WO2021198268A1 - Kalibriertafel und kalibriereinrichtung für fahrzeugumfeldsensoren - Google Patents

Kalibriertafel und kalibriereinrichtung für fahrzeugumfeldsensoren Download PDF

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WO2021198268A1
WO2021198268A1 PCT/EP2021/058315 EP2021058315W WO2021198268A1 WO 2021198268 A1 WO2021198268 A1 WO 2021198268A1 EP 2021058315 W EP2021058315 W EP 2021058315W WO 2021198268 A1 WO2021198268 A1 WO 2021198268A1
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WO
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calibration
area
vehicle
motor vehicle
alignment
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PCT/EP2021/058315
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Jochen Backes
Darko Pucnik
Michael Seidel
Stefan Schommer
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Beissbarth Gmbh
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    • G01S7/4086—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes using externally generated reference signals, e.g. via remote reflector or transponder in a calibrating environment, e.g. anechoic chamber

Definitions

  • the invention relates to a calibration board and a calibration device for calibrating sensor devices in a motor vehicle, in particular vehicle surroundings sensor devices of driver assistance systems (“Driver Assistance Systems”, “DAS”).
  • DAS Driver Assistance Systems
  • Modern motor vehicles are often equipped with driver assistance systems, such as distance warning systems, brake and lane keeping assistants, etc., which support the driver in controlling the motor vehicle.
  • the driver assistance systems generally have at least one sensor device, for example a camera or a radar sensor, which is designed to record information from the surroundings of the motor vehicle.
  • sensor devices must be adjusted and calibrated after installation in the motor vehicle.
  • At least one suitable calibration board (“driver assistance system calibration board target”) is placed in the field of view of the sensor device outside of the motor vehicle.
  • the calibration board In order to be able to carry out the calibration with the necessary accuracy, the calibration board must be arranged in relation to the motor vehicle at an exactly predetermined position and in a predetermined orientation.
  • Such sensor devices can in particular include optical sensors (cameras), radar sensors and / or laser-based sensors (“LIDAR sensors”).
  • optical sensors cameras
  • radar sensors radar sensors
  • LIDAR sensors laser-based sensors
  • a calibration board for calibrating at least one vehicle surroundings sensor of a driver assistance system of a motor vehicle comprises at least two alignment areas and at least one calibration area.
  • the at least two alignment areas and the at least one calibration area are formed integrally with one another.
  • the at least two alignment areas are formed on opposite horizontal side areas of the calibration panel and each have at least one alignment pattern.
  • the alignment patterns are designed to interact with at least one position determining device which is designed to use the alignment pattern to determine the position and the alignment of the calibration panel with respect to the motor vehicle.
  • the at least one calibration area is arranged in the horizontal direction between the two alignment areas and is designed to interact with at least one vehicle environment sensor in order to calibrate the vehicle environment sensor.
  • the at least one calibration area for calibrating at least one vehicle surroundings sensor comprises at least two, in particular three, calibration areas consisting of an optical calibration area with an optical pattern for calibrating at least one optical vehicle surroundings sensor, a radar reflection area for calibrating a radar vehicle surroundings sensor and a laser -Reflection area for calibrating at least one laser-based vehicle surroundings sensor, in particular a Ll- DAR vehicle surroundings sensor, are selected.
  • the at least one optical vehicle surroundings sensor can, for example, comprise a camera, in particular a mono or stereo camera system. With a calibration board designed in this way, optical vehicle surroundings sensors can be calibrated easily and reliably.
  • Embodiments of the invention also include a movable calibration device for calibrating at least one vehicle surroundings sensor installed in a motor vehicle, in particular at least one vehicle surroundings sensor of a driver assistance system.
  • a calibration device comprises a stand and a calibration board, which is designed according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the stand can be designed with rollers that allow the calibration device to be moved easily in order to align the calibration board in front of a motor vehicle.
  • Brakes or other fixing devices can be provided on the rollers, which make it possible to fix the calibration device in a desired position and in a desired orientation in front of the motor vehicle.
  • the calibration board can be movably attached to the calibration device so that the calibration board can be moved with respect to the base in order to position and align it in a desired position in front of the motor vehicle.
  • the calibration area is "automatically" aligned with respect to the motor vehicle when the alignment areas are aligned with the motor vehicle with the aid of the alignment pattern and the at least one position determination device.
  • it is in particular not necessary to align the calibration area with respect to the alignment areas of the calibration panel.
  • the calibration area can therefore be positioned and aligned easily, quickly and reliably in front of the motor vehicle in such a way that the at least one vehicle surroundings sensor of the motor vehicle can be calibrated with high accuracy. In particular, calibration errors that could result from incorrect alignment of the calibration area with respect to the alignment areas can be reliably avoided.
  • a calibration board which is designed according to an exemplary embodiment of the invention, therefore improves and simplifies the calibration of vehicle surroundings sensors installed in a motor vehicle.
  • the at least one optical pattern comprises at least one optical pattern element which is designed to be rich in contrast with respect to the background, so that it can be easily recognized by an optical vehicle surroundings sensor.
  • the at least one optical pattern is formed white on a black background or black on a white background, since black and white form the greatest possible contrast.
  • the at least one optical pattern comprises round, in particular circular or elliptical, elements such as circles, disks and / or rings.
  • the at least one optical pattern can comprise angular, in particular rectangular or square, elements, ie rectangles and / or squares, and / or lines.
  • the at least one optical pattern comprises a multiplicity of circles or circular disks which are arranged in columns one below the other; at least one, in particular two rectangles, which is / are arranged in a vertical orientation between two columns of circles arranged one below the other, and in particular a rectangle which is arranged in a horizontal orientation to enclose at least two circles.
  • An optical pattern designed in this way has proven to be well suited for calibrating optical vehicle surroundings sensors.
  • optical elements of the optical pattern can in particular be determined depending on the requirements of the manufacturer of the motor vehicle, the optical vehicle surroundings sensors installed in the motor vehicle and / or the driver assistance system.
  • the radar reflection area is designed in particular as an area reflecting radar radiation on a front side of the calibration panel facing the motor vehicle during calibration, so that the radar radiation incident on the calibration panel is efficiently reflected.
  • the radar reflection area can be designed as a metal plate or as a metal-coated glass or plastic plate.
  • the radar reflection area is formed in a lower area of the calibration panel in the vertical direction.
  • the radar reflection area is arranged in particular below the optical calibration area, since radar sensors in motor vehicles are often arranged below optical vehicle surroundings sensors / cameras.
  • the radar reflection area is at least so large, ie so wide and so high, that the radar radiation emitted by a radar vehicle environment sensor of a motor vehicle is completely, ie over the entire opening angle of the radar beam emitted by the radar vehicle environment sensor hits the radar reflection area and is reflected by it.
  • the at least one laser reflection area comprises at least one laser reflection pattern, with at least one laser reflection pattern element, which is high-contrast with respect to the background, in particular light or white reflecting on a dark, in particular black, background.
  • the at least one laser reflection pattern comprises at least one step-shaped laser reflection pattern element and / or two rectangular laser reflection pattern elements, which are arranged vertically to the left and right of the step-shaped laser reflection pattern element.
  • three arrangements of at least one staircase-shaped laser reflection pattern element and two rectangular and vertical laser reflection pattern elements arranged next to it on the left and right can be arranged side by side.
  • Laser reflection patterns designed in this way have proven particularly suitable for calibrating LIDAR sensors.
  • the laser reflection patterns are also often arranged below the optical calibration area.
  • the laser reflection pattern can in particular be formed at least partially on the radar reflection area of the calibration board.
  • the at least one calibration area in particular the optical calibration area with an optical pattern for calibrating at least one optical vehicle surroundings sensor, is arranged in the horizontal direction between the two alignment areas.
  • position determination devices which are arranged on the side of or next to the motor vehicle, in particular on the wheels of the motor vehicle, to optically detect the two alignment areas and to determine the position of the calibration panel in relation to the motor vehicle.
  • the calibration board can be aligned with respect to the motor vehicle with the aid of the position determining devices.
  • the calibration area comprises at least two, in particular three, reflection areas which are selected from an optical reflection area, a radar reflection area and a laser reflection area.
  • the calibration area comprises an optical reflection area and a radar reflection area
  • an optical reflection area and a laser or LIDAR reflection area in a second variant an optical reflection area and a laser or LIDAR reflection area and in a third variant a radar reflection area and a laser or LIDAR reflection area. LIDAR reflection area.
  • the calibration area comprises an optical reflection area, a radar reflection area and a laser reflection area.
  • the at least one calibration area and the at least two alignment areas are formed on the same side of the calibration panel.
  • the at least one calibration area and the at least two alignment areas are in particular formed jointly on a front side of the calibration board, which faces the motor vehicle during operation, i.e. when the at least one vehicle surroundings sensor is being calibrated.
  • a calibration panel designed in this way is suitable for interaction with position determining devices which are net angeord on or next to the motor vehicle. It is particularly suitable for interaction with position determination devices that are installed on the body and / or on the wheels of the motor vehicle, as they are known, for example, from wheel alignment.
  • At least one alignment area is formed on the other side of the calibration panel, i.e. not on the same side as the at least one calibration area.
  • the at least one alignment area can in particular be formed on a rear side of the calibration panel facing away from the motor vehicle during operation, while the at least one calibration area is formed on the front of the calibration panel facing the motor vehicle during operation.
  • the at least one calibration area is formed on one side of the calibration panel, and the alignment areas are formed on the other side of the calibration panel.
  • a calibration panel in which at least one alignment area is not formed on the same side as the at least one calibration area, is suitable for interaction with position determining devices which, during operation, are arranged on the rear side of the calibration panel facing away from the motor vehicle and both the motor vehicle and the ( Have a look at the rear of the calibration panel in order to determine the position and orientation of the calibration panel in relation to the motor vehicle.
  • the position determination device can be based on characteristic features of the motor vehicle, for example on an antenna, on a manufacturer's logo, on the exterior mirrors, or on similar features of the motor vehicle.
  • the at least one alignment pattern comprises at least one alignment element that is high-contrast with respect to the background, in particular white on a black background or black on a white background.
  • the at least one alignment element can in particular be designed to be at least partially retro-reflective.
  • Such an alignment element can be easily recognized by an optical sensor, for example a camera, a position determination device and is therefore well suited to determine the position and alignment of the calibration panel with the aid of such a position determination device.
  • Retro-reflective alignment elements are less sensitive to environmental influences, in particular extraneous light, since they reflect a larger proportion of the incident light back to the camera. Retro-reflective alignment elements are illuminated during operation by an active lighting device which is provided, for example, on / in the position determining device.
  • the at least one alignment pattern comprises round, in particular circular or elliptical, elements such as circles, disks and / or rings.
  • the at least one alignment pattern can also comprise angular, in particular rectangular or square, elements, i.e. rectangles and / or squares.
  • the alignment pattern can in particular be designed in such a way that it cannot be confused with the optical pattern that is formed in the calibration area.
  • the at least one alignment element is designed as a round, in particular circular, inner, dark or black alignment element, which is surrounded by an annular, round or rectangular outer alignment element that is rich in contrast to the inner alignment element, in particular white and / or in particular at least partially reflective is.
  • Alignment elements designed in this way have proven to be well suited to enable a position-determining device to determine the position and alignment of the calibration plate with the required accuracy.
  • the calibration board comprises at least one non-reflective cover element that is movably attached to the calibration board.
  • the cover element can optionally be moved between at least one cover position in which it at least partially covers at least one alignment area and / or the at least one calibration area, and an exposure position in which it completely exposes the at least one alignment area and / or the at least one calibration area .
  • the cover element can be designed, for example, as a door or flap that can swing about a horizontal or vertical axis or as a displaceable element, in particular as a "sliding door". Such a cover element can at least partially cover the area that is not required in each case in order to prevent patterns that are currently not required from being confused with patterns from the other area and thereby impairing the alignment of the calibration panel or the calibration of a vehicle surroundings sensor.
  • the at least one alignment pattern comprises at least one scale.
  • the scale can be designed as a light, in particular white, scale on a dark, in particular black background, or as a dark, in particular black, scale on a light, in particular white, background.
  • a scale designed as an alignment pattern on the calibration board can be irradiated with a light beam, in particular a laser beam, which is emitted by a position determining device which is mounted on the motor vehicle, in particular on the wheels of the motor vehicle.
  • a marking generated by the light beam on the scale e.g. a point of light or a line of light
  • the calibration panel can then be positioned in the desired position and orientation in front of the motor vehicle.
  • a light-reflecting mirror is formed in at least one of the alignment areas of the calibration panel.
  • the at least one alignment pattern, in particular at least one scale can be at least partially formed on the light-reflecting mirror.
  • the calibration board has, in the front view, essentially the shape of an upside-down T, with a wider lower area and a narrower upper area. Two alignment areas are formed on opposite horizontal side areas of the wider lower area of the calibration panel. In one embodiment, the calibration board can also be designed as a large rectangle.
  • the optical calibration area is formed in the narrower upper area with an optical pattern for calibrating at least one optical vehicle surroundings sensor.
  • the optical pattern extends in particular downwards into the wider lower area of the calibration panel.
  • the radar reflection area for calibrating a radar vehicle surroundings sensor is designed in the wider lower area of the calibration board.
  • the laser reflection area for calibrating at least one laser-based vehicle surroundings sensor is formed in the wider lower area of the calibration board, in particular below the optical reflection area.
  • Embodiments of the invention also include an arrangement for calibrating at least one vehicle environment sensor of a driver assistance system in a motor vehicle.
  • Such an arrangement comprises a motor vehicle which is equipped with at least one vehicle environment sensor, and a calibration board which is designed according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the calibration board is arranged relative to the motor vehicle in such a way that position determination devices, which are arranged in the longitudinal direction between a front wheel and a rear wheel of the motor vehicle, in particular on the rear wheels of the motor vehicle, on the front wheels of the motor vehicle or next to the motor vehicle, are free
  • position determination devices which are arranged in the longitudinal direction between a front wheel and a rear wheel of the motor vehicle, in particular on the rear wheels of the motor vehicle, on the front wheels of the motor vehicle or next to the motor vehicle.
  • At least one vehicle surroundings sensor is arranged opposite an associated calibration area on the calibration board in such a way that it can be calibrated with the aid of the calibration area.
  • the at least one vehicle surroundings sensor can be an optical vehicle surroundings sensor, which is arranged, for example, on an interior mirror of the motor vehicle, in particular on or in a mirror holder, and which can be calibrated with the optical pattern by means of the optical calibration area present on the calibration panel.
  • the at least one vehicle surroundings sensor can be a laser-based vehicle surroundings sensor, in particular a LIDAR vehicle surroundings sensor, which is arranged, for example, in a lower front area of the motor vehicle, in particular in the bumper or in an area of the radiator or headlights, and which is arranged on the calibration panel by means of the existing laser reflection area can be calibrated.
  • the at least one vehicle surroundings sensor can be a radar vehicle surroundings sensor, which is arranged, for example, in a lower front area of the motor vehicle, in particular in a bumper or in an area of a radiator or the headlights of the motor vehicle, and which is provided by means of the radar reflection area present on the calibration panel is calibratable.
  • Embodiments of the invention also include a method for calibrating at least one vehicle surroundings sensor of a driver assistance system of a motor vehicle, the method comprising the following steps:
  • a calibration board which is formed according to an embodiment of the invention, in front of the motor vehicle and relative to the motor vehicle, that at least one position determination device, in particular on the rear wheels of the motor vehicle, on the front wheels of the motor vehicle or next to the motor vehicle, in the longitudinal direction is arranged between a front wheel and a rear wheel of the motor vehicle, has a clear view of the alignment pattern on the calibration board, and that at least one vehicle surroundings sensor is arranged opposite an associated calibration area on the calibration board;
  • Calibrating the optical vehicle surroundings sensor which is arranged, for example, on an interior mirror of the motor vehicle, in particular on or in a mirror holder, by means of the optical calibration area with the optical pattern that is present on the calibration panel; and or
  • Calibration of the laser-based vehicle surroundings sensor in particular the LIDAR vehicle surroundings sensor, which is arranged, for example, in a lower front area of the motor vehicle, in particular in a bumper or in an area of a radiator or the headlights of the motor vehicle, by means of the laser reflection area present on the calibration board; and or
  • Calibration of the radar vehicle surroundings sensor which is arranged, for example, in a lower front area of the motor vehicle, in particular in the bumper or in an area of the radiator or the headlights of the motor vehicle, by means of the radar reflection area present on the calibration panel.
  • the method comprises detecting the optical pattern of the optical calibration region with the at least one position determining device and using it as an alignment pattern in order to determine the position and the alignment of the calibration panel with respect to the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a measuring station with a vehicle and with a calibration device which is formed according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 2A shows a schematic plan view of a measuring station with a vehicle, a calibration device according to the invention and position determination devices attached to the rear wheels of the vehicle.
  • FIG. 2B shows an alternative arrangement with position determining devices attached to the front wheels of the vehicle.
  • FIG. 2C shows a further arrangement in which the position determining devices are arranged in the longitudinal direction between the front wheels and the rear wheels of the vehicle.
  • FIG. 3 shows an enlarged front view of a multifunctional calibration board which is designed according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a measuring station in which the position determining device is arranged behind the measuring panel.
  • FIG. 5 shows an enlarged front view of a multifunctional calibration board which is designed according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a schematic plan view of a measuring station with a calibration board, as shown in FIG.
  • FIG. 7 shows an enlarged front view of a multifunctional calibration board which is designed according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a measuring station 1 with a vehicle 18, in particular a motor vehicle 18, and with a calibration device 2, which has a Pedestal 5, a column 7 supported on the pedestal 5 and a calibration board 8 attached to the column 7, which is designed according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the stand 5 can be designed with rollers, not shown in FIG. 1, which make it possible to move the calibration device 2 easily and conveniently on a floor 3 of the measuring station 1.
  • the calibration device 2 can be fixed in a desired position and orientation on the floor 3 of the measuring station 1.
  • the vehicle 18 has front wheels 14 and rear wheels 15 (not shown in FIG. 1).
  • the measuring station 1 shown in FIG. 1 has two running rails 16 arranged on the floor 3 of the measuring station 1, on which a vehicle 18 can be positioned.
  • the running rails 16 are optional and not absolutely necessary.
  • the front wheels 14 of the vehicle 18 can be arranged on rotating plates (not shown in FIG. 1) in order to enable steering angles of the front wheels 14 of the vehicle 18.
  • the vehicle 18 has a driver assistance system 17 and three vehicle surroundings sensors 20, 22, 24.
  • the vehicle surroundings sensors 20, 22, 24 are referred to below for short as “sensors” 20, 22, 24.
  • the driver assistance system 17 can also have more or fewer than three sensors 20, 22, 24.
  • the calibration device 2 with the calibration board 8 is at a predetermined position and in a predetermined orientation, in particular at a right angle to an axis of symmetry and / or a geometric travel axis F of the vehicle 18, arranged as it is shown schematically in Figures 2A-2C.
  • FIG. 2A shows a schematic top view of the measuring station 1.
  • a position determination device 30 is attached to each of the two rear wheels 15 of the vehicle 18.
  • the position determining devices 30 cooperate with alignment patterns 85, 86, which are formed on the calibration board 8, in order to determine the position and orientation of the calibration board 8.
  • the distance D between the position determining devices 30 and the calibration board 8 the height H of the calibration board 8 above the floor 3 of the measuring station 1 (see FIG. 1) and the position x of the calibration board 8 in the horizontal direction orthogonal to the travel axis F be true.
  • the calibration board 8 can be aligned exactly in front of the vehicle 18.
  • the position determination devices 30 in particular each have an optical sensor 30a, for example a camera 30a.
  • the optical sensor 30a is designed to optically detect at least one of the alignment patterns 85, 86 formed on the calibration board 8 in order to enable the position determination devices 30 to determine the alignment and alignment from the images of the alignment patterns 85, 86 recorded by the optical sensors 30a Orientation of the measuring panel in relation to the vehicle 18 to be determined.
  • FIG. 2B shows an alternative arrangement of the vehicle 18, the calibration device 2 and the position determination devices 30. In the arrangement shown in FIG. Otherwise, the arrangement shown in FIG. 2B corresponds to the arrangement shown in FIG. 2A.
  • Figure 2C shows a further alternative arrangement.
  • the position determination devices 30 are not arranged on the wheels 14, 15 of the vehicle 18, but rather between the front wheels 14 and the rear wheels 15 to the side of the vehicle 18.
  • a position determining device 30 is provided on each side of the vehicle 18.
  • the position determination devices 30 are in particular arranged mirror-symmetrically to the travel axis F of the vehicle 18.
  • the position determination devices 30 shown in FIG. 2C each have a first optical sensor 30a, in particular a camera 30a, which is designed to optically detect an alignment pattern 85, 86 formed on the calibration board 8 in order to enable the position determination devices 30 to use the images of the alignment patterns 85, 86 captured by the sensors 30a to determine the alignment and orientation of the calibration board 8 with respect to the vehicle 18.
  • a first optical sensor 30a in particular a camera 30a, which is designed to optically detect an alignment pattern 85, 86 formed on the calibration board 8 in order to enable the position determination devices 30 to use the images of the alignment patterns 85, 86 captured by the sensors 30a to determine the alignment and orientation of the calibration board 8 with respect to the vehicle 18.
  • the position determination devices 30 additionally each have a second optical sensor 30b, in particular a camera 30b, which is designed to optically detect a measurement board 31 (“measurement target”) attached to one of the rear wheels 15 of the vehicle 18.
  • Optical patterns 31a are also formed on the measuring panels 31, which enable the position determining devices 30 to determine the position and orientation. tion of the position determining devices 30 in relation to the measuring panels 31 and therewith in relation to the vehicle 18 to be determined.
  • the position and orientation of the position determining devices 30 can be determined both in relation to the calibration board 8 and in relation to the vehicle 18.
  • the position and the orientation of the calibration board 8 with respect to the vehicle 18 can be determined so that the calibration board 8 can be oriented relative to the vehicle 18 by moving the calibration board 8 or the vehicle 18, as for the calibration of sensors 20, 22, 24 is required.
  • Figure 3 shows an enlarged front view of a calibration board 8, which is formed according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the outer contour of the calibration board 8 is mirror-symmetrical to a vertical center axis A, which is aligned with the axis F of the vehicle 18 as a rule.
  • the calibration board 8 comprises an upper area 81 and a lower area 82.
  • the calibration board 8 is formed in one piece, ie the upper area 81 and the lower area 82 are not separate elements, rather the entire calibration board 8 is formed from a continuous element.
  • the lower region 82 has a greater width B2 in a horizontal direction, i.e. at a right angle to the vertical central axis A, than the upper region 81, which has a smaller width B1 (B1 ⁇ B2).
  • the front view of the calibration board 8 thus essentially has the shape of an upside-down T.
  • At least one of the two areas 81, 82, in particular the lower area 82, of the calibration board 8 is designed as a radar reflection area 80, in particular as a metal-coated radar reflection area 80 and / or as a metal plate.
  • the metal plate or the metal coating of the radar reflection area 80 is formed in particular on the side of the calibration board 8 facing the vehicle 18.
  • the at least one radar reflection area 80 reflects radar radiation 21 emitted by at least one radar sensor 20 of the vehicle 18 back onto the radar sensor 20 and thus makes it possible to calibrate the at least one radar sensor 20.
  • the radar reflection area 80 has a high level of flatness with deviations of less than 0.5 mm.
  • the radar reflection area 80 In a central area, in which the impinging radar radiation generally has the highest intensity, the radar reflection area 80 has, in particular, a flatness with deviations of less than 0.2 mm.
  • the height and width of the radar reflection area 80 are dimensioned such that a radar beam 21 emitted by the radar sensor 20 is reflected completely, i.e. over its entire opening angle ⁇ , from the radar reflection area 80 (see FIGS. 2A-2C).
  • a laser reflection area (“LIDAR reflection area”) 83 is formed with a plurality of geometric laser reflection patterns (“LIDAR patterns”) 83a, 83b, 83c, which are used for calibrating laser sensors (“ LIDAR sensors ”) 22 of the vehicle 18 are provided.
  • LIDAR sensors 22 can be arranged, for example, in a bumper 19 (see FIG. 1) or in an area 12 of a radiator or of headlights of motor vehicle 18 (see FIG. 1).
  • LIDAR patterns 83a, 83b, 83c are formed on the calibration board 8.
  • the LIDAR patterns 83a, 83b, 83c each have a plurality of laser reflection pattern elements 831, 832, 833, 834, which are designed to be rich in contrast with respect to the background, in particular light or white reflective on a dark, in particular black, background.
  • the LIDAR patterns 83a, 83b, 83c each comprise two step-shaped laser reflection pattern elements 832, 833 and two rectangular laser
  • Reflection pattern elements 831, 834 which are arranged in a vertical orientation to the left and right next to the step-shaped laser reflection pattern elements 832, 833.
  • the number, arrangement and configuration of the LIDAR patterns 83a, 83b, 83c shown in FIG. 3 is only an example.
  • the LIDAR patterns 83a, 83b, 83c can also be designed in a different number, arrangement and / or configuration depending on the requirements of the manufacturer of the LIDAR sensors 22, the driver assistance system 17 and / or the vehicle 18.
  • An optical reflection area 84 with an optical pattern 84 is formed in the upper area 81 of the calibration board 8 and in a central area in the horizontal direction of the upper half of the lower area 82 of the calibration board 8.
  • the optical reflection area 84 is provided for calibrating optical sensors 24, in particular mono or stereo cameras (2D and / or 3D cameras).
  • the optical pattern 84 comprises a plurality of circular elements 84a which are arranged in a rectangular matrix.
  • the optical pattern 84 also includes a number of rectangular elements 84b.
  • the rectangular elements 84b can each be aligned in a horizontal, vertical or also (not shown in the figures) diagonal orientation.
  • the optical pattern 84 shown in FIG. 3 is mirror-symmetrical to the vertical central axis A.
  • the circular and rectangular elements 84a, 84b can be light, in particular white, circles, rectangles, disks or rings on a dark, in particular black, background, or as dark, in particular black, circles, rectangles, disks or rings on a light, in particular white, underground.
  • the number, arrangement and configuration of the elements 84a, 84b of the optical pattern 84 shown in FIG. 3 is only exemplary.
  • the optical pattern 84 can also have a different number, arrangement and / or configuration of elements 84a, 84b depending on the requirements of the manufacturer of the vehicle 18, the optical sensors 24 installed in the vehicle 18 and / or the driver assistance system 17.
  • the radar reflection area 80, the LIDAR reflection area 83 and the optical reflection area 84 together form a calibration area 80, 83, 84 which comprises the areas of the calibration board 8 provided for calibrating the sensors 20, 22, 24.
  • An alignment pattern 85, 86 is formed in each case on the lateral outer ends 82a, 82b of the upper half of the lower region 82 of the calibration board 8.
  • the alignment patterns 85, 86 form alignment areas 85, 86 of the calibration board 8.
  • the alignment patterns 85, 86 are each provided with a position determination device attached to the side of the vehicle 18, in particular one on the front or rear wheels 14, 15 of the vehicle 18 30 (see Figures 2A-2C) cooperate to determine the position and orientation of the calibration board 8, in particular the roll angle, the pitch angle and the yaw angle a of the calibration board 8 with respect to the vehicle 18, so that the calibration board 8 based on this information can be aligned exactly in front of the vehicle 18.
  • the distance D between the position determination Measurement devices 30 and the calibration board 8, the height H of the calibration board 8 above the floor 3 of the measuring station 1 (see FIG. 1) and the position x of the calibration board 8 in the horizontal direction orthogonal to the travel axis F can be determined.
  • Devices 30, such as are known from wheel alignment can in particular be attached to the wheels 14, 15 of the vehicle 18 and used to determine the position of the calibration board 8. In workshops that already have such devices 30 for wheel alignment, the costs for additional devices for determining the position of the calibration board 8 can be saved in this way.
  • the alignment patterns 85, 86 include alignment elements 85a, 86a, 86b, which are designed to be rich in contrast with respect to the background, in particular white on a black background or black on a white background.
  • the alignment elements 85a, 86a, 86 can also be designed to be at least partially retro-reflective.
  • Such alignment elements 85a, 86a, 86b can be easily recognized by an optical sensor 30a, for example a camera 30a, of the position determining device 30.
  • Retro-reflective alignment elements 85a, 86a, 86b are in particular less sensitive to environmental influences, such as extraneous light. They are therefore well suited for determining the position and orientation of the calibration board 8 with the aid of a position determining device 30.
  • Retro-reflective alignment elements 85a, 86a, 86b are illuminated during operation by a lighting device 33 which is provided, for example, on the position determining device 30.
  • the alignment patterns 85, 86 can contain points, rings, disks, circles 85a, 86a, rectangles 86b, in particular squares, and / or other geometric elements not shown in FIG. 3, for example ellipses and / or polygons.
  • the elements 85a, 86a, 86b of the alignment pattern 85, 86 can be used as light, in particular white, elements 85a, 86a, 86b on a dark, in particular black, background, or as dark, in particular black, elements 85a, 86a, 86b on a light, in particular white, underground.
  • the elements 85a, 86a, 86b can also be designed as light-reflecting retroreflective marks.
  • the alignment patterns 85, 86 at the left and right ends 82a, 82b of the calibration board 8 can be designed differently, as shown in FIG.
  • the alignment pattern 85, 86 at the two outer ends 82a, 82b of the calibration board 8 can also be designed identically or mirror-symmetrically.
  • the alignment patterns 85, 86 are preferably designed so that they clearly differ from the elements 84a , 84b of the optical pattern 84 and the LIDAR patterns 83a, 83b, 83c.
  • optical pattern 84 of the optical calibration area 84 can be detected with the position determining devices 30 and to use it as an alignment pattern 85, 86 in order to determine the position and the alignment of the calibration board 8 with respect to the motor vehicle 18.
  • the optical pattern 84 of the optical calibration area 84 and the alignment patterns 85, 86 can be combined into a single calibration and alignment pattern 84, 85, 86, so that separately formed alignment patterns 85, 86 can be dispensed with.
  • movable, non-reflective cover elements 51, 52 can be provided on the calibration board 8, which make it possible to create individual areas / patterns, in particular the alignment patterns 85, 86 to cover the calibration panel 8 at least partially or to expose it completely.
  • the movable cover elements 51, 52 can be pivotable about a horizontal axis or about a vertical axis B.
  • the movable cover elements 51, 52 can also be formed as elements ("sliding doors") which can be displaced parallel to the plane of the calibration board 8.
  • the alignment patterns 85, 86 are formed on a front side 8a of the calibration board 8 facing the vehicle 18, ie on the same side 8a of the calibration board 8 on which the calibration board 8 is also used patterns 83a, 83b, 83c, 84 provided for the sensors 20, 22, 24 are formed.
  • a calibration board 8 designed in this way is provided for interaction with position determination devices 30 which are attached to the side of the vehicle 18, in particular to the front wheels 14 or to the rear wheels 15 of the vehicle 18, as shown in FIGS. 2A-2C.
  • alignment patterns 95, 96 can also be formed on the rear side 8b of the calibration board 8 facing away from the vehicle 18, as shown in FIG.
  • Alignment patterns 95, 96 formed on the rear side 8b of the calibration board 8 can be optically detected by at least one position determination device 98 which is arranged on the rear side 8b of the calibration board 8 facing away from the vehicle 18 and which both the vehicle 18, in particular characteristic features of the vehicle 18 , and the alignment patterns 95, 96 formed on the rear side 8b of the calibration board 8 are optically detected (see FIG. 4) in order to determine the position and the alignment of the calibration board 8 with respect to the vehicle 18.
  • the alignment patterns 95, 96 formed on the rear side 8b of the calibration board 8 can be configured exactly like or similar to the alignment patterns 85, 86 formed on the front side 8a of the calibration board 8, as shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a calibration board 8 according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • the structure of the calibration board 8 shown in FIG. 4 essentially corresponds to the structure of the calibration board 8 shown in FIG. 3.
  • the calibration board 8 shown in FIG are.
  • At least one area 81, 82 of the calibration board 8 is designed as a radar reflection area 80; and the calibration board 8 has LIDAR patterns 83a, 83b, 83c for calibrating LIDAR sensors 22 and an optical pattern 84 for calibrating optical sensors (cameras) 24.
  • the alignment patterns 85, 86 are designed as scales 91, 92 at the outer ends 82a, 82b of the upper half of the lower region 82 of the calibration board 8.
  • the scales 91, 92 are provided to interact with laser positioning devices 32, which are attached to the vehicle 18, in particular to wheels 14, 15 of the vehicle 18, instead of the position determining devices 30 (see FIG in the correct position and in the correct orientation in front of the vehicle 18. If a calibration board 8 with scales 91, 92, as shown in FIGS. 5 and 6, is used, laser positioning devices 32 attached to the vehicle 18, in particular to the front wheels 14 or to the rear wheels 15 of the vehicle 18, each project a light - or laser beam 34 on each of the two scales 91, 92. The calibration board 8 is then aligned such that markings (laser points or lines) generated by the light or laser beams 34 on the calibration board 8 are located at predetermined points on the scales 91, 92 are located.
  • alignment patterns 85, 86, 95, 96 can be formed on the front side 8a facing the vehicle 18 and / or on the rear side 8b of the calibration board 8 facing away from the vehicle 18, as shown in FIGS. 2A- 2C, 3 and 4 are shown.
  • a calibration board 8, which has both scales 91, 92 and alignment patterns 85, 86, 95, 96, as shown in FIGS. 2A-2C, 3 and 4, can be used in combination with the laser shown in FIG Positioning devices 32, as well as in combination with optical position determining devices 30, 98, as shown in FIGS. 2A, 2B, 2C and 4, can be used.
  • the arrangements of the areas 80, 83, 84, patterns 83a, 83b, 83c, 84, 85, 86 and scales 91, 92 on the calibration board 8 shown in FIGS. 3 and 5 are only exemplary. Depending on the needs of the driver assistance system 17, the sensors 20, 22, 24 to be calibrated installed in the vehicle and the position determination devices 30 or laser positioning devices 32 used, the areas 80, 83, 84, patterns 83a, 83b, 83c, 84, 85, 86 and / or scales 91, 92 can also be formed on the calibration board 8 in other arrangements.
  • a multifunctional calibration board 8 which is designed in accordance with an exemplary embodiment of the invention, can be positioned precisely and reliably in the correct position and orientation in front of the vehicle 18 in a simple manner.
  • a calibration board 8 according to the invention also makes it possible to calibrate a plurality of (un different) sensors 20, 22, 24 of a vehicle 18 or a driver assistance system 17 with only a single calibration board 8.
  • the calibration board 8 therefore does not have to be replaced in order to calibrate the different sensors 20, 22, 24 of the vehicle 18.
  • the calibration of all sensors 20, 22, 24 installed in a vehicle 18 can therefore be carried out more easily and more quickly than with a conventional combination of different calibration boards that are used to calibrate each sensor 20, 22, 24 again in front of the vehicle 18 must be positioned and aligned.
  • FIG. 7 shows a calibration board 8 which is designed according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • the structure of the calibration board 8 shown in FIG. 7 essentially corresponds to the structure of the calibration board 8 shown in FIG. 5.
  • the calibration board 8 shown in FIG. 7 differs from the calibration board 8 shown in FIG. 5 in that the alignment areas 85, 86 around the scales 91, 92 are at least partially formed with light-reflecting mirrors 93, 94.
  • the scales 91, 92 can in particular be madebil det on the light-reflecting mirrors 93, 94.

Abstract

Eine Kalibriertafel (8) zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeug umfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs umfasst wenigstens zwei Ausrichtbereiche (85, 86) und wenigstens einen Kalibrierbereich (80, 83, 84). Jeder der Ausrichtbereiche (85, 86) umfasst jeweils wenigstens ein Ausrichtmuster (85, 86), das dazu ausgelegt ist, mit wenigstens einer an dem Kraftfahrzeug angebrachten Positionsbestimmungsvorrichtung zusammenzuwirken, die dazu ausgebildet ist, mit Hilfe des wenigstens einen Ausrichtmusters (85, 85) die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel (8), insbesondere den Rollwinkel, den Nickwinkeln und den Gierwinkel, in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen. Der wenigstens eine Kalibrierbereich (80, 83, 84) ist dazu ausgelegt, mit wenigstens einem Fahrzeugumfeldsensor zusammenzuwirken, um den Fahrzeugumfeldsensor (20, 22, 24) zu kalibrieren. Die Ausrichtbereiche (85, 86) und der Kalibrierbereich (80, 83, 84) sind einstückig miteinander ausgebildet. Der wenigstens eine Kalibrierbereich (80, 83, 84) wenigstens zwei, insbesondere drei, Kalibrierbereiche, die aus einem optischen Kalibrierbereich (84) mit einem optischen Muster aus kreisförmigen und rechteckigen Elementen (84a, 84b) zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeug umfeldsensors, aus einem Radar-Reflexionsbereich (80) zum Kalibrieren eines Radar-Fahrzeug umfeldsensors und aus einem Laser-Reflexionsbereich (83) zum Kalibrieren wenigstens eines laserbasierten Fahrzeug umfeldsensors, insbesondere eines LI DAR-Fahrzeug umfeldsensors, ausgewählt sind. Es sind ferner eine Anordnung und ein Verfahren zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeug umfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug offenbart. Da die wenigstens zwei Ausrichtbereiche (85 86) und der wenigstens eine Kalibrierbereich (80, 83, 84) einstückig miteinander ausgebildet sind, wird der Kalibrierbereich (80, 83, 84) mit hoher Genauigkeit in Bezug auf das Kraftfahrzeug ausgerichtet.

Description

Kalibriertafel und Kalibriereinrichtung für Fahrzeugumfeldsensoren
Die Erfindung betrifft eine Kalibriertafel und eine Kalibriereinrichtung zum Kalibrieren von Sensorvorrichtungen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere von Fahrzeugumfeld- Sensorvorrichtungen von Fahrerassistenzsystemen („Driver Assistance Systems", „DAS").
Moderne Kraftfahrzeuge sind häufig mit Fahrerassistenzsystemen, wie z.B. Abstands warnern, Brems- und Spurhalteassistenten usw., ausgestattet, die den Fahrer beim Steuern des Kraftfahrzeugs unterstützen. Die Fahrerassistenzsysteme verfügen in der Regel über wenigstens eine Sensorvorrichtung, beispielsweise eine Kamera oder einen Radarsensor, die ausgebildet ist, Informationen aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufzunehmen. Solche Sensorvorrichtungen müssen nach dem Einbau in das Kraftfahrzeug justiert und kalibriert werden.
Hierfür wird wenigstens eine geeignete Kalibriertafel („Fahrerassistenzsystem- Kalibriertafeltarget“) im Blickfeld der Sensorvorrichtung außerhalb des Kraftfahrzeugs platziert. Um die Kalibrierung mit der notwendigen Genauigkeit durchführen zu können, muss die Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug an einer exakt vorgegebenen Position und in einer vorgegebenen Orientierung angeordnet werden.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen häufig mehrere Sensorvorrichtungen mit unterschiedli chen Funktionsweisen auf. Solche Sensorvorrichtungen können insbesondere optische Sensoren (Kameras), Radarsensoren und/oder laserbasierte Sensoren ("LIDAR- Sensoren") umfassen.
Abhängig von der in den Sensoren verwendeten Technologie werden unterschiedliche Kalibriertafeln benötigt, die auf den jeweiligen Sensor und seine Funktionsweise abgestimmt sind.
Zu vollständigen Kalibrierung aller in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorvorrichtungen müssen daher nacheinander verschiedene Referenztargets vor dem Kraftfahrzeug platziert und ausgerichtet werden. Die vollständige Kalibrierung aller in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorvorrichtungen ist daher aufwendig und zeitraubend.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, das Kalibrieren von in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensoren, insbesondere von mehreren in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensoren, wie sie in Verbindung mit Fahrerassistenzsystemen zum Einsatz kommen, zu vereinfachen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Kalibriertafel zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems eines Kraft fahrzeugs wenigstens zwei Ausrichtbereiche und wenigstens einen Kalibrierbereich. Die wenigstens zwei Ausrichtbereiche und der wenigstens eine Kalibrierbereich sind einstückig miteinander ausgebildet. Die wenigstens zwei Ausrichtbereiche sind an gegenüberliegenden horizontalen Seitenbereichen der Kalibriertafel ausgebildet und weisen jeweils wenigstens ein Ausrichtmuster auf. Die Ausrichtmuster sind dazu ausgelegt, mit wenigstens einer Positionsbestimmungsvorrichtung zusammenzuwirken, die dazu ausgebildet ist, mit Hilfe der Ausrichtmuster die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen. Der wenigstens eine Kalibrierbereich ist in horizontaler Richtung zwischen den beiden Ausrichtbereichen angeordnet und dazu ausge legt, mit wenigstens einem Fahrzeugumfeldsensor zusammenzuwirken, um den Fahr zeugumfeldsensor zu kalibrieren.
Der wenigstens eine Kalibrierbereich zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeld sensors umfasst wenigstens zwei, insbesondere drei, Kalibrierbereiche, die aus einem optischen Kalibrierbereich mit einem optischen Muster zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors, aus einem Radar-Reflexionsbereich zum Kalibrieren eines Radar-Fahrzeugumfeldsensors und aus einem Laser-Reflexionsbereich zum Kalib rieren wenigstens eines laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere eines Ll- DAR-Fahrzeugumfeldsensors, ausgewählt sind.
Der wenigstens eine optische Fahrzeugumfeldsensor kann beispielsweise eine Kamera, insbesondere ein Mono- oder Stereokamerasystem umfassen. Mit einer derart ausgebil deten Kalibriertafel können optische Fahrzeugumfeldsensoren einfach und zuverlässig kalibriert werden.
Mit einer Kalibriertafel, die einen Radar-Reflexionsbereich aufweist, können radarbasierte Fahrzeugumfeldsensoren einfach und zuverlässig kalibriert werden.
Mit einer Kalibriertafel, die einen LIDAR-Kalibrierbereich aufweist, können laserbasierte Fahrzeugumfeldsensoren ("LIDAR-Sensoren") einfach und zuverlässig kalibriert werden. Der Begriff "LIDAR“ steht für “light detection and ranging“. In dem wenigstens einen LIDAR-Kalibrierbereich ist insbesondere wenigstens ein Laser-Reflexionsmuster ("LIDAR- Reflexionsmuster") ausgebildet. Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch eine bewegliche Kalibriereinrichtung zum Kalibrieren wenigstens eines in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems. Eine solche Kalibriereinrichtung umfasst einen Standfuß und eine Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist. Der Standfuß kann mit Rollen ausgebildet sein, die es ermöglichen, die Kalibriereinrichtung einfach zu bewegen, um die Kalibriertafel vor einem Kraftfahrzeug auszurichten. An den Rollen können Bremsen oder andere Fixiervorrichtungen vorgesehen sein, die es ermöglichen, die Kalibriereinrichtung an einer gewünschten Position und in einer gewünschten Ausrichtung vor dem Kraftfahrzeug zu fixieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Kalibriertafel beweglich an der Kalibriereinrichtung angebracht sein, so dass die Kalibriertafel gegenüber dem Standfuß bewegt werden kann, um sie in einer gewünschten Position vor dem Kraftfahr zeug zu positionieren und auszurichten.
Da die wenigstens zwei Ausrichtbereiche und der wenigstens eine Kalibrierbereich einstü ckig miteinander ausgebildet sind, wird der Kalibrierbereich „automatisch“ in Bezug auf das Kraftfahrzeug ausgerichtet, wenn die Ausrichtbereiche mit Hilfe der Ausrichtmuster und der wenigstens einen Positionsbestimmungsvorrichtung in Bezug auf das Kraftfahrzeug ausgerichtet werden. Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Kalibriertafel ist es insbesondere nicht erforderlich, den Kalibrierbereich gegenüber den Ausrichtbereichen der Kalibriertafel auszurichten. Der Kalibrierbereich kann daher einfach, schnell und zu verlässig so vor dem Kraftfahrzeug positioniert und ausgerichtet werden, dass der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor des Kraftfahrzeugs mir hoher Genauigkeit kalibrierbar ist. Insbesondere können Kalibrierungsfehler, die sich aus eine fehlerhaften Ausrichtung des Kalibrierbereichs gegenüber den Ausrichtbereichen ergeben könnten, zuverlässig vermieden werden.
Eine Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist, verbessert und vereinfacht daher das Kalibrieren von in einem Kraftfahrzeug verbauten Fahrzeugumfeldsensoren.
In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine optische Muster wenigstens ein optisches Musterelement, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich ausgeführt ist, so dass es von einem optischen Fahrzeugumfeldsensor gut erkennbar ist.
In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine optische Muster weiß auf schwarzem Hintergrund oder schwarz auf weißem Hintergrund ausgebildet, da Schwarz und Weiß den größtmöglichen Kontrast bilden. In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine optische Muster runde, insbeson dere kreisrunde oder elliptische, Elemente, wie z.B. Kreise, Scheiben und/oder Ringe. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine optische Muster eckige, insbesondere rechteckige oder quadratische, Elemente, d.h. Rechtecke und/oder Quadrate, und/oder Linien umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine optische Muster eine Vielzahl von Kreisen oder kreisförmigen Scheiben, die in Spalten untereinander angeordnet sind; wenigstens ein, insbesondere zwei Rechtecke, das/die in vertikaler Ausrichtung zwischen zwei Spalten von untereinander angeordneten Kreisen angeordnet ist/sind, und insbeson dere ein Rechteck, das in horizontaler Ausrichtung wenigstens zwei Kreise umschließend angeordnet ist. Ein derart ausgebildetes optisches Muster hat sich als gut geeignet zur Kalibrierung optischer Fahrzeugumfeldsensoren erwiesen.
Auch andere geometrische Formens sind denkbar. Die Anzahl, Anordnung und Ausgestaltung der optischen Elemente des optischen Musters kann insbesondere in Abhängigkeit von den Anforderungen des Herstellers des Kraftfahrzeugs, der im Kraftfahrzeug verbau ten optischen Fahrzeugumfeldsensoren und/oder des Fahrerassistenzsystems festgelegt werden.
In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich insbesondere als Radarstrah lung reflektierender Bereich auf einer beim Kalibrieren dem Kraftfahrzeug zugewandten Vorderseite der Kalibriertafel ausgebildet, so dass die auf die Kalibriertafel einfallende Radarstrahlung effizient reflektiert wird.
Der Radar-Reflexionsbereich kann als Metallplatte oder als metallisch beschichtete Glasoder Kunststoffplatte ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich in einem in vertikaler Richtung unteren Bereich der Kalibriertafel ausgebildet. Der Radar-Reflexionsbereich ist insbesondere unterhalb des optischen Kalibrierbereichs angeordnet, da Radarsensoren in Kraft fahrzeugen häufig unterhalb optischer Fahrzeugumfeldsensoren/Kameras angeordnet sind.
In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich wenigstens so groß, d.h. so breit und so hoch, ausgebildet, dass die von einem Radar-Fahrzeugumfeldsensor eines Kraftfahrzeugs ausgesendete Radarstrahlung vollständig, d.h. über den gesamten Öff nungswinkel des von dem Radar-Fahrzeugumfeldsensor ausgesendeten Radarstrahls, auf den Radar-Reflexionsbereich trifft und von diesem reflektiert wird. In einer Ausführungsform umfasst der wenigstens eine Laser-Reflexionsbereich wenigs tens ein Laser-Reflexionsmuster, mit wenigstens einem Laser-Reflexionsmusterelement, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere hell oder weiß reflektierend auf einem dunklen, insbesondere schwarzen, Hintergrund ausgeführt ist.
In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Laser-Reflexionsmuster wenigstens ein treppenförmiges Laser-Reflexionsmusterelement und/oder zwei rechteckige La- ser-Reflexionsmusterelemente, die in vertikaler Ausrichtung links und rechts neben dem treppenförmigen Laser-Reflexionsmusterelement angeordnet sind. Dabei können insbe sondere drei Anordnungen von wenigstens einem treppenförmigen Laser- Reflexionsmusterelement und von zwei links und rechts daneben angeordneten recht eckigen und vertikalen Laser-Reflexionsmusterelementen nebeneinander angeordnet sein.
Derart ausgebildete Laser-Reflexionsmuster haben sich als besonders geeignet zum Kalibrieren von LIDAR-Sensoren erwiesen.
Da LIDAR-Sensoren im Kraftfahrzeug häufig unterhalb optischer Fahrzeugumfeldsenso ren/Kameras angeordnet sind, sind auch die Laser-Reflexionsmuster häufig unterhalb des optischen Kalibrierbereichs angeordnet sein. Die Laser-Reflexionsmuster können insbe sondere wenigstens teilweise auf dem Radar-Reflexionsbereich der Kalibriertafel ausgebildet sein.
Der wenigstens eine Kalibrierbereich, insbesondere der optische Kalibrierbereich mit ei nem optischen Muster zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeld sensors, ist in horizontaler Richtung zwischen den beiden Ausrichtbereichen angeordnet. Eine derartige Anordnung ermöglicht es Positionsbestimmungsvorrichtungen, die seitlich an oder neben dem Kraftfahrzeug, insbesondere an den Rädern des Kraftfahrzeugs, an geordnet sind, die beiden Ausrichtbereiche optisch zu erfassen und die Position der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen. Dadurch kann die Kalibriertafel mit Hilfe der Positionsbestimmungsvorrichtungen gegenüber dem Kraftfahrzeug ausgerichtet werden.
Der Kalibrierbereich umfasst wenigstens zwei, insbesondere drei, Reflexionsbereiche, die aus einem optischen Reflexionsbereich, einem Radar-Reflexionsbereich und einem Laser-Reflexionsbereich ausgewählt sind. Mit anderen Worten, der Kalibrierbereich umfasst in einer ersten Variante einen optischen Reflexionsbereich und einen Radar- Reflexionsbereich, in einer zweiten Variante einen optischen Reflexionsbereich und einen Laser- bzw. LIDAR-Reflexionsbereich und einer dritten Variante einen Radar- Reflexionsbereich und einen Laser- bzw. LIDAR-Reflexionsbereich. In einer vierten Vari- ante umfasst der Kalibrierbereich einen optischen Reflexionsbereich, einen Radar- Reflexionsbereich und einen Laser-Reflexionsbereich. Mit einer derart ausgebildeten Ka libriertafel können zwei oder sogar drei unterschiedliche Fahrzeugumfeldsensoren (op tisch, Radar und LIDAR) kalibriert werden, ohne das dazu zwischen verschiedenen Kalib riertafeln gewechselt werden muss. Da eine Kalibriertafel nach jedem Wechsel erneut zum Kraftfahrzeug ausgerichtet werden muss, wird das Kalibrieren mehrerer Fahrzeug umfeldsensoren durch eine solche Kalibriertafel erheblich vereinfacht und beschleunigt. Darüber können Fehler, die beim erneuten Ausrichten einer ausgewechselten Kalibrierta fel entstehen können, zuverlässig vermieden werden.
In einer Ausführungsform sind der wenigstens eine Kalibrierbereich und die wenigstens zwei Ausrichtbereiche auf der gleichen Seite der Kalibriertafel ausgebildet. Der wenigstens eine Kalibrierbereich und und die wenigstens zwei Ausrichtbereiche sind insbesondere gemeinsam auf einer Vorderseite der Kalibriertafel ausgebildet, die im Betrieb, d.h. beim Kalibrieren des wenigstens einen Fahrzeugumfeldsensors, dem Kraftfahrzeug zu gewandt ist. Eine derart ausgebildete Kalibriertafel ist zum Zusammenwirken mit Positionsbestimmungsvorrichtungen geeignet, die an oder neben dem Kraftfahrzeug angeord net sind. Sie ist insbesondere zum Zusammenwirken mit Positionsbestimmungsvorrich tungen geeignet, die an der Karosserie und/oder an den Rädern des Kraftfahrzeugs mon tiert werden, wie sie beispielsweise aus der Achsvermessung bekannt sind.
In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Ausrichtbereich auf der anderen Seite der Kalibriertafel, d.h. nicht auf der gleichen Seite wie der wenigstens eine Kalibrierbereich, ausgebildet. Der wenigstens eine Ausrichtbereich kann insbesondere auf einer im Betrieb von dem Kraftfahrzeug abgewandten Rückseite der Kalibriertafel ausgebildet sein, wäh rend der wenigstens eine Kalibrierbereich auf der dem Kraftfahrzeug im Betrieb zuge wandten Vorderseite der Kalibriertafel ausgebildet ist. In einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Kalibrierbereich auf einer Seite der Kalibriertafel ausgebildet, und die Ausrichtbereiche sind auf der anderen Seite der Kalibriertafel ausgebildet.
Eine Kalibriertafel, bei der wenigstens ein Ausrichtbereich nicht auf der gleichen Seite wie der wenigstens eine Kalibrierbereich ausgebildet ist, ist zum Zusammenwirken mit Positionsbestimmungsvorrichtungen geeignet, die im Betrieb auf der von dem Kraftfahrzeug abgewandten Rückseite der Kalibriertafel angeordnet sind und sowohl das Kraftfahrzeug als auch die (Rückseite der) Kalibriertafel im Blick haben, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen. Die Positionsbestimmungsvorrichtung kann sich hierfür an charakteristischen Merkmalen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise an einer Antenne, an einem Herstellerlogo, an den Außenspiegeln, oder an ähnlichen Merkmalen des Kraftfahrzeugs orientieren. In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Ausrichtmuster wenigstens ein Ausrichtelement, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere weiß auf schwarzem Hintergrund oder schwarz auf weißem Hintergrund ausgeführt ist. Das wenigstens eine Ausrichtelement kann insbesondere wenigstens teilweise retro-reflektierend ausgebildet ist. Ein solches Ausrichtelement ist von einem optischen Sensor, z.B. einer Kamera, einer Positionsbestimmungsvorrichtung gut erkennbar und daher gut geeignet, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel mit Hilfe einer solchen Positionsbestimmungsvorrichtung zu bestimmen.
Retro-reflektierende Ausrichtelemente sind weniger empfindlich gegen Umwelteinflüsse, insbesondere Fremdlicht da sie einen größeren Anteil des einfallenden Lichtes zurück zur Kamera reflektieren. Retro-reflektierende Ausrichtelemente werden im Betrieb durch eine aktive Beleuchtungsvorrichtung, die beispielsweise an/in der Positionsbestimmungsvorrichtung vorgesehen ist, beleuchtet.
In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Ausrichtmuster runde, insbeson dere kreisrunde oder elliptische, Elemente, wie z.B. Kreise, Scheiben und/oder Ringe. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Ausrichtmuster auch eckige, insbe sondere rechteckige oder quadratische, Elemente, d.h. Rechtecke und/oder Quadrate, umfassen. Das Ausrichtmuster kann insbesondere so ausgebildet sein, dass es nicht mit dem optischen Muster, das im Kalibrierbereich ausgebildet ist, verwechselbar ist.
In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Ausrichtelement als rundes, insbesondere kreisrundes, inneres, dunkles oder schwarzes Ausrichtelement ausgeführt ist, das von einem gegenüber dem inneren Ausrichtelement kontrastreich, insbesondere weiß und/oder insbesondere wenigstens teilweise reflektierend ausgeführten, ringförmigen runden oder rechteckigen äußeren Ausrichtelement umschlossen ist.
Derart ausgebildete Ausrichtelemente haben sich als gut geeignet erwiesen, um es einer Positionsbestimmungsvorrichtung zu ermöglichen, die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel mit der erforderlichen Genauigkeit zu bestimmen.
In einer Ausführungsform umfasst die Kalibriertafel wenigstens ein nicht-reflektierendes Abdeckelement, das beweglich an der Kalibriertafel angebracht ist. Das Abdeckelement kann wahlweise zwischen wenigstens einer Abdeckposition, in der es wenigstens einen Ausrichtbereich und/oder den wenigstens einen Kalibrierbereich wenigstens teilweise ab deckt, und einer Freilegeposition, in der es den wenigstens einen Ausrichtbereich und/oder den wenigstens einen Kalibrierbereich vollständig freilegt, bewegt werden. Das Abdeckelement kann beispielsweise als um eine horizontale oder vertikale Achse schwingbare Tür oder Klappe oder als verschiebbares Element, insbesondere als "Schiebetür", ausgebildet sein. Durch ein solches Abdeckelement kann der jeweils nicht benötig te Bereich wenigstens teilweise abgedeckt werden, um zu verhindern, dass aktuell nicht benötigte Muster mit Mustern des anderen Bereich verwechselt werden und dadurch das Ausrichten der Kalibriertafel bzw. das Kalibrieren eines Fahrzeugumfeldsensors beein trächtigt wird.
In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Ausrichtmuster wenigstens eine Skala. Die Skala kann als helle, insbesondere weiße, Skala auf einem dunklen, insbeson dere schwarzen Hintergrund, oder als dunkle, insbesondere schwarze, Skala auf einem hellen, insbesondere weißen, Hintergrund ausgebildet sein. Eine auf der Kalibriertafel als Ausrichtmuster ausgebildete Skala kann mit einem Lichtstrahl, insbesondere einem Laserstrahl, bestrahlt werden, der von einer Positionsbestimmungsvorrichtung ausgesendet wird, die an dem Kraftfahrzeug, insbesondere an Rädern des Kraftfahrzeugs, montiert ist. Mit Hilfe einer von dem Lichtstrahl auf der Skala erzeugten Markierung, z.B. einem Lichtpunkt oder einer Lichtlinie, können die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug bestimmt werden. Die Kalibriertafel kann dann in der gewünschten Position und Ausrichtung vor dem Kraftfahrzeug positioniert werden.
In einer Ausführungsform ist in wenigstens einem der Ausrichtbereiche der Kalibriertafel ein lichtreflektierender Spiegel ausgebildet. In einer solchen Ausführungsform kann das wenigstens eine Ausrichtmuster, insbesondere wenigstens eine Skala, wenigstens teilwei se auf dem lichtreflektierenden Spiegel ausgebildet sein. Durch einen lichtreflektierenden Spiegel werden Lichtstrahlen, insbesondere Laserstrahlen, die von einer Positionsbe stimmungsvorrichtung auf die Kalibriertafel projiziert werden, besonders gut reflektiert. Die Kalibriertafel kann so mit Hilfe von Licht- bzw. Laserstrahlen besonders effizient, zuverläs sig und genau ausgerichtet werden.
In einer Ausführungsform hat die Kalibriertafel in der Vorderansicht im Wesentlichen die Gestalt eines auf den Kopf stehenden T, mit einem breiteren unteren Bereich und einem schmaleren oberen Bereich. Zwei Ausrichtbereiche sind dabei an gegenüberliegenden horizontalen Seitenbereichen des breiteren unteren Bereichs der Kalibriertafel ausgebildet. ln einer Ausführungsform kann die Kalibriertafel auch als großes Rechteck ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform ist der optische Kalibrierbereich in dem schmaleren oberen Bereich mit einem optischen Muster zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors ausgebildet. Das optische Muster erstreckt sich dabei insbesondere nach unten hin in den breiteren unteren Bereich der Kalibriertafel hinein. In einer Ausführungsform ist der Radar-Reflexionsbereich zum Kalibrieren eines Radar- Fahrzeugumfeldsensors in dem breiteren unteren Bereich der Kalibriertafel ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist der Laser-Reflexionsbereich zum Kalibrieren wenigstens eines laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere eines LIDAR- Fahrzeugumfeldsensors, in dem breiteren unteren Bereich der Kalibriertafel, insbesondere unterhalb des optischen Reflexionsbereichs, ausgebildet.
Derart ausgeführte Kalibriertafeln haben sich als gut geeignet zum Kalibrieren von Anord nungen mit mehreren Fahrzeugumfeldsensoren erwiesen, wie sie häufig in Kraftfahr zeugen vorhanden sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch eine Anordnung zum Kalibrieren we nigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahr zeug. Eine solche Anordnung umfasst ein Kraftfahrzeug, das mit wenigstens einem Fahr zeugumfeldsensor ausgestattet ist, und eine Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
In einer erfindungsgemäßen Anordnung ist die Kalibriertafel relativ zu dem Kraftfahrzeug so angeordnet, dass Positionsbestimmungsvorrichtungen, die insbesondere an den Hin terrädern des Kraftfahrzeugs, an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs oder neben dem Kraftfahrzeug, in Längsrichtung zwischen einem Vorderrad und einem Hinterrad des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, freien Blick auf die Ausrichtmuster auf der Kalibriertafel ha ben, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug bestimmen zu können. Wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor ist so gegenüber einem zugehörigen Kalibrierbereich auf der Kalibriertafel angeordnet, dass er mit Hilfe des Kalibrierbereichs kalibrierbar ist.
Der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor kann ein optischer Fahrzeugumfeldsensor sein, der zum Beispiel an einem Innenspiegel des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in einer Spiegelhalterung, angeordnet ist und der mittels des auf der Kalibriertafel vorhan denen optischen Kalibrierbereichs mit dem optischen Muster kalibrierbar ist.
Der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor kann ein laserbasierter Fahrzeugumfeld sensor, insbesondere ein LIDAR-Fahrzeugumfeldsensor, sein, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in der Stoßstange oder in einem Bereich des Kühlers oder von Scheinwerfern angeordnet ist und der mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Laser-Reflexionsbereichs kalibrierbar ist. Der wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor kann ein Radar-Fahrzeugumfeldsensor sein, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einer Stoßstange oder in einem Bereich eines Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und der mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Radar- Reflexionsbereichs kalibrierbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch ein Verfahren zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahr zeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Anordnen einer Kalibriertafel, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus gebildet ist, so vor dem Kraftfahrzeug und relativ zu dem Kraftfahrzeug, dass wenigstens eine Positionsbestimmungsvorrichtung, die insbesondere an den Hinterrädern des Kraft fahrzeugs, an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs oder neben dem Kraftfahrzeug, in Längsrichtung zwischen einem Vorderrad und einem Hinterrad des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, freien Blick auf die Ausrichtmuster auf der Kalibriertafel hat, und dass wenigs tens ein Fahrzeugumfeldsensor gegenüber einem zugehörigen Kalibrierbereich auf der Kalibriertafel angeordnet ist;
Bestimmen der Position und der Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahr zeug mittels der wenigstens einen Positionsbestimmungsvorrichtung in Zusammenwir kung mit den auf der Kalibriertafel vorhandenen Ausrichtmustern;
Kalibrieren des optischen Fahrzeugumfeldsensors, der zum Beispiel an einem Innenspiegel des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in einer Spiegelhalterung angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen optischen Kalibrierbereichs mit dem opti schen Muster; und/oder
Kalibrieren des laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors, insbesondere des LIDAR- Fahrzeugumfeldsensors, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einer Stoßstange oder in einem Bereich einer Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Laser-Reflexionsbereichs; und/oder
Kalibrieren des Radar-Fahrzeugumfeldsensors, der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in der Stoßstange oder in einem Bereich des Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel vorhandenen Radar-Reflexionsbereichs. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, das optische Muster des optischen Kalibrierbereichs mit der wenigstens einen Positionsbestimmungsvorrichtung zu erfassen und als Ausrichtmuster zu verwenden, um die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel in Bezug auf das Kraftfahrzeug zu bestimmen.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messplatzes mit einem Fahrzeug und mit einer Kalibriereinrichtung, die eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus gebildet ist.
Figur 2A zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Messplatz mit einem Fahrzeug, einer erfindungsgemäßen Kalibriereinrichtung und an den Hinterrädern des Fahrzeugs angebrachten Positionsbestimmungsvorrichtungen.
Figur 2B zeigt eine alternative Anordnung mit an den Vorderrädern des Fahrzeugs ange brachten Positionsbestimmungsvorrichtungen.
Figur 2C zeigt eine weitere Anordnung, bei der die Positionsbestimmungsvorrichtungen in Längsrichtung zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern des Fahrzeugs angeordnet sind.
Figur 3 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer multifunktionalen Kalibriertafel, die eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Messplatz, bei dem die Positionsbestimmungsvorrichtung hinter der Messtafel angeordnet ist.
Figur 5 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer multifunktionalen Kalibriertafel, die eine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
Figur 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Messplatz mit einer Kalibriertafel, wie sie in der Figur 5 gezeigt ist.
Figur 7 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer multifunktionalen Kalibriertafel, die ge mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messplatzes 1 mit einem Fahrzeug 18, insbesondere einem Kraftfahrzeug 18, und mit einer Kalibriereinrichtung 2, die einen Standfuß 5, einen auf dem Standfuß 5 abgestützte Säule 7 und eine an der Säule 7 an gebrachte Kalibriertafel 8 umfasst, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
Der Standfuß 5 kann mit in der Figur 1 nicht gezeigten Rollen ausgebildet sein, die es zu ermöglichen, die Kalibriereinrichtung 2 leicht und bequem auf einem Boden 3 des Mess platzes 1 zu bewegen. Durch geeignet ausgebildete Fixiereinrichtungen 9 kann die Kalibriereinrichtung 2 in einer gewünschten Position und Ausrichtung auf dem Boden 3 des Messplatzes 1 fixiert werden.
Das Fahrzeug 18 hat Vorderräder 14 und in der Figur 1 nicht gezeigte Hinterräder 15.
Der in der Figur 1 gezeigte Messplatz 1 weist zwei auf dem Boden 3 des Messplatzes 1 angeordnete Fahrschienen 16 auf, auf denen ein Fahrzeug 18 positionierbar ist. Die Fahrschienen 16 sind optional und nicht zwingend erforderlich. Die Vorderräder 14 des Fahrzeugs 18 können auf (in der Figur 1 nicht gezeigten) Drehplatten angeordnet sein, um Lenkeinschläge der Vorderräder 14 des Fahrzeugs 18 zu ermöglichen.
Das Fahrzeug 18 weist ein Fahrerassistenzsystem 17 und drei Fahrzeugumfeldsensoren 20, 22, 24 auf. Die Fahrzeugumfeldsensoren 20, 22, 24 werden im Folgenden verkürzt als "Sensoren“ 20, 22, 24 bezeichnet.
Das Fahrerassistenzsystem 17 kann auch mehr oder weniger als drei Sensoren 20, 22, 24 aufweisen. Zum Kalibrieren des Fahrerassistenzsystems 17 und/oder der Sensoren 20, 22, 24 des Fahrerassistenzsystems 17 wird die Kalibriereinrichtung 2 mit der Kalibriertafel 8 an einer vorgegebenen Position und in einer vorgegebenen Ausrichtung, insbeson dere in einem rechten Winkel zu einer Symmetrieachse und/oder geometrischem Fahrachse F des Fahrzeugs 18, angeordnet, wie es schematisch in den Figuren 2A-2C ge zeigt ist.
Figur 2A zeigt eine schematische Draufsicht auf den Messplatz 1. An den beiden Hinter rädern 15 des Fahrzeugs 18 ist jeweils eine Positionsbestimmungsvorrichtung 30 ange bracht. Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 wirken mit Ausrichtmustern 85, 86, die auf der Kalibriertafel 8 ausgebildet sind, zusammen, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel 8 zu bestimmen.
Dies umfasst insbesondere, den Rollwinkel, den Nickwinkel und den Gierwinkel a der Ka libriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen. Darüber hinaus können der Abstand D zwischen den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 und der Kalibriertafel 8, die Höhe H der Kalibriertafel 8 über dem Boden 3 des Messplatzes 1 (siehe Figur 1) und die Position x der Kalibriertafel 8 in horizontaler Richtung orthogonal zur Fahrachse F be stimmt werden.
Auf Grundlage dieser Informationen kann die Kalibriertafel 8 exakt vor dem Fahrzeug 18 ausgerichtet werden.
Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 weisen insbesondere jeweils einen optischen Sensor 30a, beispielsweise eine Kamera 30a, auf. Der optische Sensor 30a ist dazu aus gebildet, wenigstens eines der auf der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmuster 85, 86 optisch zu erfassen, um es den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 zu ermöglichen, aus den von den optischen Sensoren 30a erfassten Bildern der Ausrichtmuster 85, 86 die Ausrichtung und Orientierung der Messtafel in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu be stimmen.
Figur 2B zeigt eine alternative Anordnung des Fahrzeugs 18, der Kalibriereinrichtung 2 und der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30. In der in der Figur 2B gezeigten Anord nung sind die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 nicht an den Flinterrädern 15, sondern an den Vorderrädern 14 des Fahrzeugs 18 angebracht. Im Übrigen entspricht die in der Figur 2B gezeigte Anordnung der in der Figur 2A gezeigten Anordnung.
Figur 2C zeigt eine weitere alternative Anordnung. In der in der Figur 2C gezeigten Anordnung sind die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 nicht an den Rädern 14, 15 des Fahrzeugs 18, sondern zwischen den Vorderrädern 14 und den Hinterrädern 15 seitlich neben dem Fahrzeug 18 angeordnet. Auf jeder Seite des Fahrzeugs 18 ist jeweils eine Positionsbestimmungsvorrichtung 30 vorgesehen. Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 sind insbesondere spiegelsymmetrisch zur Fahrachse F des Fahrzeugs 18 angeordnet.
Die in der Figur 2C gezeigten Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 weisen jeweils einen ersten optischen Sensor 30a, insbesondere eine Kamera 30a, auf, der ausgebildet ist, ein auf der Kalibriertafel 8 ausgebildetes Ausrichtmuster 85, 86 optisch zu erfassen, um es den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 zu ermöglichen, aus den von den Sensoren 30a erfassten Bildern der Ausrichtmuster 85, 86 die Ausrichtung und Orientie rung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen.
Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 weisen zusätzlich jeweils einen zweiten opti schen Sensor 30b, insbesondere eine Kamera 30b, auf, der ausgebildet ist, eine Messtafel 31 („Messtarget“), die an einem der Hinterräder 15 des Fahrzeugs 18 angebracht ist, optisch zu erfassen. Auch auf den Messtafeln 31 sind optische Muster 31a ausgebildet, die es den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 ermöglichen, die Position und Orientie- rung der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 in Bezug auf die Messtafeln 31 und da mit in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen.
Auf diese Weise können die Position und Ausrichtung der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 sowohl in Bezug auf die Kalibriertafel 8 als auch in Bezug auf das Fahrzeug 18 bestimmt werden. Durch Kombinieren dieser Informationen können die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 bestimmt werden, so dass die Kalibriertafel 8 durch Bewegen der Kalibriertafel 8 oder des Fahrzeugs 18 so gegen über dem Fahrzeug 18 ausgerichtet werden kann, wie für die Kalibrierung der Sensoren 20, 22, 24 erforderlich ist.
Figur 3 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer Kalibriertafel 8, die gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.
Der äußere Umriss der Kalibriertafel 8 ist spiegelsymmetrisch zu einer vertikalen Mittel achse A, die in der Regel auf die Fahrachse F des Fahrzeugs 18 ausgerichtet wird.
Die Kalibriertafel 8 umfasst einen oberen Bereich 81 und einen unteren Bereich 82. Um die zum exakten Kalibrieren der Sensoren 20, 22, 24 erforderlich Ebenheit der Kalibrierta fel 8 sicherzustellen, ist die Kalibriertafel 8 einstückig ausgebildet, d.h. der obere Bereich 81 und der unteren Bereich 82 sind keine separaten Elemente, vielmehr ist die gesamte Kalibriertafel 8 aus einem durchgehenden Element ausgebildet.
In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel weist der untere Bereich 82 in einer horizontalen Richtung, d.h. in einem rechten Winkel zur vertikalen Mittelachse A, eine größere Breite B2 auf als der obere Bereich 81 , der eine geringere Breite B1 hat (B1 < B2). Die Kalibriertafel 8 hat so in der Vorderansicht im Wesentlichen die Gestalt eines auf den Kopf gestellten T.
Eine solche Ausführung der Kalibriertafel 8 ist jedoch nur beispielhaft. Abhängig von den Bedürfnissen des Fahrerassistenzsystems 17 und der zu kalibrierenden Sensoren 20, 22, 24 sind sowohl Ausführungen möglich, in denen der obere Bereich 81 und der untere Be reich 82 die gleiche Breite aufweisen (B1 = B2), als auch Ausführungen, in denen der obere Bereich 81 breiter als der untere Bereich 82 ist (B1 > B2).
Zumindest einer der beiden Bereiche 81 , 82, insbesondere der untere Bereich 82, der Kalibriertafel 8 ist als Radar-Reflexionsbereich 80, insbesondere als metallbeschichteter Radar-Reflexionsbereich 80 und/oder als Metallplatte ausgebildet. Die Metallplatte bzw. die metallische Beschichtung des Radar-Reflexionsbereichs 80 ist insbesondere auf dem dem Fahrzeug 18 zugewandten Seite der Kalibriertafel 8 ausgebildet. Der wenigstens eine Radar-Reflexionsbereich 80 reflektiert von wenigstens einem Radarsensor 20 des Fahrzeugs 18 ausgesendet Radarstrahlung 21 zurück auf den Radarsensor 20 und ermöglicht es somit, den wenigstens einem Radarsensor 20 zu kalibrieren. Um den wenigstens einem Radarsensor 20 mit hoher Genauigkeit kalibrieren zu können, weist der Radar-Reflexionsbereich 80 eine hohe Ebenheit mit Abweichungen von weniger als 0,5 mm auf. In einem mittleren Bereich, in dem die auftreffende Radarstrahlung in der Regel die höchste Intensität hat, weist der Radar-Reflexionsbereich 80 insbesondere eine Ebenheit mit Abweichungen von weniger als 0,2 mm auf.
Höhe und Breite des Radar-Reflexionsbereichs 80 sind so dimensioniert, dass ein von dem Radarsensor 20 ausgesendete Radarstrahl 21 vollständig, d.h. über seinen gesam ten Öffnungswinkel ß, von dem Radar-Reflexionsbereichs 80 reflektiert wird (siehe Figuren 2A-2C).
In einer unteren Hälfte des unteren Bereich 82 ist ein Laser-Reflexionsbereich ("LIDAR- Reflexionsbereich") 83 mit mehreren geometrischen Laser-Reflexionsmuster ("LIDAR- Muster") 83a, 83b, 83c ausgebildet, die zum Kalibrieren von Laser-Sensoren ("LIDAR- Sensoren") 22 des Fahrzeugs 18 vorgesehen sind. LIDAR-Sensoren 22 können bei spielsweise in einer Stoßstange 19 (siehe Figur 1) oder in einem Bereich 12 eines Kühlers oder von Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs 18 angeordnet sein (siehe Figur 1).
In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei identische LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c auf der Kalibriertafel 8 ausgebildet. Die LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c weisen jeweils mehrere Laser-Reflexionsmusterelemente 831, 832, 833, 834 auf, die gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere hell oder weiß reflektierend auf einem dunk len, insbesondere schwarzen, Hintergrund ausgeführt sind.
In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c jeweils zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete treppenförmige Laser-Reflexionsmusterelemente 832, 833 und zwei rechteckige Laser-
Reflexionsmusterelemente 831, 834, die in vertikaler Ausrichtung links und rechts neben den treppenförmigen Laser-Reflexionsmusterelementen 832, 833 angeordnet sind.
Die Anzahl, Anordnung und Ausgestaltung der in der Figur 3 gezeigten LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c ist nur beispielhaft. Die LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c können in Abhängigkeit von den Anforderungen des Herstellers der LIDAR-Sensoren 22, des Fahrerassistenzsystems 17 und/oder des Fahrzeugs 18 auch in einer anderen Anzahl, Anordnung und/oder Ausgestaltung ausgebildet sein. Im oberen Bereich 81 der Kalibriertafel 8 und in einem in horizontaler Richtung mittleren Bereich der oberen Hälfte des unteren Bereichs 82 der Kalibriertafel 8 ist ein optischer Reflexionsbereich 84 mit einem optischen Muster 84 ausgebildet. Der optische Reflexi onsbereich 84 ist zum Kalibrieren optischer Sensoren 24, insbesondere von Mono- oder Stereokameras (2D- und/oder 3D-Kameras), vorgesehen.
In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das optische Muster 84 eine Mehrzahl kreisförmiger Elemente 84a, die in einer rechteckigen Matrix angeordnet sind. Das optische Muster 84 umfasst darüber hinaus auch eine Anzahl rechteckiger Elemente 84b. Die rechteckigen Elemente 84b können jeweils in einer horizontalen, vertikalen oder auch (nicht in den Figuren gezeigten) diagonalen Orientierung ausgerichtet sein. Das in der Figur 3 gezeigte optische Muster 84 ist spiegelsymmetrisch zur vertikalen Mittelachse A.
Die kreisförmige und rechteckigen Elementen 84a, 84b können als helle, insbesondere weiße, Kreise, Rechtecke, Scheiben oder Ringe auf einem dunklem, insbesondere schwarzem, Untergrund, oder als dunkle, insbesondere schwarze, Kreise, Rechtecke, Scheiben oder Ringe auf einem hellem, insbesondere weißen, Untergrund ausgebildet sein.
Die Anzahl, Anordnung und Ausgestaltung der in der Figur 3 gezeigten Elemente 84a, 84b des optischen Musters 84 ist nur beispielhaft. Das optische Muster 84 kann in Abhängig keit von den Anforderungen des Herstellers des Fahrzeugs 18, der im Fahrzeug 18 verbauten optischen Sensoren 24 und/oder des Fahrerassistenzsystems 17 auch eine ande re Anzahl, Anordnung und/oder Ausgestaltung von Elementen 84a, 84b aufweisen.
Der Radar-Reflexionsbereich 80, der LIDAR-Reflexionsbereich 83 und der optische Re flexionsbereich 84 bilden gemeinsam einen Kalibrierbereich 80, 83, 84, der die zum Kalibrieren der Sensoren 20, 22, 24 vorgesehenen Bereiche der Kalibriertafel 8 umfasst.
An den seitlichen äußeren Enden 82a, 82b der oberen Hälfte des unteren Bereichs 82 der Kalibriertafel 8 ist jeweils ein Ausrichtmuster 85, 86 ausgebildet. Die Ausrichtmuster 85, 86 bilden Ausrichtbereiche 85, 86 der Kalibriertafel 8. Die Ausrichtmuster 85, 86 sind jeweils dazu vorgesehen, mit einer seitlich des Fahrzeugs 18, insbesondere mit einer an den Vorder- oder Hinterrädern 14, 15 des Fahrzeugs 18, angebrachten Positionsbestim mungsvorrichtung 30 (siehe Figuren 2A-2C) zusammenzuwirken, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel 8, insbesondere den Rollwinkel, den Nickwinkel und den Gierwinkel a der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen, so dass die Kalibriertafel 8 auf Grundlage dieser Informationen exakt vor dem Fahrzeug 18 ausgerichtet werden kann. Darüber hinaus können der Abstand D zwischen den Positionsbestim- mungsvorrichtungen 30 und der Kalibriertafel 8, die Höhe H der Kalibriertafel 8 über dem Boden 3 des Messplatzes 1 (siehe Figur 1) und die Position x der Kalibriertafel 8 in hori zontaler Richtung orthogonal zur Fahrachse F bestimmt werden.
An den Rädern 14, 15 des Fahrzeugs 18 können insbesondere Vorrichtungen 30, wie sie aus der Achsvermessung bekannt sind, angebracht sein und zur Positionsbestimmung der Kalibriertafel 8 verwendet werden. In Werkstätten, die bereits über solche Vorrichtungen 30 zur Achsvermessung verfügen, können auf diese Weise die Kosten für zusätzliche Geräte zur Positionsbestimmung der Kalibriertafel 8 eingespart werden.
Die Ausrichtmuster 85, 86 umfassen Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b, die gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere weiß auf schwarzem Hintergrund oder schwarz auf weißem Hintergrund, ausgebildet sind. Die Ausrichtelemente 85a, 86a, 86 können auch wenigstens teilweise retro-reflektierend ausgebildet sein. Derartige Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b sind von einem optischen Sensor 30a, z.B. einer Kamera 30a, der Positionsbestimmungsvorrichtung 30 gut erkennbar. Retro-reflektierende Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b sind insbesondere weniger empfindlich gegen Umwelteinflüsse, wie z.B. Fremd licht. Sie sind daher gut geeignet, um die Position und Ausrichtung der Kalibriertafel 8 mit Hilfe einer Positionsbestimmungsvorrichtung 30 zu bestimmen.
Retro-reflektierende Ausrichtelemente 85a, 86a, 86b werden im Betrieb durch eine Be leuchtungsvorrichtung 33, die beispielsweise an der Positionsbestimmungsvorrichtung 30 vorgesehen ist, beleuchtet.
Die Ausrichtmuster 85, 86 können Punkte, Ringe, Scheiben, Kreise 85a, 86a, Rechtecke 86b, insbesondere Quadrate, und/oder andere, in der Figur 3 nicht gezeigte geometrische Elemente, beispielsweise Ellipsen und/oder Vielecke, enthalten.
Die Elemente 85a, 86a, 86b der Ausrichtmuster 85, 86 können als helle, insbesondere weiße, Elemente 85a, 86a, 86b auf dunklem, insbesondere schwarzem, Untergrund, oder als dunkle, insbesondere schwarze, Elemente 85a, 86a, 86b auf hellem, insbesondere weißem, Untergrund ausgebildet sein. Die Elemente 85a, 86a, 86b können auch als Licht reflektierende Retroreflexmarken ausgebildet sein.
Die Ausrichtmuster 85, 86 am linken und rechten Ende 82a, 82b der Kalibriertafel 8 kön nen unterschiedlich ausgebildet sein, wie es in der Figur 3 gezeigt ist. Die Ausrichtmuster 85, 86 an den beiden äußeren Ende 82a, 82b der Kalibriertafel 8 können aber auch iden tisch oder spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Um Verwechslungen zwischen den Elementen 84a, 84b des optischen Musters 84 bzw. den LIDAR-Mustern 83a, 83b, 83c mit den Ausrichtmustern 85, 86 zu vermeiden, sind die Ausrichtmuster 85, 86 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie sich deutlich von den Elementen 84a, 84b des optischen Musters 84 und den LIDAR-Mustern 83a, 83b, 83c unterscheiden.
Es ist auch möglich, ein geeignet ausgebildetes optisches Muster 84 des optischen Kalib rierbereichs 84 mit den Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 zu erfassen und als Ausrichtmuster 85, 86 zu verwenden, um die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Kraftfahrzeug 18 zu bestimmen. Mit anderen Worten, das optische Mus ter 84 des optischen Kalibrierbereichs 84 und die Ausrichtmuster 85, 86 können zu einem einzigen Kalibrier- und Ausrichtmuster 84, 85, 86 zusammengefasst sein, so dass auf separat ausgebildete Ausrichtmuster 85, 86 verzichtet werden kann.
Alternativ oder zusätzlich können an der Kalibriertafel 8 bewegliche, nicht-reflektierende, Abdeckelemente 51 , 52 (siehe Figuren 2A-2C), z.B. in Form von Klappen oder Türen, vorgesehen sein, die es ermöglichen, einzelne Bereiche/Muster, insbesondere die Aus richtmuster 85, 86, der Kalibriertafel 8 wahlweise wenigstens teilweise abzudecken oder vollständig freizulegen.
Mit Hilfe derartiger beweglicher Abdeckelemente 51 , 52 können einzelne Bereiche/Muster der Kalibriertafel 8 gezielt abgedeckt werden, wenn sie nicht benötigt werden. Auf diese Weise kann zuverlässig verhindert werden, dass aktuell nicht benötigte Bereiche oder Muster mit anderen Bereichen oder Mustern verwechselt werden und dadurch die Positi onsbestimmung und/oder Kalibrierung stören.
Die bewegliche Abdeckelemente 51 , 52 können um eine horizontale Achse oder um eine vertikale Achse B schwenkbar sein. Die bewegliche Abdeckelemente 51, 52 können auch als parallel zur Ebene der Kalibriertafel 8 verschiebbare Elemente ("Schiebetüren") aus gebildet sein.
In dem in den Figuren 2A, 2B, 2C und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausricht muster 85, 86 auf einer dem Fahrzeug 18 zugewandten Vorderseite 8a der Kalibriertafel 8 ausgebildet, d.h. auf der gleichen Seite 8a der Kalibriertafel 8, auf der auch die zum Kalib rieren der Sensoren 20, 22, 24 vorgesehenen Muster 83a, 83b, 83c, 84 ausgebildet sind. Eine derart ausgebildete Kalibriertafel 8 ist zum Zusammenwirken mit Positionsbestim mungsvorrichtungen 30 vorgesehen, die seitlich am Fahrzeug 18, insbesondere an den Vorderrädern 14 oder an den Hinterrädern 15 des Fahrzeugs 18, angebracht sind, wie es in den Figuren 2A-2C gezeigt ist. Alternativ oder zusätzlich können auch auf der von dem Fahrzeug 18 abgewandten Rück seite 8b der Kalibriertafel 8 Ausrichtmuster 95, 96 ausgebildet sein, wie es in der Figur 4 gezeigt ist.
Auf der Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 ausgebildete Ausrichtmuster 95, 96 können von wenigstens einer Positionsbestimmungsvorrichtung 98 optisch erfasst werden, die auf der von dem Fahrzeug 18 abgewandten Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 angeordnet ist und die sowohl das Fahrzeug 18, insbesondere charakteristische Merkmale des Fahrzeugs 18, als auch die auf der Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmuster 95, 96 optisch erfasst (siehe Figur 4), um die Position und die Ausrichtung der Kalibriertafel 8 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zu bestimmen.
Die auf der Rückseite 8b der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmuster 95, 96 können genauso wie die oder ähnlich den auf der Vorderseite 8a der Kalibriertafel 8 ausgebildeten Ausrichtmustern 85, 86, wie sie in der Figur 3 gezeigt sind, ausgebildet sein.
Figur 5 zeigt eine Kalibriertafel 8 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin dung.
Der Aufbau der in der Figur 4 gezeigten Kalibriertafel 8 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der in der Figur 3 gezeigten Kalibriertafel 8. Insbesondere weist auch die in der Figur 4 gezeigte Kalibriertafel 8 einen oberen Bereich 81 und einen unteren Bereich 82 auf, die einstückig miteinander ausgebildet sind.
Auch bei der in der Figur 4 gezeigten Kalibriertafel 8 ist wenigstens ein Bereich 81 , 82 der Kalibriertafel 8 als Radar-Reflexionsbereich 80 ausgebildet; und die Kalibriertafel 8 weist LIDAR-Muster 83a, 83b, 83c zum Kalibrieren von LIDAR-Sensoren 22 und ein optisches Muster 84 zum Kalibrieren optischer Sensoren (Kameras) 24 auf.
Auf der in der Figur 5 gezeigten Kalibriertafel 8 sind die Ausrichtmuster 85, 86 an den äu ßeren Enden 82a, 82b der oberen Hälfte des unteren Bereichs 82 der Kalibriertafel 8 als Skalen 91, 92 ausgebildet.
Die Skalen 91 , 92 sind dazu vorgesehen, mit Laser-Positioniervorrichtungen 32, die an stelle der Positionsbestimmungsvorrichtungen 30 an dem Fahrzeug 18, insbesondere an Rädern 14, 15 des Fahrzeugs 18, angebracht sind (siehe Figur 6), zusammenzuwirken, um die Kalibriertafel 8 an der korrekten Position und in der korrekten Ausrichtung vor dem Fahrzeug 18 anzuordnen. Wird eine Kalibriertafel 8 mit Skalen 91, 92, wie sie in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, verwendet, projizieren am Fahrzeug 18, insbesondere an den Vorderrädern 14 oder an den Hinterrädern 15 des Fahrzeugs 18, angebrachte Laser-Positioniervorrichtungen 32 jeweils einen Licht- bzw. Laserstrahl 34 auf jeder der beiden Skalen 91 , 92. Die Kalibriertafel 8 wird dann so ausgerichtet, dass sich von den Licht- bzw. Laserstrahlen 34 auf der Kalibriertafel 8 erzeugte Markierungen (Laserpunkte oder -striche) an vorgegebenen Stel len der Skalen 91, 92 befinden.
Zusätzlich zu den Skalen 91 , 92 können auf der dem Fahrzeug 18 zugewandten Vorderseite 8a und/oder auf der von dem Fahrzeug 18 abgewandten Rückseite 8b der Kalibrier tafel 8 Ausrichtmuster 85, 86, 95, 96 ausgebildet sein, wie sie in den Figuren 2A-2C, 3 und 4 gezeigt sind. Eine Kalibriertafel 8, die sowohl Skalen 91 , 92 als auch Ausrichtmuster 85, 86, 95, 96, wie sie in den Figuren 2A-2C, 3 und 4 gezeigt sind, aufweist, kann sowohl in Kombination mit den in der Figur 6 gezeigten Laser-Positioniervorrichtungen 32, als auch in Kombination mit optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 30, 98, wie sie in den Figuren 2A, 2B, 2C und 4 gezeigt sind, verwendet werden.
Die in den Figuren 3 und 5 gezeigten Anordnungen der Bereiche 80, 83, 84, Muster 83a, 83b, 83c, 84, 85, 86 und Skalen 91 , 92 auf der Kalibriertafel 8 ist nur beispielhaft. In Ab hängigkeit von den Bedürfnissen des Fahrerassistenzsystems 17, der im Fahrzeug ver bauten, zu kalibrierenden Sensoren 20, 22, 24 sowie der verwendeten Positionsbestim mungsvorrichtungen 30 bzw. Laser-Positioniervorrichtungen 32 könne die Bereiche 80, 83, 84, Muster 83a, 83b, 83c, 84, 85, 86 und/oder Skalen 91, 92 auch in anderen Anord nungen auf der Kalibriertafel 8 ausgebildet sein.
Eine multifunktionale Kalibriertafel 8, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist, kann auf einfache Weise exakt und zuverlässig in der richtigen Position und Ausrichtung vor dem Fahrzeug 18 positioniert werden.
Eine erfindungsgemäße Kalibriertafel 8 ermöglicht es darüber hinaus, eine Mehrzahl (un terschiedlicher) Sensoren 20, 22, 24 eines Fahrzeugs 18 bzw. eines Fahrerassistenzsystems 17 mit nur einer einzigen Kalibriertafel 8 zu kalibrieren. Die Kalibriertafel 8 muss da her nicht ausgewechselt werden, um die unterschiedlichen Sensoren 20, 22, 24 des Fahr zeugs 18 zu kalibrieren. Mit einer erfindungsgemäßen Kalibriertafel 8 kann die Kalibrierung aller in einem Fahrzeug 18 verbauten Sensoren 20, 22, 24 daher einfacher und schneller durchführt werden als mit einer herkömmlichen Kombination unterschiedlicher Kalibriertafeln, die für die Kalibrierung jedes Sensors 20, 22, 24 jeweils erneut vor dem Fahrzeug 18 positioniert und ausgerichtet werden müssen. Figur 7 zeigt eine Kalibriertafel 8, die gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Er findung ausgebildet ist.
Der Aufbau der in der Figur 7 gezeigten Kalibriertafel 8 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der in der Figur 5 gezeigten Kalibriertafel 8.
Die in der Figur 7 gezeigte Kalibriertafel 8 unterscheidet sich von der in der Figur 5 gezeigten Kalibriertafel 8 dadurch, dass die Ausrichtbereiche 85, 86 um die Skalen 91, 92 wenigstens teilweise mit lichtreflektierenden Spiegel 93, 94 ausgebildet sind. Die Skalen 91 , 92 können dabei insbesondere auf den lichtreflektierenden Spiegeln 93, 94 ausgebil det sein.
Durch lichtreflektierende Spiegel 93, 94 werden Lichtstrahlen oder Laserstrahlen 34, die von Laser-Positioniervorrichtungen 32 auf die Kalibriertafel 8 projiziert werden, wie es in der Figur 6 gezeigt ist, besonders gut reflektiert. Dadurch kann die Kalibriertafel 8 mit Hilfe von Licht- bzw. Laserstrahlen 34 besonders effizient, zuverlässig und genau in Bezug auf das Fahrzeug 18 ausgerichtet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kalibriertafel (8) zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) eines Fahrerassistenzsystems (17) eines Kraftfahrzeugs (18) mit: mit zwei Ausrichtbereichen (85, 86; 91 , 92; 95, 96), die an gegenüberliegenden horizontalen Seitenbereichen der Kalibriertafel (8) ausgebildet sind und die jeweils ein Aus richtmuster (85, 86; 91, 92; 95, 96) zum Bestimmen der Position und der Ausrichtung der Kalibriertafel (8) in Bezug auf das Kraftfahrzeug (18) aufweisen; wenigstens einem Kalibrierbereich (80, 83, 84), der in horizontaler Richtung wenigstens teilweise zwischen den beiden Ausrichtbereichen (85, 86; 91, 92; 95, 96) angeordnet und zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) ausgebildet ist; wobei die Ausrichtbereiche (85, 86; 91 , 92; 95, 96) und der wenigstens eine Kalibrier bereich (80, 83, 84) einstückig miteinander ausgebildet sind; und wobei der wenigstens eine Kalibrierbereich (80, 83, 84) zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) wenigstens zwei, insbesondere drei Kalibrier bereiche (80, 83, 84) umfasst, die aus dem optischen Kalibrierbereich (84) mit einem opti schen Muster (84) zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors (24), aus dem Radar-Reflexionsbereich (80) zum Kalibrieren eines Radar- Fahrzeugumfeldsensors (20) und aus dem Laser-Reflexionsbereich (83) zum Kalibrieren wenigstens eines laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors (22), insbesondere eines Ll- DAR-Fahrzeugumfeldsensors, ausgewählt sind.
2. Kalibriertafel (8) nach Anspruch 1 , wobei der wenigstens eine Kalibrierbereich (80, 83, 84) zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) einen optischen Kalibrierbereich (84) mit einem optischen Muster (84) zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeld sensors (24) aufweist; wobei das optische Muster (84) wenigstens ein Musterelement aufweist, das gegen über dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere Weiß auf schwarzem Hintergrund ausgeführt ist, wobei das wenigstens eine Musterelement insbesondere aus einen Kreis, einer Scheibe, einem Ring, einem Rechteck, und einer Linie ausgewählt ist; und/oder wobei das optische Muster (84) insbesondere eine Vielzahl von in Spalten untereinander angeordneten Kreisen oder kreisförmigen Scheiben (84a), wenigstens ein, insbesondere zwei Rechtecke (84b), das/die in vertikaler Ausrichtung zwischen zwei Spalten von untereinander angeordneten Kreisen (84a) angeordnet ist/sind, und insbesondere ein Rechteck (84b), das in horizontaler Ausrichtung wenigstens zwei Kreise (84a) umschließend angeordnet ist, aufweist.
3. Kalibriertafel (8) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der wenigstens eine Kalibrierbereich (80, 83, 84) zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) einen Radar-Reflexionsbereich (80) zum Kalibrieren eines Radar-Fahrzeugumfeldsensors (20) aufweist, wobei der Radar-Reflexionsbereich (80) als radarreflektierender Bereich (80) der Vorderseite der Kalibriertafel (8) ausgebildet ist; und/oder wobei der Radar-Reflexionsbereich (80) in einem in vertikaler Richtung unteren Be reich (82) der Kalibriertafel (8) ausgebildet ist.
4. Kalibriertafel (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Kalibrierbereich (80, 83, 84) zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) wenigstens einen Laser-Reflexionsbereich (83) zum Kalibrieren wenigstens eines laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors (22), insbeson dere eines LIDAR-Fahrzeugumfeldsensors (22) aufweist, wobei der wenigstens eine Laser-Reflexionsbereich (83) insbesondere wenigstens ein Laser-Reflexionsmuster (83a, 83b, 83c) aufweist, mit wenigstens einem Laser- Reflexionsmusterelement, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, insbesondere hell oder weiß reflektierend auf schwarzem Hintergrund ausgeführt ist, wobei das wenigstens eine Laser-Reflexionsmuster (83a, 83b, 83c) insbesondere wenigstens ein treppenförmiges Laser-Reflexionsmusterelement (83a, 83b, 83c) und/oder zwei rechteckige Laser-Reflexionsmusterelemente, die in vertikaler Ausrichtung links und rechts neben dem treppenförmigen Laser-Reflexionsmusterelement (83a, 83b, 83c) an geordnet sind, umfasst, wobei insbesondere drei Anordnungen von wenigstens einem treppenförmigen Laser-Reflexionsmusterelement (83a, 83b, 83c) und von zwei links und rechts daneben angeordneten rechteckigen und vertikalen Laser- Reflexionsmusterelementen nebeneinander vorgesehen sind.
5. Kalibriertafel (8) nach Anspruch 4, wobei ein optischer Kalibrierbereich (84) mit einem optischen Muster (84) zum Kalibrieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors (24) in vertikaler Richtung oberhalb des Laser-Reflexionsbereichs (83) angeordnet ist.
6. Kalibriertafel (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Kalibrierbereich (80, 83, 84) und wenigstens ein Ausrichtbereich (85, 86; 91 , 92) auf der gleichen Seite (8a) der Kalibriertafel (8) ausgebildet sind, und/oder wobei wenigstens ein Kalibrierbereich (80, 83, 84) und wenigstens ein Ausrichtbereich (95, 96) auf verschiedenen Seiten (8a, 8b), insbesondere auf einer Vorderseite (8a) und auf einer Rückseite (8b), der Kalibriertafel (8) ausgebildet sind.
7. Kalibriertafel (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Ausrichtmuster (85, 86; 91 , 92; 95, 96) wenigstens ein Ausrichtelement (85a, 86a, 86b) aufweist; wobei das wenigstens eine Ausrichtelement (85a, 86a, 86b) gegenüber dem Hinter grund kontrastreich, insbesondere Weiß auf schwarzem Hintergrund und insbesondere wenigstens teilweise retro-reflektierend ausgeführt ist; wobei das wenigstens eine Ausrichtelement (85a, 86a) als rundes, insbesondere kreisrundes, Ausrichtelement (85a, 86a) ausgeführt ist; oder wobei das wenigstens eine Ausrichtelement (85a, 86a) als rundes, insbesondere kreisrundes, inneres, dunkles oder schwarzes Ausrichtelement (85a, 86a) ausgeführt ist, das von einem demgegenüber kontrastreich, insbesondere Weiß und insbesondere wenigstens teilweise reflektierend ausgeführten, ringförmigen runden oder rechteckigen äu ßeren Ausrichtelement (86b) umschlossen ist; oder wobei das wenigstens eine Ausrichtelement als eckiges, insbesondere rechteckiges Ausrichtelement (85b) ausgeführt ist, das gegenüber dem Hintergrund kontrastreich, ins besondere Weiß und insbesondere wenigstens teilweise reflektierend ausgeführt ist; oder wobei das wenigstens eine Ausrichtmuster (91 , 92) als eine Skala (91, 92) ausgeführt ist, insbesondere als kontrastreiche Skala gegenüber einem dunklen oder schwarzen Hintergrund ausgeführt ist.
8. Kaiibriertafel (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in wenigstens einem Ausrichtbereich (85, 86; 91 , 92; 95, 96) ein lichtreflektierender Spiegel (93, 94) ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Ausrichtmuster (85, 86; 91, 92; 95, 96) insbe sondere wenigstens teilweise auf dem lichtreflektierenden Spiegel (93, 94) ausgebildet ist.
9. Kalibriertafel (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens einem nicht-reflektierenden, beweglichen Abdeckelement (51 , 52), das es ermöglicht, wenigstens einen der Ausrichtbereiche (85, 86; 91, 92) und/oder den wenigstens einen Kalibrier bereich (80, 83, 84) wahlweise abzudecken oder freizulegen.
10. Kalibriertafel (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kalibriertafel (8) in der Vorderansicht im Wesentlichen die Gestalt eines auf den Kopf gestellten T mit einem breiteren unteren Bereich (82) und einem schmaleren oberen Bereich (81) hat.
11. Kalibriertafel (8) nach Anspruch 10, wobei die zwei Ausrichtbereiche (85, 86; 91, 92; 95, 96) an gegenüberliegenden hori zontalen Seitenbereichen des breiteren unteren Bereichs (82) der Kalibriertafel (8) ausgebildet sind; und/oder wobei der optische Kalibrierbereich (84) mit einem optischen Muster (84) zum Kalib rieren wenigstens eines optischen Fahrzeugumfeldsensors (24) in dem schmaleren obe- ren Bereich (81) und insbesondere sich nach unten hin in den breiteren unteren Bereich (82) der Kalibriertafel (8) herein erstreckend ausgebildet ist; und/oder wobei ein Radar-Reflexionsbereich (80) zum Kalibrieren eines Radar- Fahrzeugumfeldsensors (20) in dem breiteren unteren Bereich (82) der Kalibriertafel (8) ausgebildet ist; und/oder wobei ein Laser-Reflexionsbereich (83) zum Kalibrieren wenigstens eines laserbasier ten Fahrzeugumfeldsensors (22), insbesondere eines LIDAR-Fahrzeugumfeldsensors, in dem breiteren unteren Bereich (82) der Kalibriertafel (8), insbesondere unterhalb des optischen Reflexionsbereichs (84) ausgebildet ist.
12. Bewegliche Kalibriereinrichtung (2) zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) in einem Kraftfahrzeug (18), insbesondere wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) eines Fahrerassistenzsystems (17), wobei die Kalib riereinrichtung (2) eine Kalibriertafel (8) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche und einen Standfuß (5) umfasst.
13. Anordnung zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) eines Fahrerassistenzsystems (17) in einem Kraftfahrzeug (18) mit: einem Kraftfahrzeug (18), das mit wenigstens einem Fahrzeugumfeldsensor (20, 22, 24) ausgestattet ist; und einer Kalibriertafel (8) nach einem der Patentansprüche 1 bis 11 ; wobei die Kalibriertafel (8) so relativ zu dem Kraftfahrzeug (18) angeordnet ist, dass wenigstens eine Positionsbestimmungsvorrichtung (30; 32; 98), insbesondere zwei Positionsbestimmungsvorrichtungen (30; 32; 98), die insbesondere an den Hinterrä dern des Kraftfahrzeugs (18), an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs oder neben dem Kraftfahrzeug (18), in Längsrichtung zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad des Kraftfahrzeugs (18) angeordnet sind, freien Blick auf die Ausrichtmuster (85, 85) auf der Kalibriertafel (8) hat, zum Bestimmen der Position und der Ausrichtung der Kalibriertafel (8) in Bezug auf das Kraftfahrzeug (18); dass wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor (20, 22, 24) so gegenüber einem zugehörigen Kalibrierbereich (80, 83, 84) auf der Kalibriertafel (8) angeordnet ist, dass er mit tels des auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen Kalibrierbereichs (80, 83, 84) kalibrierbar ist, wobei insbesondere ein optischer Fahrzeugumfeldsensor (24), der zum Beispiel an einem Innenspiegel des Kraftfahrzeugs (18), insbesondere an oder in einer Spiegelhalte rung angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen optischen Kalibrier bereichs (84) mit dem optischen Muster (84) kalibrierbar ist; und/oder wobei insbesondere ein laserbasierter Fahrzeugumfeldsensor (22), insbesondere der LIDAR-Fahrzeugumfeldsensor (22), der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs (18), insbesondere in einer Stoßstange (19) oder in einem Bereich (12) eines Kühlers oder von Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs (18) angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen Laser-Reflexionsbereichs (83) kalibrierbar ist; und/oder wobei insbesondere ein Radar-Fahrzeugumfeldsensor (20), der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs (18), insbesondere in der Stoßstange (19) oder im Bereich (12) des Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs (18) angeordnet ist, mittels des auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen Radar-Reflexionsbereichs (80) kalibrierbar ist.
14. Verfahren zum Kalibrieren wenigstens eines Fahrzeugumfeldsensors (20, 22, 24) ei nes Fahrerassistenzsystems (17) eines Kraftfahrzeugs (18), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Anordnen einer Kalibriertafel (8) nach einem der Patentansprüche 1 bis 12 so vor dem Kraftfahrzeug (18) und relativ zu dem Kraftfahrzeug (18), dass wenigstens eine, Positionsbestimmungsvorrichtung (30; 32; 98), insbesondere zwei Positionsbestimmungsvorrichtungen (30; 32; 98), die insbesondere an den Hinterrä dern des Kraftfahrzeugs (18), an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs (18) oder neben dem Kraftfahrzeug (18), in Längsrichtung zwischen einem Vorderrad (14) und einem Hin terrad (15) des Kraftfahrzeugs (18) angeordnet sind, freien Blick auf die Ausrichtmuster (85, 85) auf der Kalibriertafel (8) hat, und dass wenigstens ein Fahrzeugumfeldsensor (17, 20, 22, 24) gegenüber einem zugehörigen Kalibrierbereich (80, 83, 84) auf der Kalibriertafel (8) angeordnet ist;
Bestimmen der Position und der Ausrichtung der Kalibriertafel (8) in Bezug auf das Kraftfahrzeug (18) mittels der wenigstens einen Positionsbestimmungsvorrichtung (30; 32; 98) in Zusammenwirkung mit den auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen Ausrichtmustern (85, 85);
Kalibrieren des optischen Fahrzeugumfeldsensors (24), der zum Beispiel an einem Innenspiegel des Kraftfahrzeugs (18), insbesondere an oder in einer Spiegelhalterung angeordnet ist, mittels eines optischen Kalibrierbereichs (84) mit einem auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen optischen Muster (84); und/oder
Kalibrieren des laserbasierten Fahrzeugumfeldsensors (22), insbesondere des Ll- DAR-Fahrzeugumfeldsensors (22), der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs (18), insbesondere in einer Stoßstange (19) oder in einem Bereich (12) eines Kühlers oder von Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs (18) angeordnet ist, mittels eines auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen Laser-Reflexionsbereichs (83); und/oder
Kalibrieren des Radar-Fahrzeugumfeldsensors (20), der zum Beispiel in einem unteren Frontbereich des Kraftfahrzeugs (18), insbesondere in der Stoßstange (19) oder im Bereich (12) des Kühlers oder der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs (18) angeordnet ist, mittels eines auf der Kalibriertafel (8) vorhandenen Radar-Reflexionsbereichs (80).
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren umfasst, das optische Muster (84) des optischen Kaiibrierbereichs (84) als Ausrichtmuster (85, 85) zu verwenden, um die Position und der Ausrichtung der Kalibriertafel (8) in Bezug auf das Kraftfahrzeug (18) zu bestimmen.
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