens zwei Referenzobjekte von dem Sensor system aus betrachtet hintereinander und seitlich versetzt zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise wird ein Teil des von dem Sensorsystem aus betrachtet hinteren Refe renzobjekts nicht von dem vorderen Referenzobjekt verdeckt. Um die Reflexionsstellen beider Referenzobjekte abzutasten, können zwei Abtastsignale gesendet werden, deren Richtungen seitlich versetzt sind.
Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Referenzobjekte senkrecht zu einer Ebene versetzt angeordnet sein, in der eine Winkelkorrekturgröße und eine Höhenkor rekturgröße zur Kalibrierung des Sensorsystems bezüglich dem Kalibrier- Koordinatensystem liegen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Winkelkorrekturgröße und/oder wenigstens eine Höhenkorrekturgröße zur Kalibrierung des Sensorsystems bezüglich dem Kalibrier-Koordinatensystem ermittelt werden. Auf diese Weise können entsprechende Richtungsunterschiede und/oder Höhenunterschie de zwischen dem Sensorsystem, respektive dem Sensor-Koordinatensystem, und dem Kalibrier-Koordinatensystem korrigiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Winkelkorrekturgröße und/oder wenigstens eine Höhenkorrekturgröße mit trigonometri- sehen Funktionen aus vorgegebenen und/oder zu ermittelnden Positionsgrößen und/oder aus vorgegebenen und/oder zu ermittelnden Distanzen zwischen Reflexions stellen ermittelt werden. Auf diese Weise können die wenigstes eine Winkelkorrektur größe und die wenigstes eine Höhenkorrekturgröße einfach rechnerisch bestimmt wer den.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die wenigstens eine Winkelkorrekturgröße und die wenigstens eine Höhenkorrekturgröße in einer ge meinsamen Ebene liegen. Auf diese Weise können Richtungsunterschiede und Höhen unterschiede zumindest in der Projektion in einer gemeinsamen Ebene rechnerisch er mittelt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Richtung eines Sichtfeldes des Sensorsystems über die Richtung der Abtastsignale und/oder über die Richtung der reflektierten Abtastsignale in dem Sensor- Koordinaten System vorgegeben werden und wenigstens ein Richtungswinkel des Sichtfeldes kann als wenigstens eine Sensorkoordinaten-Positionsgröße der wenigstens einen Reflexionsstelle im Sensor- Koordinatensystem vorgegeben werden. Auf diese Weise kann die Richtung der we nigstens einen Reflexionsstelle bezüglich des Sensorsystems genauer angegeben wer den.
Das Sichtfeld kann dabei mit der Richtung der ausgesendeten Abtastsignale und/oder der Richtung der empfangenen reflektierten Abtastsignale charakterisiert werden. Die Richtung des Sichtfeldes kann bei dem Sensorsystem durch entsprechende Einstellung einer Umlenkeinrichtung, insbesondere eine Scaneinrichtung, eine Umlenkspiegelein richtung oder dergleichen, vorgegeben werden oder aus der Einstellung der Umlenkein richtung ermittelt werden. So kann der Richtungswinkel, welcher die Richtung angibt, in der sich die erfasste Reflexionsstelle befindet, und der als Sensorkoordinaten- Positionsgröße verwendet werden kann, direkt aus der Einstellung der Umlenkeinrich tung ermittelt werden.
Die Richtung des Sichtfeldes in dem Sensor-Koordinatensystem kann durch entspre chende interne Einstellung des Sensorsystems vorgegeben werden. Die interne Einstel lung des Sensorsystems kann vorteilhafterweise vorab mittels intrinsischer Kalibrierung vorgenommen werden. Auf diese Weise kann die Richtung des Sichtfeldes in dem Sen sor-Koordinatensystem genau vorgegeben werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorgegebener Richtungswinkel des Sichtfeldes in derselben Ebene liegen wie eine zu ermittelnde Winkelkorrekturgröße, mit welcher das Sensorsystem bezüglich dem Kalibrier- Koordinatensystem kalibriert werden kann. Auf diese Weise kann die Winkelkorrektur größe mithilfe des Richtungswinkels genauer ermittelt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Kalibrierkoordinaten-Positionsgröße der wenigstens einen Reflexionsstelle in dem Ka- librier-Koordinatensystem vorgegeben werden. Auf diese Weise können eine Winkelkor rekturgröße und/oder eine Höhenkorrekturgröße zur Kalibrierung des Sensorsystems bezüglich dem Kalibrier-Koordinatensystem mithilfe der wenigstens einen Kalibrierkoor- dinaten-Positionsgrößen mit trigonometrischen Funktionen berechnet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Distanz zwischen dem Sensorsystem und wenigstens einer Reflexionsstelle als wenigs tens eine Sensorkoordinaten-Positionsgröße mittels dem Sensorsystem gemessen werden. Auf diese Weise kann die Distanz einfach mithilfe des wenigstens einen Ab tastsignals mit dem Sensorsystem bestimmt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Distanz zwi schen den Reflexionsstellen in zwei unterschiedlichen Abständen von dem Sensorsys tem in dem Kalibrier-Koordinatensystem vorgegeben werden. Auf diese Weise kann die Distanz extern vorgegeben werden. So muss die Distanz nicht mithilfe von Abtastsigna len bestimmt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die Position der wenigstens einen Reflexionsstelle, an der das wenigstens eine elektromagnetische Ab tastsignal reflektiert wird, mithilfe eines Musters auf dem wenigstens einen Referenzob jekte identifiziert werden und eine Kalibrier-Koordinatensystem-Positionsgröße kann aus der identifizierten Position der wenigstens einen Reflexionsstelle ermittelt werden. Die Position von Reflexionsstellen bezüglich des Kalibrier-Koordinatensystems kann vorteilhafterweise mithilfe von Mustern definiert werden. Aufgrund der Muster des Refe renzobjekts können so die Positionen der erfassten Reflexionsstellen bezüglich des Ka- librier-Koordinatensystems auf dem Referenzobjekt bestimmt werden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Muster auf dem Referenzobjekt so ausge staltet sein, dass die Reflexionsstellen eindeutig identifiziert werden können.
Vorteilhafterweise kann das Muster des Referenzobjekts einen Gradienten bezüglich des Reflexionsgrades für die Abtastsignale aufweisen. Auf diese Weise kann aus der Intensität von empfangenen Abtastsignalen die Position der Reflexionsstelle in dem Muster auf dem Referenzobjekt ermittelt und damit die Kalibrierkoordinaten- Positionsgröße der Reflexionsstelle bestimmt werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Kalibriervorrichtung dadurch gelöst, dass mehrere Reflexionsstellen in unterschiedlichen Abständen relativ zu dem Sensor system angeordnet sind oder werden können.
Erfindungsgemäß können so in mehreren unterschiedlichen Abständen von dem Sen sorsystem an wenigstens einem Referenzobjekt mehrere entsprechende Sensorkoordi- naten-Positionsgrößen ermittelt und aus den mehreren Sensorkoordinaten- Positionsgrößen und mehreren entsprechenden Kalibrierkoordinaten-Positionsgrößen wenigstens eine Korrekturgröße ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Teil der Kalibrier-Auswerteeinrichtung auf soft waremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege in einer Steuer- und Auswerteeinrich tung des Sensorsystems realisiert sein. Auf diese Weise kann das Verfahren wenigs tens zum Teil mit dem Sensorsystem durchgeführt werden. Ein Aufwand an extern be nötigten Bauteilen kann so verringert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können mehrere Referenzobjekte mit entspre chenden Reflexionsstellen in unterschiedlichen Abständen relativ zu dem Sensorsystem angeordnet sein und/oder ein Abstand zwischen wenigstens einem Referenzobjekt und dem Sensorsystem kann während einer Kalibriermessung verändert werden. Vorteilhafterweise können mehrere Referenzobjekte fest in vorgegebenen unterschied lichen Abständen zu dem Sensorsystem angeordnet sein. Auf diese Weise müssen die Referenzobjekte bei der Kalibrierung nicht bewegt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Referenzobjekt ver schiebbar angeordnet sein. Auf diese Weise können mit dem wenigstens einen Refe renzobjekt Messungen in unterschiedlichen Abständen durchgeführt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Referenzobjekt wenigstens abschnittsweise für die Abtastsignale teildurchlässig sein. Auf diese Weise können die Abtastsignale teilweise durch das wenigstens eine Referenzobjekt zu einem dahinter angeordneten weiteren Referenzobjekt gelangen und dort reflektiert werden. So können mit nur einem Abtastsignal zwei oder mehr Reflexionsstellen in unterschied lichen Abständen erfasst werden.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung und deren jeweiligen vorteilhaften Ausge staltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umge kehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich nung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschrei bung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 ein Kraftfahrzeug in der Vorderansicht, welches einen Laserscanner zur Überwachung eines Überwachungsbereiches in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug und ein Fahrerassistenzsystem aufweist; Figur 2 das Kraftfahrzeug aus der Figur 1 in der Seitenansicht bei einer extrinsi- schen Kalibrierung des Laserscanners mithilfe einer Kalibriervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 3 das Kraftfahrzeug aus der Figur 1 in einer Draufsicht bei einer extrinsi- schen Kalibrierung des Laserscanners mithilfe einer Kalibriervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 4 das Kraftfahrzeug aus der Figur 1 in der Seitenansicht bei einer extrinsi- schen Kalibrierung des Laserscanners mithilfe einer Kalibriervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderan sicht gezeigt. Das Fahrzeug 10 verfügt über ein Sensorsystem in Form eines La serscanners 12. Der Laserscanner 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 10 angeordnet und in Fahrtrichtung gerichtet. Der Laserscanner 12 kann auch an anderen Stellen des Fahrzeugs 10 und anders ausgerichtet angeordnet sein. Es können auch mehrere Laserscanner 12 vorgesehen sein. Mit dem Laserscanner 12 kann ein Überwachungsbereich 16 in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 auf Objekte hin überwacht werden.
Ferner verfügt das Fahrzeug 10 über ein Fahrerassistenzsystem 14, mit dem das Fahr zeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden kann. Der Laserscanner 12 ist mit dem Fahrerassistenzsystem 14 verbunden, sodass Informationen über den Überwa chungsbereich 16, die mit dem Laserscanner 12 ermittelt werden, an das Fahrerassis tenzsystem 14 übermittelt werden können.
In der Figur 2 ist das Fahrzeug 10 während eines Verfahrens zur extrinsischen Kalibrie rung des Laserscanners 12 mit einer Kalibriervorrichtung 42 gemäß am ersten Ausfüh rungsbeispiel in der Seitenansicht gezeigt.
Dem Laserscanner 12 ist ein kartesisches Sensor-Koordinatensystem 18 zugeordnet. Ein Ursprung des Sensor-Koordinatensystems 18 charakterisiert die Position des La- serscanners 12. Der Ursprung des Sensor-Koordinatensystems 18 befindet sich bei spielhaft auf einer Fahrzeuglängsachse 38 des Fahrzeugs 10. Eine x-Achse des Sen sor-Koordinatensystems 18 verläuft etwa parallel zu der Fahrzeuglängsachse 38 des Fahrzeugs 10 in Fahrtrichtung nach vorne gerichtet. Die z-Achse verläuft etwa parallel zu einer Fahrzeug-Vertikalachse und nach räumlich oben gerichtet. Die y-Achse verläuft etwa parallel zu einer Fahrzeugquerachse und ist in Fahrtrichtung betrachtet nach rechts gerichtet. Die Fahrzeuglängsachse 38, die Fahrzeug-Vertikalachse und die Fahr zeugquerachse können beispielhaft ein Fahrzeug-Koordinatensystem definieren.
Einbaubedingt kann der Laserscanner 12 schräg und/oder versetzt zu dem Fahrzeug- Koordinatensystem angeordnet sein, sodass das Sensor-Koordinatensystem 18 des Laserscanners 12 gegenüber der Fahrzeuglängsachse, der Fahrzeugquerachse und der Fahrzeug-Vertikalachse verdreht und/oder verschoben ist.
Um die mit dem Laserscanner 12 erfassten Daten beispielsweise mit dem Fahrerassis tenzsystem 14 verwenden zu können, muss der Laserscanner 12 einer extrinsischen Kalibrierung unterzogen werden, bei der das Sensor-Koordinatensystem 18 bezüglich einem Kalibrier-Koordinatensystem 20 kalibriert wird. Das Kalibrier-Koordinatensystem 20 ist beispielhaft in der Figur 1 gestrichelt angedeutet. Das Kalibrier- Koordinatensystem 20 ist ebenfalls ein kartesisches Koordinatensystem mit den Koor dinatenachsen x‘, y‘ und z‘. Das Kalibrier-Koordinatensystem 20 ist für die Kalibrierung beispielhaft an der Fahrzeuglängsachse 38, der Fahrzeugquerachse und der Fahrzeug- Vertikalachse, also dem Fahrzeug-Koordinatensystem des Fahrzeugs 10 ausgerichtet.
Der Laserscanner 12 weist einen Sender 22, beispielhaft in Form einer Laserdiode, ei nen Empfänger 24, beispielsweise in Form eines CCD-Chips, eine Lichtsignalumlenk einrichtung 26, beispielsweise in Form eines Umlenkschwenkspiegels, und eine elekt ronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 auf.
Mit dem Sender 22 können elektromagnetische Abtastsignale 30, beispielsweise in Form von Laserpulsen, ausgesendet werden. Die Abtastsignale 30 können mit der Lichtsignalumlenkeinrichtung 26 in den Überwachungsbereich 16 umgelenkt werden. Dabei kann die Ausbreitungsrichtung der Abtastsignale 30 mithilfe der Lichtsignalum lenkeinrichtung 26 um die z-Achse des Sensor-Koordinatensystems 18 geschwenkt werden, sodass der Überwachungsbereich 16 in horizontaler Richtung abgetastet wer den kann. Die Abtastsignale 30 können an Objekten, welche sich in dem Überwa chungsbereich 16 befinden, reflektiert werden. Für die Kalibrierung des Laserscanners 12 sind, wie in der Figur 2 gezeigt, in dem Überwachungsbereich 16 zwei Referenzob jekte 32a und 32b angeordnet. Die Abtastsignale 30 können an einer vorderen Reflexi onsstelle 34a des vorderen Referenzobjekt 32a und an einer hinteren Reflexionsstelle 34b des hinteren Referenzobjekts 32b reflektiert werden.
Die in Richtung des Laserscanners 12 reflektierten Abtastsignale 30‘ können mit der Lichtsignalumlenkeinrichtung 26 auf den Empfänger 24 gelenkt werden. Mit dem Emp fänger 24 können die reflektierten Abtastsignale 30‘ in elektrische Signale umgewan delt, die der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 zugeführt und mit dieser verarbeitet werden können.
Der Laserscanner 12 arbeitet nach einem Lichtlaufzeitverfahren. Dabei wird eine Lauf zeit zwischen dem Aussenden des Abtastsignals 30 und dem Empfang des entspre chenden reflektierten Abtastsignals 30‘ gemessen und daraus ein Abstand zwischen dem Laserscanner 12, respektive dem Ursprung des Sensor-Koordinatensystems 18, und einer entsprechenden Reflexionsstelle des erfassten Objekts ermittelt werden. Bei dem Kalibrierverfahren kann so ein Abstand da zwischen dem Laserscanner 12 und der Reflexionsstelle 34a des vorderen Referenzobjekts 32a und ein Abstand db zwischen dem Laserscanner 12 und der Reflexionsstelle 34b des hinteren Referenzobjekts 32b ermittelt werden.
Über die Einstellung der Lichtsignalumlenkeinrichtung 26 kann die Richtung ermittelt werden, in der eine Reflexionsstelle eines Objekts, beispielsweise die Reflexionsstelle 34a und die 34b, relativ zum Laserscanner 12, respektive relativ zum Ursprung des Sensor-Koordinatensystems 18, liegt. Die Einstellung der Lichtsignalumlenkeinrichtung 26 gibt so ein momentanes Sichtfeld für den Laserscanner 12 vor, welches in der Figur 2 in Form einer Sichtfeldachse 36 strichgepunktet angedeutet ist.
Die Lichtsignalumlenkeinrichtung 26 ist beispielsweise vor dem Einbau in das Fahrzeug 10 intrinsisch kalibriert worden. Dabei wird die Einstellung der Lichtsignal-Einrichtung 26 gegenüber dem Sensor-Koordinatensystem 18 kalibriert. So kann für jede Messung ein Richtungswinkel a zwischen der Sichtfeldachse 36 und der x-Achse des Sensor- Koordinatensystems 18 angegeben werden.
Die beiden Referenzobjekte 32a und 32b sind Teil einer Kalibriervorrichtung 42 zum extrinsischen Kalibrieren des Laserscanners 12. Zu der Kalibriervorrichtung 42 gehört des Weiteren eine elektronische Kalibrier-Auswerteeinrichtung 44. Die Kalibrier- Auswerteeinrichtung 44 kann beispielhaft auf softwaremäßigen und/oder hardwaremä ßigem Wege in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 realisiert sein.
Die beiden Referenzobjekte 32a und 32b sind jeweils auf ihrer dem Laserscanner 12 zugewandten Seite planar. Die beiden Referenzobjekte 32a und 32b sind in einem Ab stand d zueinander hintereinander in dem Überwachungsbereich 16 angeordnet. Die dem Laserscanner 12 zugewandten Seiten der Referenzobjekte 32a und 32b verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur x‘-Achse des Kalibrier-Koordinatensystems 20. Beispielhaft liegt der Ursprung des Kalibrier-Koordinatensystems 20 auf der dem La serscanner 12 zugewandten Seite des vorderen Referenzobjekts 32a.
Das dem Laserscanner 12 zugewandte vordere Referenzobjekt 32a ist für die Abtast signale 30 und 30‘ teildurchlässig. Auf diese Weise kann das Abtastsignale 30 zu einem Teil an der Reflexionsstelle 34a des vorderen Referenzobjekts 32a reflektiert und zu dem Laserscanner 12 zurückgesendet werden. Ein Teil des Abtastsignals 30 gelangt durch das vordere Referenzobjekt 32a hindurch und wird an der Reflexionsstelle 34b des hinteren Referenzobjekts 32b reflektiert. Der von dem hinteren Referenzobjekt 32b reflektierte Teil des Abtastsignals 30‘ gelangt durch das teildurchlässige vordere Refe renzobjekt 32 hindurch zu dem Laserscanner 12.
Ferner weisen die beiden Referenzobjekte 32a und 32b jeweils ein Muster beispiels weise mit einem Graustufengradienten auf. So können die entsprechenden Reflexions stellen 34a und 34b aus den entsprechenden reflektierten Abtastsignalen 30‘ identifi ziert werden. Aus dem Muster kann die Höhe der vorderen Reflexionsstelle 34a über der x‘-y‘-Ebene des Kalibrier-Koordinatensystems 20 als za-Wert und die Höhe der hin teren Reflexionsstelle 34b über der x‘-y‘-Ebene als Zb -Wert ermittelt werden. Mithilfe der extrinsischen Kalibration können beispielhaft eine Höhenkorrekturgröße Dz und eine Winkelkorrekturgröße Db ermittelt werden, mit denen der Laserscanner 12 bezüglich dem Kalibrier-Koordinatensystem 20 kalibriert werden kann.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist beispielhaft das Sensor- Koordinatensystem 18 bezüglich des Kalibrier-Koordinatensystems 20 um einen Win kel, welcher der zu ermittelten Winkelkorrekturgröße Db entspricht, bezüglich der x- Achse um die y-Achse des Sensor-Koordinatensystems 18 nach unten verdreht und bezüglich der z‘-Achse des Kalibrier-Koordinatensystems 20 um einen Wert, welcher der zu ermittelten Höhenkorrekturgröße Dz entspricht, nach unten verschoben.
Bei dem Verfahren zur Kalibrierung werden die Höhenkorrekturgröße Dz und die Win kelkorrekturgröße Db mit trigonometrischen Funktionen berechnet.
Hierzu wird zunächst mit dem Sender 22 ein Abtastsignal 30 in den Überwachungsbe reich 16 gesendet. Die an den Reflexionsstellen 34a und 34b reflektierten Abtastsignale 30‘ werden mit dem Empfänger 24 empfangen. Aus der Stellung der Lichtsignalumlenk einrichtung 26 wird der Richtungswinkel a der Sichtfeldachse 36 ermittelt. Aus der Lauf zeit der reflektierten Abtastsignale 30‘ werden der Abstand da zu der vorderen Reflexi onsstelle 34a und der Abstand db zu der hinteren Reflexionsstelle 34b ermittelt. Aus den Mustern auf den Referenzobjekten 32a und 32b werden die Höhe za der vorderen Re flexionsstelle 34a und die Höhe Zb der hinteren Reflexionsstelle 34b über der x-Achse des Kalibrier-Koordinatensystems 20 ermittelt. Der Abstand d zwischen dem vorderen Referenzobjekt 32a und dem hinteren Referenzobjekt 32b ist montagebedingt vorgege ben.
Die Winkelkorrekturgröße Db wird im Folgenden gemäß der folgenden trigonometri schen Funktion berechnet:
Db = a - arctan((zb - za) / d)
Die Höhenkorrekturgröße Dz wird gemäß der folgenden trigonometrischen Funktion berechnet: Dz = da sin(a -Db) - za
Falls das Sensor-Koordinatensystem 18 in weiteren Dimensionen gegenüber dem Ka- librier-Koordinatensystems 20 verdreht oder verschoben ist, können die entsprechen den Korrekturgrößen mit entsprechenden trigonometrischen Funktionen ermittelt wer den.
In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kalibriervorrichtung 42 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 1 und 2 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausfüh rungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Referenzobjekte 32a und 32b in Richtung der y-Achse des Kalibrier- Koordinatensystems 20 zueinander versetzt sind.
Zur extrinsischen Kalibrierung wird ein Abtastsignal 30a mit einer Sendeachse 36a un ter einem Richtungswinkel a gesendet und an der Reflexionsstelle 34a des vorderen Referenzobjekts 32a reflektiert.
Außerdem wird ein Abtastsignal 30b mit einer Sendeachse 36b mit demselben Rich tungswinkel a wie das Abtastsignal 30a gesendet. Allerdings ist die Sendeachse 36b in der x-y-Ebene des Sensor-Koordinatensystems 18 gegenüber der Sendeachse 36a geschwenkt, sodass das Abtastsignal 30b an dem vorderen Referenzobjekt 32a vorbei zu dem hinteren Referenzobjekt 32b gelangt und an der dortigen Reflexionsstelle 34b reflektiert wird.
In Richtung der y-Achse des Sensor-Koordinatensystems 18 beziehungsweise der y‘- Achse des Kalibrier-Koordinatensystems 20 betrachtet entsprechen die Winkel, Distan zen und Flöhen dem ersten Ausführungsbeispiel, wie es in der Figur 2 gezeigt ist. Die Berechnung der Winkelkorrekturgröße Db und der Flöhenkorrekturgröße Dz erfolgt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
In der Figur 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kalibriervorrichtung 42 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 1 und 2 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das dritte Ausfüh- rungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Kalibriervorrichtung 42 lediglich ein Referenzobjekt 32a aufweist. Das Referenzobjekte 32a wird während einer Messung in Richtung der x’-Achse des Kalibrier-
Koordinatensystems 20 verschoben, was in der Figur 4 durch einen Pfeil 40 angedeutet ist. Das Referenzobjekt 32a in größerem Abstand zu dem Laserscanner 12 ist in der Figur 4 gestrichelt angedeutet. So können die Abtastsignale 30 in unterschiedlichen Abständen an den entsprechenden Reflexionsstellen 34a und 34b reflektiert werden. Die Berechnung der Winkelkorrekturgröße Db und der Flöhenkorrekturgröße Dz erfolgt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Alternativ zum Verschieben des Referenzob jektes 32 während einer Messung in Richtung der x’-Achse des Kalibrier-
Koordinatensystems 20 kann auch das Fahrzeug 10 während einer Messung in Rich tung der x’-Achse des Kalibrier-Koordinatensystems 20 bewegt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Kalibrierung eines optischen Sensorsystems (12) mittels einer Kalib riervorrichtung (42), wobei mit dem Sensorsystem (12) mittels elektromagnetischer Abtastsignale (30) Objekte (32a, 32b) in einem Überwachungsbereich (16) erfasst werden können, wobei bei dem Verfahren
- wenigstens ein elektromagnetisches Abtastsignal (30) auf wenigstens ein Refe renzobjekt (32a, 32b) in den Überwachungsbereich (16) gesendet,
- wenigstens ein reflektiertes Abtastsignal (30'), welches an wenigstens einer Refle xionsstelle (34a, 34b) des wenigstens einen Referenzobjekts (32a, 32b) reflektiert wird, empfangen,
- auf Basis des reflektierten Abtastsignals (30') wenigstens eine Sensorkoordinaten- Positionsgröße (da, db, a) ermittelt, welche die Position der wenigstens einen Refle xionsstelle (34a, 34b) in einem Sensor-Koordinatensystem (18) des Sensorsystems (12) charakterisiert,
- aus wenigstens einer Sensorkoordinaten-Positionsgröße (da, db, a) und wenigs tens einer Kalibrierkoordinaten-Positionsgröße (za, Zb), welche die Position der we nigstens einen Reflexionsstelle (34a, 34b) in einem Kalibrier-Koordinatensystem (20) der Kalibriervorrichtung (42) charakterisiert, wenigstens eine Korrekturgröße (Db, Dz) zur Kalibrierung des Sensorsystems (12) bezüglich dem Kalibrier- Koordinatensystem (20) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren unterschiedlichen Abständen wenigstens eines Referenzobjekts (32a, 32b) von dem Sensorsystem (12) mehrere entsprechende Sensorkoordinaten- Positionsgrößen (da, db, a) ermittelt werden und aus den mehreren Sensorkoordina- ten-Positionsgrößen (da, db, a) und mehreren entsprechenden Kalibrierkoordinaten- Positionsgrößen (za, Zb) wenigstens eine Korrekturgröße (Db, Dz) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Re ferenzobjekte (32a, 32b) in unterschiedlichen Abständen zu dem Sensorsystem (12) angeordnet werden und/oder wenigstens ein Referenzobjekt (32a) zur Anordnung in unterschiedlichen Abständen relativ zu dem Sensorsystem (12) bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Referenzobjekte (32a, 32b) von dem Sensorsystem (12) betrachtet hinterei- nander angeordnet werden, wobei wenigstens ein vorderes Referenzobjekt (32a) für die Abtastsignale (30) teildurchlässig ist, und/oder wenigstens zwei Referenzobjekte (32a, 32b) von dem Sensorsystem (12) aus betrachtet hintereinander und seitlich versetzt zueinander angeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Winkelkorrekturgröße (Db) und/oder wenigstens eine Höhenkorrek turgröße (Dz) zur Kalibrierung des Sensorsystems (12) bezüglich dem Kalibrier- Koordinatensystem (20) ermittelt werden.
5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Winkelkorrekturgröße (Db) und/oder wenigstens eine Höhenkorrek turgröße (Dz) mit trigonometrischen Funktionen aus vorgegebenen und/oder zu er mittelnden Positionsgrößen (da, db, a, za, Zb) und/oder aus vorgegebenen und/oder zu ermittelnden Distanzen (d) zwischen Reflexionsstellen (34a, 34b) ermittelt wer den.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Winkelkorrekturgröße (Db) und die wenigstens eine Höhenkorrekturgröße (Dz) in ei ner gemeinsamen Ebene liegen.
7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung eines Sichtfeldes (36; 36a, 36b) des Sensorsystems (12) über die Rich tung der Abtastsignale (30) und/oder über die Richtung der reflektierten Abtastsig nale (30) in dem Sensor-Koordinatensystem (18) vorgegeben werden und wenigs tens ein Richtungswinkel (a) des Sichtfeldes (36; 36a, 36b) als wenigstens eine Sensorkoordinaten-Positionsgröße der wenigstens einen Reflexionsstelle (34a, 34b) im Sensor-Koordinatensystem (18) vorgegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Richtungswinkel (a) des Sichtfeldes (36; 36a, 36b) in derselben Ebene liegt wie eine zu ermittelnde Winkelkorrekturgröße (Db), mit welcher das Sensorsystem (12) be züglich dem Kalibrier-Koordinatensystem (20) kalibriert wird.
9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kalibrierkoordinaten-Positionsgröße (za, Zb) der wenigstens einen Reflexionsstelle (34a, 34b) in dem Kalibrier-Koordinatensystem (20) vorgegeben wird.
10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Distanz (da, db) zwischen dem Sensorsystem (12) und wenigstens einer Reflexionsstelle (34a, 34b) als wenigstens eine Sensorkoordinaten- Positionsgröße mittels dem Sensorsystem (12) gemessen wird.
11. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Distanz (d) zwischen den Reflexionsstellen (34a, 34b) in zwei unterschiedli chen Abständen von dem Sensorsystem (12) in dem Kalibrier-Koordinatensystem (20) vorgegeben wird.
12. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der wenigstens einen Reflexionsstelle (34a, 34b), an der das wenigstens eine elektromagnetische Abtastsignal (30) reflektiert wird, mithilfe eines Musters auf dem nächsten sein Referenzobjekt (32a, 32b) identifiziert wird und eine Kalibrier- Koordinatensystem-Positionsgröße (za, Zb) aus der identifizierten Position der we nigstens einen Reflexionsstelle (34a, 34b) ermittelt wird.
13. Kalibriervorrichtung (42) zur Kalibrierung eines Sensorsystems (12), wobei mit dem Sensorsystem (12) mittels elektromagnetischer Abtastsignale (30) Objekte (32a, 32b) in einem Überwachungsbereich (16) erfasst werden können,
- mit wenigstens einem Referenzobjekt (32a, 32b), welches in einer definierten Po sition bezüglich eines Kalibrier-Koordinatensystems (20) angeordnet ist,
- mit wenigstens einer Kalibrier-Auswerteeinrichtung (vielen 40), mit der aus Sen- sorkoordinaten-Positionsgrößen (da, db, a) und aus Kalibrierkoordinaten- Positionsgrößen (za, Zb) wenigstens eine Korrekturgröße (Db, Dz) zur Kalibrierung des Sensorsystems (12) bezüglich dem Kalibrier-Koordinatensystem (20) ermittelt werden kann,
- wobei die Sensorkoordinaten-Positionsgrößen (da, db, a) mit dem Sensorsystem (12) ermittelt werden können,
- wobei Reflexionsstellen (34a, 34b) des wenigstens einen Referenzobjekts (32a, 32b), an dem Abtastsignale (30) reflektiert werden, mit vorgegebenen Kalibrierkoor- dinaten-Positionsgrößen (za, Zb) in einem Sensor-Koordinatensystem (18) identifi ziert werden können, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reflexionsstellen (34a, 34b) in unterschiedlichen Abständen relativ zu dem Sensorsystem (12) angeordnet sind oder werden können.
14. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Referenzobjekte (32a, 32b) mit entsprechenden Reflexionsstellen (34a, 34b) in un terschiedlichen Abständen relativ zu dem Sensorsystem (12) angeordnet sind und/oder ein Abstand zwischen wenigstens einem Referenzobjekt (32a) und dem Sensorsystem (12) während einer Kalibriermessung verändert wird.
15. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Referenzobjekt (32a, 32b) wenigstens abschnittsweise für die Ab tastsignale (30) teildurchlässig ist.
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