WO2022096281A1 - Kalibrierverfahren und kalibriersystem für einen fahrzeugsensor - Google Patents

Kalibrierverfahren und kalibriersystem für einen fahrzeugsensor Download PDF

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WO2022096281A1
WO2022096281A1 PCT/EP2021/079238 EP2021079238W WO2022096281A1 WO 2022096281 A1 WO2022096281 A1 WO 2022096281A1 EP 2021079238 W EP2021079238 W EP 2021079238W WO 2022096281 A1 WO2022096281 A1 WO 2022096281A1
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vehicle
calibration
relative position
vehicle sensor
calibration device
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Mauro Disaro
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a calibration method and calibration system for a vehicle sensor.
  • Modern motor vehicles often have a number of sensors that support the driver in recognizing the surroundings. For example, the use of a camera, a radar system, a LIDAR system or the like, which is assigned to a driver assistance system, is known. It is common for sensors with a more or less directional detection area to be calibrated in order to ensure correct functioning. The calibration can take place during final assembly or shortly before delivery of the vehicle, as well as during repair or maintenance of the vehicle.
  • a calibration method for a vehicle sensor comprising the steps of arranging a calibration device with at least one reference object in a field of view of the vehicle sensor, which is arranged on a vehicle, of determining a first relative position of the calibration device relative to the vehicle by measuring outside the vehicle , the detection of the at least one reference object by the vehicle sensor and the determination of a second relative position of the at least one reference object relative to the vehicle from detection data of the vehicle sensor and the calculation of a deviation between the first relative position and the second relative position, the calibration method being terminated if the calculated deviation is already within a specified tolerance and a complete calibration of the vehicle sensor is only carried out if the calculated deviation is outside the specified tolerance .
  • the calibration method according to the invention is consequently characterized in that a complete calibration can be skipped if a certain precondition before this has already been fulfilled.
  • Full calibration would involve multiple consecutive measurements, saves, and changes to the vehicle sensor orientation, all of which are time-consuming.
  • most vehicle sensors and in particular radar sensors already have preset calibration data. These could include one include positioning a calibration device necessary for the calibration. Radar sensors, which are arranged on the front of a vehicle and have a field of view directed forward, often prescribe a specific relative position of a calibration device with reference objects arranged on it. In order to calibrate the radar sensor, it is therefore customary in the prior art to position the calibration device very precisely in front of the vehicle in the field of view of the radar sensor.
  • the calibration data can also include data required for the evaluation of the radar sensor in ferry operation, which are dependent on a position and orientation of the radar sensor on the vehicle.
  • a full calibration is preceded by a validation step.
  • This is applicable to most vehicle sensors with a field of view and a calibration requirement.
  • a reference object In order to be able to carry out the validation step, it is necessary for a reference object to be able to be recorded separately from the storage of calibration data.
  • the vehicle or a control unit arranged therein, which is connected to the relevant vehicle sensor, should consequently be able to detect the relevant reference object via the vehicle sensor and provide detection data without calibration data based on the detection data being stored in the vehicle sensor.
  • the capture data can be used for the validation step.
  • the validation step now includes the detection of a first relative position between the calibration device and the vehicle by means of a measurement that takes place outside the vehicle. This can be done by an external observation device or by the calibration device itself.
  • the at least one reference object is then detected by the vehicle sensor.
  • a second relative position can be determined from this, which is then to be compared with the first relative position.
  • it can be useful to transform the relative positions determined in each case into a suitable format or a suitable number range in order to enable comparability. If this comparison already shows that the first relative position and the second relative position are identical within a predefined tolerance, the vehicle sensor can already be considered to be sufficiently calibrated.
  • the calibration data present in the vehicle sensor can be used for the vehicle sensor during ferry operation. Neither new calibration data nor mechanical realignment of the vehicle sensor is required. The calibration of the vehicle sensor is therefore complete if the validation is successful.
  • the validation Since the validation only requires acquisition data from the vehicle sensor, the validation can be carried out very quickly and with only a roughly positioned calibration device.
  • the particular advantage of the calibration method according to the invention lies in the possible time-saving potential, because during final assembly it can always be expected that vehicle sensors will already be properly calibrated after they have been installed and with standard calibration data that are already available. If this is not the case, a full calibration is carried out. Overall, the time required for a large number of successive calibration methods for a large number of vehicle sensors in a large number of vehicles is significantly reduced overall.
  • the arrangement of the calibration device particularly preferably includes the rough alignment of the at least one reference object completely in the field of view of the vehicle sensor.
  • An exact position of the at least one reference object is not required to carry out the validation step, as long as the vehicle sensor is able to detect the at least one reference object.
  • the second relative position which can be compared with the first relative position, can already be determined from the detection.
  • the only rough alignment of the at least one reference object can significantly reduce the time expended in comparison to full calibration with exact positioning.
  • the detection of the at least one reference object by the vehicle sensor includes maintaining preset calibration data of the vehicle sensor.
  • the calibration data of the Vehicle sensors which are stored in the vehicle sensor itself or in a vehicle control unit, not changed. This approach differs from a fairly common process when calibrating the vehicle sensor, which involves storing updated calibration data after a calibration iteration.
  • the first relative position is preferably determined by the calibration device. This is particularly advantageous since the time required can be further reduced. Setting up the calibration device in the field of view of the vehicle sensor is already sufficient as a preparation in order to determine the first relative position. In this case, the calibration device must already be able to carry out such a measurement.
  • the first relative position can be determined by an additional observation device arranged outside of the calibration device and outside of the vehicle.
  • a fixed, simple calibration device could thus be sufficient to carry out the method according to the invention.
  • the observation device arranged outside the vehicle could be specially designed to determine the relative position between the calibration device and the vehicle and to use a laser-assisted method for this purpose, for example.
  • the calibration device can be more cost-effective overall, and at the same time a very high level of accuracy can be achieved when determining the first relative position by using the observation device arranged outside of the vehicle.
  • the position of the vehicle can be fixed and the vehicle can be prepared for calibration.
  • various processes could be carried out, which include, for example, setting a specific state of the vehicle's spring struts and at the same time preparing the vehicle's internal electronics.
  • a validation position tolerance between the calibration device and the vehicle is checked and, if there is a deviation from the Validation position tolerance set the relative position between the vehicle and the calibration device.
  • the validation position tolerance could be provided for this, which can be maintained by different measures. For example, positioning the vehicle within a certain marking on the ground, if the calibration device is fixed, could be sufficient for this.
  • the invention relates to a calibration system for a vehicle sensor, having a calibration device with at least one reference object for arrangement in a field of view of the vehicle sensor, which is arranged on a vehicle, and at least one control unit that can be coupled to the calibration device and the vehicle sensor, the Calibration device or an external observation device is designed to determine a first relative position of the calibration device relative to the vehicle by means of a measurement outside the vehicle, the vehicle sensor being designed to detect the at least one reference object using the vehicle sensor, the at least one control unit doing this is designed to determine a second relative position of the at least one reference object relative to the vehicle from acquisition data of the vehicle sensor and to calculate a deviation between the first relative position and the second relative position
  • the calibration system is designed to cause a release signal to release the vehicle if the calculated deviation is already within a specified tolerance and only perform a full calibration of the vehicle sensor if the calculated deviation is outside the specified tolerance.
  • the at least one control unit can be connected to a vehicle control unit, which is connected to the vehicle sensor, the at least one control unit being designed to record data from the vehicle control unit.
  • the vehicle control unit communicates with the vehicle sensor, which Supplies raw data or processed data to the vehicle control unit.
  • the vehicle control unit can, for example, be connected to the at least one control unit via an on-board connector (on-board diagnosis) in order to communicate the data from the vehicle sensor to the outside and to carry out the validation step in full.
  • the at least one control unit could be arranged in the calibration device. As an alternative to this, it could also be provided externally for this purpose.
  • the at least one control unit can be connected to a screen and receive signals from the at least one control unit that provide information about the status and the possible success of the validation step and/or the complete calibration.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a method according to the invention
  • Figure 2 shows a detail of the validation process
  • FIG. 3 shows a sequence of the validation process
  • 1 shows a calibration method 2 for a vehicle sensor (not shown).
  • the method begins here, for example, with a preparation 4 of the relevant vehicle (not shown). This may include selecting a predetermined procedure of in-vehicle electronics to calibrate. Farther this could include fixing the position of the vehicle. For example, spring struts that have an adjustable spring and/or damping behavior could assume a predetermined state in order to allow a representative measurement.
  • a calibration device (not shown) is then prepared 6. This can include putting it into operation. The calibration device is then positioned roughly in front of the vehicle 8 so that it is within the field of view of the vehicle sensor.
  • a validation process 10 is then carried out. If this is positive, the vehicle can be released 12. However, if the validation process 10 is not positive, a full calibration 14 is initiated. This includes, among other things, carrying out a calibration step 16. If the result is positive, the vehicle can be released as calibrated 12. If it is negative, testing and adjustment 18 can take place, which is followed by a further calibration step 16.
  • the entire calibration can be accelerated by the preceding validation process 10 if, after the integration of the vehicle sensor, it is already placed with sufficient accuracy.
  • a first relative position of the calibration device relative to the vehicle is first determined 20. Then at least one reference object, which is arranged on the calibration device, is detected by the vehicle sensor 22. A second relative position is determined from the detection data of the vehicle sensor 24. From the knowledge of both Relative positions, a deviation is determined 26. If this is within a specified tolerance, the result of this comparison and thus of the entire validation process 10 can be described as positive. However, if the deviation is outside the tolerance, the validation process 10 is not positive. In the latter case, a full calibration 16 is performed, which may also include the preceding steps 22 and 24.
  • Fig. 3 shows a validation sequence to clarify the validation process 10.
  • a user 28, a vehicle 30 and a calibration device 32 are distinguished from each other and shown side by side.
  • the user 28 prepares the vehicle 4.
  • the calibration device 32 is then prepared 6 and the calibration device 32 is roughly positioned 8 in front of the vehicle 30 in the field of view of the vehicle sensor.
  • a validation position tolerance is then checked 34 which, for example, restricts the scope of the possible first relative positions, so that the calibration device 32 is in the field of view of the vehicle sensor. Once this has been achieved, the validation process 10 can begin 35.
  • the recorded data are transmitted to the calibration device 32, for example 38, which is a control unit may have.
  • the transmission can take place to another control unit which is arranged outside the calibration device 32 .
  • the data could be transformed 40 into an independent form that is meaningful for processing, so that the first relative position and the second relative position are comparable to one another.
  • a meaningful shape can include an angle around a specific spatial or vehicle axis.
  • the comparison then takes place 26.
  • release signal 42 or a calibration signal 44 with which either the vehicle is marked for release or a complete calibration that runs according to the prior art is initiated.
  • FIG. 4 shows a calibration system 45 with the calibration device 32 which is designed, for example, to detect the first relative position of the calibration device relative to the vehicle 30 .
  • a control unit 46 could be provided, for example, which carries out the position detection in conjunction with sensors not shown here.
  • the vehicle 30 has a vehicle sensor 48 at its front, which is to be calibrated.
  • the vehicle sensor 48 may be connected to a vehicle controller 49 that performs the on-board portion of the validation process 10 .
  • a relative position is now determined based on the vehicle sensor 48 and the calibration device 32.
  • a straight extension of the right-hand side of the vehicle 50 is aligned with a right-hand end 52 of the calibration device 32 .
  • a left-hand end 54 of the calibration device 32 encloses an angle ⁇ with a straight extension of the left-hand side 56 of the vehicle.
  • a mean value between the angles on both vehicle sides 50 and 56 can be determined as the second relative position in the form of an attitude angle. This could be compared with an analog position angle detected by the calibration device 32 . If these two are identical within a specified tolerance, the vehicle sensor 48 is sufficiently calibrated. Full calibration is therefore not necessary.
  • FIG. 5 shows an alternative calibration system 58 in which the calibration device 32 is in a fixed position and is not designed to determine the first relative position. Instead, an external observation device 60 is used, which determines the first relative position. This could have a control unit 46, for example, which controls or carries out the position detection. The calibration device 32 could thus be significantly simplified.

Abstract

Es wird ein Kalibrierverfahren für einen Fahrzeugsensor vorgeschlagen, aufweisend die Schritte des Anordnens einer Kalibriervorrichtung mit mindestens einem Referenzobjekt in einem Sichtfeld des Fahrzeugsensors, der an einem Fahrzeug angeordnet ist, des Ermittelns einer ersten Relativposition der Kalibriervorrichtung relativ zu dem Fahrzeug durch eine Messung außerhalb des Fahrzeugs, des Erfassens des mindestens einen Referenzobjekts durch den Fahrzeugsensor und des Bestimmens einer zweiten Relativposition des mindestens einen Referenzobjekts relativ zu dem Fahrzeug aus Erfassungsdaten des Fahrzeugsensors und des Berechnens einer Abweichung zwischen der ersten Relativposition und der zweiten Relativposition, wobei das Kalibrierverfahren beendet wird, falls die berechnete Abweichung bereits innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt und eine vollständige Kalibrierung des Fahrzeugsensors nur dann durchgeführt wird, wenn die berechnete Abweichung außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt.

Description

Beschreibung
Titel:
Kalibrierverfahren und Kalibriersystem für einen Fahrzeugsensor
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalibrierverfahren und Kalibriersystem für einen Fahrzeugsensor.
Stand der Technik
Moderne Kraftfahrzeuge weisen oftmals eine Reihe von Sensoren auf, die den Fahrer bei der Erkennung der Umgebung unterstützen. Beispielsweise ist die Verwendung einer Kamera, eines Radarsystem, eines LIDAR-System oder ähnlichem bekannt, die einem Fahrerassistenzsystem zugeordnet sind. Es ist dabei üblich, dass Sensoren mit mehr oder weniger stark gerichtetem Erfassungsbereich kalibriert werden, um eine korrekte Funktion zu gewährleisten. Die Kalibrierung kann sowohl bei der Endmontage oder kurz vor Auslieferung des Fahrzeugs erfolgen, als auch bei der Reparatur oder Wartung des Fahrzeugs.
Es ist bekannt, einen Radarsensor eines Fahrzeugs dadurch zu kalibrieren, dass eine Kalibriervorrichtung in einer bestimmten Ausrichtung zu dem Fahrzeug, an dem der Radarsensor angebracht ist, zu positionieren, anschließend die tatsächliche Position der Kalibriervorrichtung zu erfassen und einen Kalibrierprozess des Radarsensors zu initiieren. Liegen die von dem Radarsensor erfassten Kalibrierdaten in einer vorgegebenen Toleranz ausgehend von der erfassten Position der Kalibriervorrichtung, kann der Kalibrierprozess beendet werden. Bei dem Kalibrierprozess kann es erforderlich sein, ein- oder mehrfach den Radarsensor manuell in seiner Ausrichtung zu verstellen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Dies ist aufwändig und daher kostenintensiv. Offenbarung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Kalibrierverfahren und/oder ein Kalibriersystem vorzuschlagen, bei dem eine Kalibrierung beschleunigt und/oder vereinfacht werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Kalibrierverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Es wird ein Kalibrierverfahren für einen Fahrzeugsensor vorgeschlagen, aufweisend die Schritte des Anordnens einer Kalibriervorrichtung mit mindestens einem Referenzobjekt in einem Sichtfeld des Fahrzeugsensors, der an einem Fahrzeug angeordnet ist, des Ermittelns einer ersten Relativposition der Kalibriervorrichtung relativ zu dem Fahrzeug durch eine Messung außerhalb des Fahrzeugs, des Erfassens des mindestens einen Referenzobjekts durch den Fahrzeugsensor und des Bestimmens einer zweiten Relativposition des mindestens einen Referenzobjekts relativ zu dem Fahrzeug aus Erfassungsdaten des Fahrzeugsensors und des Berechnens einer Abweichung zwischen der ersten Relativposition und der zweiten Relativposition, wobei das Kalibrierverfahren beendet wird, falls die berechnete Abweichung bereits innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt und eine vollständige Kalibrierung des Fahrzeugsensors nur dann durchgeführt wird, wenn die berechnete Abweichung außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt.
Das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren zeichnet sich folglich dadurch aus, dass eine vollständige Kalibrierung übersprungen werden kann, sollte eine bestimmte Vorbedingung vor dieser bereits erfüllt sein. Die vollständige Kalibrierung würde mehrere aufeinanderfolgende Messvorgänge, Speichervorgänge und Änderungen an der Ausrichtung des Fahrzeugsensors umfassen, die insgesamt zeitaufwändig sind. Hierbei ist zu beachten, dass die meisten Fahrzeugsensoren und insbesondere Radarsensoren bereits voreingestellte Kalibrierungsdaten aufweisen. Diese könnten unter anderem eine für die Kalibrierung notwendige Positionierung einer Kalibriervorrichtung umfassen. Radarsensoren, welche an einer Fahrzeugfront angeordnet sind und ein nach vorne gerichtetes Sichtfeld aufweisen, schreiben oftmals eine bestimmte Relativposition einer Kalibriervorrichtung mit daran angeordneten Referenzobjekten vor. Zur Kalibrierung des Radarsensors ist es im Stand der Technik daher üblich, die Kalibriervorrichtung sehr exakt vor dem Fahrzeug in dem Sichtbereich des Radarsensors zu positionieren. Bei einem üblichen Kalibrierverfahren wird unter anderem eine exakte Ausrichtung der Kalibriervorrichtung geprüft und bricht erfolglos ab, falls die Ausrichtung ungenau ist. Die Kalibrierdaten können weiterhin für die Auswertung des Radarsensors im Fährbetrieb notwendige Daten umfassen, die von einer Position und Ausrichtung des Radarsensors an dem Fahrzeug abhängig sind.
Erfindungsgemäß ist einer solchen vollständigen Kalibrierung jedoch ein Validierungsschritt vorgelagert. Dieser ist auf die meisten Fahrzeugsensoren mit einem Sichtfeld und einem Kalibrierungserfordernis anwendbar. Um den Validierungsschritt ausführen zu können ist notwendig, dass das Erfassen eines Referenzobjekts getrennt von dem Speichern von Kalibrierungsdaten erfolgen kann. Das Fahrzeug bzw. eine darin angeordnete Steuereinheit, die mit dem betreffenden Fahrzeugsensor verbunden ist, sollte folglich in der Lage sein, über den Fahrzeugsensor das betreffende Referenzobjekt zu erfassen und Erfassungsdaten bereitzustellen, ohne dass Kalibrierungsdaten basierend auf den Erfassungsdaten in dem Fahrzeugsensor abgelegt werden. Die Erfassungsdaten können für den Validierungsschritt verwendet werden.
Der Validierungsschritt umfasst nun das Erfassen einer ersten Relativposition zwischen der Kalibriervorrichtung und dem Fahrzeug durch eine außerhalb des Fahrzeugs erfolgende Messung. Dies kann durch eine externe Beobachtungsvorrichtung erfolgen oder durch die Kalibriervorrichtung selbst. Anschließend erfolgt das Erfassen des mindestens einen Referenzobjekts durch den Fahrzeugsensor. Hieraus kann eine zweite Relativposition ermittelt werden, welche dann mit der ersten Relativposition zu vergleichen ist. Es kann sinnvoll sein, vor dem Vergleich die jeweils ermittelten Relativpositionen in ein geeignetes Format oder einen geeigneten Zahlenraum zu transformieren, um eine Vergleichbarkeit zu ermöglichen. Ergibt sich bereits aus diesem Vergleich, dass die erste Relativposition und die zweite Relativposition im Rahmen einer vorgegebenen Toleranz identisch sind, kann der Fahrzeugsensor bereits als ausreichend kalibriert erachtet werden. Die in dem Fahrzeugsensor vorliegenden Kalibrierungsdaten können für den Fahrzeugsensor während des Fährbetriebs genutzt werden. Weder sind neue Kalibrierungsdaten, noch eine mechanische Neuausrichtung des Fahrzeugsensors erforderlich. Die Kalibrierung des Fahrzeugsensors ist folglich bei erfolgreicher Validierung vollständig abgeschlossen.
Da die Validierung lediglich Erfassungsdaten von dem Fahrzeugsensor benötigt, kann die Validierung sehr rasch und mit nur grob positionierter Kalibriervorrichtung erfolgen. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Kalibrierverfahrens liegt in dem möglichen Zeitsparpotenzial, denn bei der Endmontage ist stets damit zu rechnen, dass Fahrzeugsensoren bereits nach ihrem Einbau und mit bereits vorhandenen Standard- Kalibrierdaten ordnungsgemäß kalibriert sind. Sollte dies nicht der Fall sein, wird eine vollständige Kalibrierung durchgeführt. Insgesamt ist der Zeitaufwand bei einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Kalibrierverfahren einer Vielzahl von Fahrzeugsensoren einer Vielzahl von Fahrzeugen insgesamt deutlich verringert.
Besonders bevorzugt umfasst das Anordnen der Kalibriervorrichtung das grobe Ausrichten des mindestens einen Referenzobjekts vollständig in dem Sichtfeld des Fahrzeugsensors. Zur Ausführung des Validierungsschritts ist eine genaue Position des mindestens einen Referenzobjekts nicht erforderlich, solange der Fahrzeugsensor in der Lage ist, das mindestens eine Referenzobjekt zu erfassen. Aus der Erfassung kann bereits die zweite Relativposition ermittelt werden, die mit der ersten Relativposition verglichen werden kann. Das nur grobe Ausrichten des mindestens einen Referenzobjekts kann die aufgewandte Zeit im Vergleich zur vollständigen Kalibrierung mit exakter Positionierung deutlich verkürzen.
Wie vorangehend dargelegt umfasst das Erfassen des mindestens einen Referenzobjekts durch den Fahrzeugsensor das Beibehalten voreingestellter Kalibrierdaten des Fahrzeugsensors. Demzufolge werden die Kalibrierdaten des Fahrzeugsensors, die in dem Fahrzeugsensor selbst oder in einer Fahrzeugsteuereinheit gespeichert sind, nicht geändert. Dieses Vorgehen weicht von einem recht üblichen Prozess beim Kalibrieren des Fahrzeugsensors ab, bei dem nach einer Kalibrierungsiteration ein Speichern von aktualisierten Kalibrierungsdaten erfolgt.
Bevorzugt erfolgt das Ermitteln der ersten Relativposition durch die Kalibriervorrichtung. Dies ist besonders vorteilhaft, da der zeitliche Aufwand noch weiter reduziert werden kann. Das Aufstellen der Kalibriervorrichtung in dem Sichtfeld des Fahrzeugsensors reicht bereits als Vorbereitung aus, um die erste Relativposition zu ermitteln. Die Kalibriervorrichtung muss in diesem Fall bereits in der Lage sein, eine solche Messung durchzuführen.
Weiterhin kann das Ermitteln der ersten Relativposition durch eine zusätzliche, außerhalb der Kalibriervorrichtung und außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Beobachtungsvorrichtung erfolgen. Damit könnte eine feststehende, einfache Kalibriervorrichtung ausreichen, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Beobachtungsvorrichtung könnte speziell dazu ausgebildet sein, die Relativposition zwischen der Kalibriervorrichtung und dem Fahrzeug zu bestimmen und hierfür beispielsweise ein lasergestütztes Verfahren zu verwenden. Die Kalibriervorrichtung kann dadurch insgesamt kostengünstiger sein und gleichzeitig könnte durch Verwendung der außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Beobachtungsvorrichtung eine sehr hohe Genauigkeit bei der Ermittlung der ersten relativ Position erreicht werden.
Weiterhin kann vor dem Ermitteln der ersten Relativposition die Lage des Fahrzeugs fixiert und das Fahrzeug zur Kalibrierung vorbereitet werden. Hierbei könnten verschiedene Vorgänge durchgeführt werden, die beispielsweise das Einstellen eines bestimmten Zustands von Federbeinen des Fahrzeugs und gleichzeitig das Vorbereitungen einer fahrzeuginternen Elektronik umfassen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vor dem Ermitteln der ersten und der zweiten Relativposition eine Validierungspositionstoleranz zwischen der Kalibriervorrichtung und dem Fahrzeug geprüft und bei Abweichung von der Validierungspositionstoleranz die Relativposition zwischen dem Fahrzeug und der Kalibriervorrichtung eingestellt. Zum Positionieren der Kalibriervorrichtung und des Fahrzeugs zueinander ist nur eine recht grobe Toleranz einzuhalten, sodass die Kalibriervorrichtung von dem Fahrzeugsensor wahrgenommen werden kann. Hierfür könnte die Validierungspositionstoleranz vorgesehen sein, die durch unterschiedliche Maßnahmen eingehalten werden kann. Es könnte hierfür beispielsweise das Positionieren des Fahrzeugs innerhalb einer bestimmten Markierung auf dem Boden ausreichen, wenn die Kalibriervorrichtung feststehend ist.
Analog dazu betrifft die Erfindung ein Kalibriersystem für einen Fahrzeugsensor, aufweisend eine Kalibriervorrichtung mit mindestens einem Referenzobjekt zur Anordnung in einem Sichtfeld des Fahrzeugsensors, der an einem Fahrzeug angeordnet ist, und mindestens eine Steuereinheit, die mit der Kalibriervorrichtung und dem Fahrzeugsensor koppelbar ist, wobei die Kalibriervorrichtung oder eine externe Beobachtungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine erste Relativposition der Kalibriervorrichtung relativ zu dem Fahrzeug durch eine Messung außerhalb des Fahrzeugs zu ermitteln, wobei der Fahrzeugsensor dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Referenzobjekt durch den Fahrzeugsensor zu erfassen, wobei die mindestens eine Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine zweite Relativposition des mindestens einen Referenzobjekts relativ zu dem Fahrzeug aus Erfassungsdaten des Fahrzeugsensors zu ermitteln und eine Abweichung zwischen der ersten Relativposition und der zweiten Relativposition zu berechnen, wobei das Kalibriersystem dazu ausgebildet ist, ein Freigabesignal zur Freigabe des Fahrzeugs zu veranlassen, falls die berechnete Abweichung bereits innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt und eine vollständige Kalibrierung des Fahrzeugsensors nur dann durchführen, wenn die berechnete Abweichung außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die mindestens eine Steuereinheit mit einer Fahrzeugsteuereinheit verbindbar, die mit dem Fahrzeugsensor verbunden ist, wobei die mindestens eine Steuereinheit dazu ausgebildet ist, Erfassungsdaten von der Fahrzeugsteuereinheit aufzunehmen. Die Fahrzeugsteuereinheit kommuniziert mit dem Fahrzeugsensor, welcher Rohdaten oder aufbereitete Daten an die Fahrzeugsteuereinheit liefert. Die Fahrzeugsteuereinheit kann beispielsweise über einen Bordstecker (On Board Diagnose) mit der mindestens einen Steuereinheit verbunden sein, um die Daten des Fahrzeugsensors nach außen zu kommunizieren und den Validierungsschritt vollständig auszuführen.
Die mindestens eine Steuereinheit könnte in der Kalibriervorrichtung angeordnet sein. Alternativ dazu könnte sie auch extern dazu vorgesehen sein. Die mindestens eine Steuereinheit kann mit einem Bildschirm verbunden sein, und von der mindestens einen Steuereinheit Signale erhalten, die eine Auskunft über den Status und den etwaigen Erfolg des Validierungsschritts und/oder der vollständigen Kalibrierung gibt.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
Ausführungsbeispiele
Es zeigt:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens
Figur 2 ein Detail des Validierungsvorgangs
Figur 3 eine Sequenzdarstellung des Validierungsvorgangs
Fig. 4 ein Kalibriersystem
Fig. 5 ein alternatives Kalibriersystem
Fig. 1 zeigt ein Kalibrierverfahren 2 für einen Fahrzeugsensor (nicht gezeigt).
Das Verfahren beginnt hier beispielhaft mit einer Vorbereitung 4 des betreffenden Fahrzeugs (nicht gezeigt). Dies kann das Auswählen einer vorbestimmten Prozedur einer fahrzeuginternen Elektronik zur Kalibrierung umfassen. Weiterhin könnte dies das Fixieren der Lage des Fahrzeugs umfassen. Exemplarisch könnten Federbeine, die ein verstellbares Feder- und/oder Dämpfungsverhalten aufweisen, einen vorbestimmten Zustand einnehmen, um eine repräsentative Messung zu erlauben. Anschließend wird eine Kalibriervorrichtung (nicht gezeigt) vorbereitet 6. Dies kann etwa ihre Inbetriebnahme umfassen. Die Kalibriervorrichtung wird anschließend grob vor dem Fahrzeug positioniert 8, sodass sie in dem Sichtbereich des Fahrzeugsensors liegt.
Anschließend wird ein Validierungsvorgang 10 ausgeführt. Ist dieser positiv, kann das Fahrzeug freigegeben werden 12. Ist der Validierungsvorgang 10 allerdings nicht positiv, wird eine vollständige Kalibrierung 14 initiiert. Dies umfasst unter anderem das Durchführen eines Kalibrierungsschritts 16. Ist dessen Ergebnis positiv, kann das Fahrzeug als kalibriert freigegeben werden 12. Ist er negativ, kann ein Prüfen und Einstellen 18 erfolgen, an das sich ein weiterer Kalibrierungsschritt 16 anschließt.
Durch den vorangehenden Validierungsvorgang 10 kann jedoch grundsätzlich die gesamte Kalibrierung beschleunigt werden, wenn nach der Integration des Fahrzeugsensors dieser bereits ausreichend genau platziert ist.
Fig. 2 zeigt den Validierungsvorgang 10 in größerem Detail. Hier wird zunächst eine erste Relativposition der Kalibriervorrichtung relativ zu dem Fahrzeug ermittelt 20. Dann wird mindestens ein Referenzobjekt, das an der Kalibriervorrichtung angeordnet ist, durch den Fahrzeugsensor erfasst 22. Aus den Erfassungsdaten des Fahrzeugsensors wird eine zweite Relativposition bestimmt 24. Aus der Kenntnis beider Relativpositionen wird eine Abweichung ermittelt 26. Befindet sich diese in einer vorgegebenen Toleranz, kann das Ergebnis dieses Vergleichs und damit des gesamten Validierungsvorgangs 10 als positiv bezeichnet werden. Liegt die Abweichung allerdings außerhalb der Toleranz, ist der Validierungsvorgang 10 nicht positiv. In letzterem Fall wird eine vollständige Kalibrierung 16 durchgeführt, die ebenso die vorangehenden Schritte 22 und 24 aufweisen können.
Fig. 3 zeigt eine Validierungssequenz zur Verdeutlichung des Validierungsvorgangs 10. Hier werden ein Benutzer 28, ein Fahrzeug 30 und eine Kalibriervorrichtung 32 voneinander unterschieden und nebeneinander dargestellt. Der Benutzer 28 bereitet das Fahrzeug vor 4. Anschließend wird die Kalibriervorrichtung 32 vorbereitet 6 und es erfolgt eine grobe Positionierung 8 der Kalibriervorrichtung 32 vor dem Fahrzeug 30 im Sichtbereich des Fahrzeugsensors. Es wird anschließend eine Validierungspositionstoleranz geprüft 34, die beispielsweise den Rahmen der möglichen ersten Relativpositionen einschränkt, sodass die Kalibriervorrichtung 32 im Sichtbereich des Fahrzeugsensors ist. Ist diese erreicht, kann der Validierungsvorgang 10 beginnen 35.
Dies kann durch Starten eines Prozesses 36 in dem Fahrzeug 30 durchgeführt werden, sodass dort mindestens ein Referenzobjekt, welches an der Kalibriervorrichtung 32 angeordnet ist, durch den Fahrzeugsensor erfasst wird 30. Die erfassten Daten werden etwa an die Kalibriervorrichtung 32 übertragen 38, welche eine Steuereinheit aufweisen kann. Die Übertragung kann an eine andere Steuereinheit erfolgen, die außerhalb der Kalibriervorrichtung 32 angeordnet ist. Die Daten könnten in eine für die Verarbeitung sinnvolle, unabhängige Form transformiert werden 40, sodass die erste Relativposition und die zweite Relativposition miteinander vergleichbar sind. Beispielsweise kann eine sinnvolle Form einen Winkel um eine bestimmte Raum- oder Fahrzeugachse umfassen. Anschließend erfolgt das Vergleichen 26.
Je nach Ergebnis erfolgt ein Freigabesignal 42 oder ein Kalibrierungssignal 44, mit dem entweder das Fahrzeug zur Freigabe gekennzeichnet wird oder eine nach dem Stand der Technik ablaufende, vollständige Kalibrierung initiiert wird.
Fig. 4 zeigt ein Kalibriersystem 45 mit der Kalibriervorrichtung 32, welche beispielhaft dazu ausgebildet ist, die erste Relativposition der Kalibriervorrichtung relativ zu dem Fahrzeug 30 zu erfassen. Hierzu könnte beispielsweise eine Steuereinheit 46 vorgesehen sein, die in Verbindung mit hier nicht dargestellten Sensoren die Positionserfassung durchführt. Gleichzeitig weist das Fahrzeug 30 einen Fahrzeugsensor 48 an dessen Front auf, der zu kalibrieren ist. Der Fahrzeugsensor 48 kann mit einer Fahrzeugsteuereinheit 49 verbunden sein, der den fahrzeuggebundenen Teil des Validierungsvorgangs 10 ausführt. Bei dem Validierungsvorgang 10, bei der das Fahrzeug 30 grob zu der Kalibriervorrichtung 32 ausgerichtet ist, wird nun ausgehend von dem Fahrzeugsensor 48 und von der Kalibriervorrichtung 32 eine Relativposition ermittelt. Hier ist beispielhaft dargestellt, dass eine geradlinige Verlängerung der rechten Fahrzeugseite 50 mit einem rechten Ende 52 der Kalibriervorrichtung 32 fluchtet. Ein linkes Ende 54 der Kalibriervorrichtung 32 schließt jedoch einen Winkel a mit einer geradlinigen Verlängerung der linken Fahrzeugseite 56 ein. Ein Mittelwert zwischen den Winkeln auf beiden Fahrzeugseiten 50 und 56 kann als zweite Relativposition in Form eines Lagewinkels bestimmt werden. Dieser könnte mit einem von der Kalibriervorrichtung 32 erfassten analogen Lagewinkel verglichen werden. Sind diese beiden im Rahmen einer vorgegebenen Toleranz identisch, ist der Fahrzeugsensor 48 ausreichend kalibriert. Die vollständige Kalibrierung ist folglich nicht notwendig.
Fig. 5 zeigt ein alternatives Kalibriersystem 58, bei dem die Kalibriervorrichtung 32 fest positioniert ist und nicht dazu ausgebildet ist, die erste Relativposition zu ermitteln. Stattdessen wird eine externe Beobachtungsvorrichtung 60 eingesetzt, die die erste Relativposition ermittelt. Diese könnte beispielsweise eine Steuereinheit 46 aufweisen, welche die Positionserfassung steuert oder durchführt. Die Kalibriervorrichtung 32 könnte damit deutlich vereinfacht werden.

Claims

Ansprüche
1. Kalibrierverfahren (2) für einen Fahrzeugsensor (48), aufweisend die Schritte:
- Anordnen (8) einer Kalibriervorrichtung (32) mit mindestens einem Referenzobjekt in einem Sichtfeld des Fahrzeugsensors (48), der an einem Fahrzeug (30) angeordnet ist,
- Ermitteln (20) einer ersten Relativposition der Kalibriervorrichtung (32) relativ zu dem Fahrzeug (30) durch eine Messung außerhalb des Fahrzeugs (30),
- Erfassen (22) des mindestens einen Referenzobjekts durch den Fahrzeugsensor (48) und Bestimmen (24) einer zweiten Relativposition des mindestens einen Referenzobjekts relativ zu dem Fahrzeug (30) aus Erfassungsdaten des Fahrzeugsensors (48),
- Berechnen (26) einer Abweichung zwischen der ersten Relativposition und der zweiten Relativposition, wobei das Kalibrierverfahren (2) beendet wird, falls die berechnete Abweichung bereits innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt und eine vollständige Kalibrierung des Fahrzeugsensors (48) nur dann durchgeführt wird, wenn die berechnete Abweichung außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt.
2. Kalibrierverfahren (2) nach Anspruch 1, wobei das Anordnen der Kalibriervorrichtung (32) das grobe Ausrichten des mindestens einen Referenzobjekts vollständig in dem Sichtfeld des Fahrzeugsensors (48) umfasst.
3. Kalibrierverfahren (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erfassen (22) des mindestens einen Referenzobjekts durch den Fahrzeugsensor (48) das Beibehalten voreingestellter Kalibrierdaten des Fahrzeugsensors (48) umfasst.
4. Kalibrierverfahren (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln (20) der ersten Relativposition durch die
Kalibriervorrichtung (32) erfolgt.
5. Kalibrierverfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ermitteln (20) der ersten Relativposition durch eine zusätzliche, außerhalb der Kalibriervorrichtung (32) und außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Beobachtungsvorrichtung (60) erfolgt.
6. Kalibrierverfahren (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Ermitteln (20) der ersten Relativposition die Lage des
Fahrzeugs (30) fixiert und das Fahrzeug (30) zur Kalibrierung vorbereitet wird.
7. Kalibrierverfahren (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Ermitteln (20, 24) der ersten und der zweiten
Relativposition eine Validierungspositionstoleranz zwischen der Kalibriervorrichtung (32) und dem Fahrzeug (30) geprüft und bei Abweichung von der Validierungspositionstoleranz die Relativposition zwischen dem Fahrzeug (30) und der Kalibriervorrichtung (32) eingestellt wird.
8. Kalibriersystem (45, 58) für einen Fahrzeugsensor, aufweisend:
- eine Kalibriervorrichtung (32) mit mindestens einem Referenzobjekt zur Anordnung in einem Sichtfeld des Fahrzeugsensors (48), der an einem Fahrzeug (30) angeordnet ist, und
- mindestens eine Steuereinheit (46), die mit der Kalibriervorrichtung (32) und dem Fahrzeugsensor (48) koppelbar ist, wobei die Kalibriervorrichtung (32) oder eine externe Beobachtungsvorrichtung (60) dazu ausgebildet ist, eine erste Relativposition der Kalibriervorrichtung (32) relativ zu dem Fahrzeug (30) durch eine Messung außerhalb des Fahrzeugs (30) zu ermitteln, wobei der Fahrzeugsensor (48) dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Referenzobjekt durch den Fahrzeugsensor (48) zu erfassen, wobei die mindestens eine Steuereinheit (46) dazu ausgebildet ist, eine zweite Relativposition des mindestens einen Referenzobjekts relativ zu dem Fahrzeug (30) aus Erfassungsdaten des Fahrzeugsensors (48) zu ermitteln und eine Abweichung zwischen der ersten Relativposition und der zweiten Relativposition zu berechnen, wobei das Kalibriersystem (45, 58) dazu ausgebildet ist, ein Freigabesignal (42) zur Freigabe des Fahrzeugs (30) zu veranlassen, falls die berechnete Abweichung bereits innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt und eine vollständige Kalibrierung des Fahrzeugsensors (48) nur dann durchführen, wenn die berechnete Abweichung außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt.
9. Kalibriersystem (45, 58) nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Steuereinheit (46) mit einer Fahrzeugsteuereinheit verbindbar ist, die mit dem Fahrzeugsensor (48) verbunden ist, und wobei die mindestens eine Steuereinheit (46) dazu ausgebildet ist, Erfassungsdaten von der Fahrzeugsteuereinheit (49) aufzunehmen.
10. Kalibriersystem (45, 58) nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Steuereinheit (46) in der Kalibriervorrichtung (32) angeordnet ist.
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