DE102018215320A1 - Calibration system and calibration method for a vehicle detection device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Kalibriersystem (100), mit dem über eine Rückkopplung eine verbesserte Ausrichtung desselben möglich ist. Das Kalibriersystem für eine Erfassungseinrichtung (210) eines Fahrzeugs (200) weist eine Lichtsignalquelle (120), eine elektronische Sensoranordnung (130), die zum Empfangen eines Lichtsignals von der Lichtsignalquelle (120) eingerichtet ist, wahlweise an dem Fahrzeug (200) anbringbar ist und eine Kommunikationsschnittstelle (131) aufweist, und eine Steuereinrichtung (140) auf, die über die Kommunikationsschnittstelle (131) mit der Sensoranordnung (130) verbindbar ist und zum Empfangen eines Rückkopplungssignals der Sensoranordnung (130) eingerichtet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein geeignetes Verfahren. The invention relates to an improved calibration system (100) with which an improved alignment of the same is possible via feedback. The calibration system for a detection device (210) of a vehicle (200) has a light signal source (120), an electronic sensor arrangement (130) which is set up to receive a light signal from the light signal source (120), and can optionally be attached to the vehicle (200) and has a communication interface (131), and a control device (140) which can be connected to the sensor arrangement (130) via the communication interface (131) and is designed to receive a feedback signal from the sensor arrangement (130). The invention further relates to a suitable method.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalibriersystem für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kalibrierverfahren für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs.The present invention relates to a calibration system for a detection device of a vehicle. The invention further relates to a calibration method for a detection device of a vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs, wie etwa eine Kamera, ein Radarsystem, ein LIDAR-System oder ähnliches, für beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem (in Englisch: (A)DAS - (Advanced) Driver Assistance System) wird üblicherweise kalibriert, um eine korrekte Funktion im Fahrbetrieb zu erreichen. Dies kann beim Fahrzeughersteller für die Auslieferung des Fahrzeugs, aber auch während des Fahrzeuglebenszyklus in Werkstätten, z.B. im Rahmen einer Reparatur, erfolgen.A detection device of a vehicle, such as a camera, a radar system, a LIDAR system or the like, for example for a driver assistance system (in English: (A) DAS - (Advanced) Driver Assistance System) is usually calibrated in order to function correctly in driving operation to reach. This can be done by the vehicle manufacturer for delivery of the vehicle, but also during the vehicle life cycle in workshops, e.g. as part of a repair.
Üblicherweise werden vor der Kalibrierung die Kalibrierungsmittel für die Erfassungseinrichtung, wie etwa eine Kalibriertafel, relativ zu dem Fahrzeug ausgerichtet. Als fahrzeugseitige Bezugsgröße kann dabei beispielsweise die Fahrachse, die sogenannte thrust line, oder die Fahrzeugmittelachse (in Englisch: vehicle center line) herangezogen werden. Dabei kann ein Bedarf für eine verbesserte Möglichkeit zur Kalibrierung der Erfassungseinrichtung des Fahrzeugs bestehen.Usually, the calibration means for the detection device, such as a calibration board, are aligned relative to the vehicle before the calibration. For example, the driving axis, the so-called thrust line, or the vehicle center axis (in English: vehicle center line) can be used as the reference variable on the vehicle side. There may be a need for an improved possibility of calibrating the detection device of the vehicle.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ausführungsformen der Erfindung stellen eine verbesserte Möglichkeit zum Ausrichten eines Kalibriersystems für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche zur Verfügung. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den begleitenden Figuren.Embodiments of the invention provide an improved possibility for aligning a calibration system for a detection device of a vehicle with the features of the independent claims. Advantageous further developments of the invention result from the dependent claims, the description and the accompanying figures.
Ein vorgeschlagenes Kalibriersystem für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs eignet sich insbesondere zur Kalibrierung eines Fahrerassistenzsystems, bei dem die Erfassungseinrichtung eine Kamera, ein Radarsystem, ein Ultraschallsensorsystem, ein LIDAR-System oder ähnliches umfassen kann. Das Kalibriersystem umfasst eine Lichtsignalquelle, die beispielsweise einen Laser umfassen kann und z.B. einen Kalibrierpunkt repräsentieren, an dem z.B. eine Kalibriertafel oder ähnliches montiert werden kann. Zudem umfasst das Kalibriersystem eine elektronische Sensoranordnung, die zum Empfangen eines Lichtsignals von der Lichtsignalquelle eingerichtet ist, ferner wahlweise an dem Fahrzeug anbringbar ist und eine Kommunikationsschnittstelle aufweist. Beispielsweise kann die Sensoranordnung außen am Fahrzeug, z.B. an einem Rad desselben, lösbar befestigt werden. Zudem kann die Sensoranordnung einen Mikrocontroller oder ähnliches aufweisen. Das Kalibriersystem verfügt fern über eine, insbesondere elektronische, Steuereinrichtung, die über die Kommunikationsschnittstelle mit der Sensoranordnung verbindbar ist und zum Empfangen eines Rückkopplungssignals der Sensoranordnung eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise einen Prozessor, einen Speicher usw. umfassen und sich für verschiedene Fahrzeuge programmieren bzw. nutzen lassen. Zudem kann die Steuereinrichtung zum Kalibrieren der Erfassungseinrichtung eingerichtet sein.A proposed calibration system for a detection device of a vehicle is particularly suitable for the calibration of a driver assistance system, in which the detection device can comprise a camera, a radar system, an ultrasonic sensor system, a LIDAR system or the like. The calibration system comprises a light signal source, which can for example comprise a laser and e.g. represent a calibration point at which e.g. a calibration board or similar can be installed. In addition, the calibration system comprises an electronic sensor arrangement which is set up to receive a light signal from the light signal source, is also selectively attachable to the vehicle and has a communication interface. For example, the sensor arrangement on the outside of the vehicle, e.g. attached to a wheel of the same, releasably. In addition, the sensor arrangement can have a microcontroller or the like. The calibration system has a remote, in particular electronic, control device which can be connected to the sensor arrangement via the communication interface and is designed to receive a feedback signal from the sensor arrangement. The control device can comprise, for example, a processor, a memory etc. and can be programmed or used for different vehicles. In addition, the control device can be set up to calibrate the detection device.
Mit dieser Konfiguration des Kalibriersystems kann die Kalibrierung verbessert werden, da sich die Komponenten des Kalibriersystems relativ zueinander oder relativ zu dem Fahrzeug besser ausrichten lassen. Aus einer Position und/oder einer Lage des auf die Sensoranordnung treffenden Lichtsignals kann auf eine relative Anordnung der Komponenten zueinander geschlossen werden. Insbesondere kann durch die aktive Sensoranordnung eine aktive Führung eines Benutzers ermöglicht werden. Das Kalibriersystem bietet einen geschlossenen Kreislauf mit Informationen zur momentanen Ausrichtung und erleichtert dadurch auch ein schrittweises Herantasten an die korrekte Ausrichtung des Kalibriersystems. Es hat sich zudem gezeigt, dass die äußeren Lichtverhältnisse die Ausrichtung kaum erschweren, da die Sensoranordnung eine hohe Lichtempfindlichkeit aufweisen kann. Die korrekte Ausrichtung kann die Kalibrierung der Erfassungseinrichtung verbessern.With this configuration of the calibration system, the calibration can be improved since the components of the calibration system can be better aligned relative to one another or relative to the vehicle. From a position and / or a position of the light signal striking the sensor arrangement, it can be concluded that the components are arranged relative to one another. In particular, active guidance of a user can be made possible by the active sensor arrangement. The calibration system offers a closed circuit with information on the current alignment and thereby also facilitates a step-by-step approach to the correct alignment of the calibration system. It has also been shown that the external light conditions hardly make alignment difficult, since the sensor arrangement can be highly sensitive to light. Correct alignment can improve the calibration of the detection device.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Sensoranordnung eine Matrix mit einer Mehrzahl von optischen Sensorelementen umfassen. Die Matrix kann demnach zweidimensional sein und pixelartig aufgebaut sein, wobei jedes Pixel durch ein Sensorelement dargestellt sein kann. Das Sensorelement kann beispielsweise als Photowiderstand, als Photodiode oder ähnliches ausgeführt sein. Je nach Anzahl der Pixel kann eine ausreichende und höhere Auflösung und damit Genauigkeit erreicht werden.According to a further development, the sensor arrangement can comprise a matrix with a plurality of optical sensor elements. Accordingly, the matrix can be two-dimensional and constructed in a pixel-like manner, wherein each pixel can be represented by a sensor element. The sensor element can be designed, for example, as a photoresistor, as a photodiode or the like. Depending on the number of pixels, a sufficient and higher resolution and thus accuracy can be achieved.
In einer anderen Weiterbildung kann die Sensoranordnung dazu eingerichtet sein, der Steuereinrichtung das Rückkopplungssignal zur Verfügung zu stellen, über das ein Abschnitt der Sensoranordnung bestimmbar ist, in dem das Lichtsignal auf die Sensoranordnung trifft. Ausgehend von dem bestimmten Abschnitt kann beispielsweise ermittelt werden, wie die Komponenten des Kalibriersystems zueinander ausgerichtet sind.In another development, the sensor arrangement can be set up to provide the control device with the feedback signal via which a section of the sensor arrangement can be determined in which the light signal hits the sensor arrangement. Starting from the specific section, it can be determined, for example, how the components of the calibration system are aligned with one another.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, einen Benutzer in Abhängigkeit von einem Abschnitt der Sensoranordnung in dem das Lichtsignal auf die Sensoranordnung trifft, eine Empfehlung zum Ausrichten des Kalibriersystems auszugeben. Die Empfehlung kann im einfachsten Fall darauf hindeuten, dass die Ausrichtung (noch) nicht korrekt ist, kann aber auch detaillierter sein und beispielsweise auch eine Richtungsangabe dahingehend enthalten, in welche Richtung z.B. die Lichtsignalquelle ausgehend von einer momentanen Position bewegt oder verlagert werden muss, um eine bessere oder korrekte Ausrichtung zu erreichen.According to a further development, the control device can be set up to recommend a user as a function of a section of the sensor arrangement in which the light signal hits the sensor arrangement Output calibration system. In the simplest case, the recommendation can indicate that the alignment is (still) incorrect, but it can also be more detailed and, for example, also contain a directional information in which direction, for example, the light signal source must be moved or shifted from a current position in order to to achieve a better or correct alignment.
In einer Weiterbildung kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, eine Kalibrierung der Erfassungseinrichtung so lange zu verhindern, bis das Lichtsignal in einem vorbestimmten Abschnitt auf die Sensoranordnung trifft. In one development, the control device can be set up to prevent calibration of the detection device until the light signal hits the sensor arrangement in a predetermined section.
Damit kann bewerkstelligt werden, dass eine Freigabe des Kalibrierprozesses oder ein Start eines Kalibrierprogramms erst dann erfolgen, wenn eine korrekte Ausrichtung des Kalibriersystems erreicht worden ist.This enables the calibration process to be released or a calibration program to be started only when the calibration system has been correctly aligned.
Eine besonders gute Rückkopplung von der Sensoranordnung zu der Lichtquelle bzw. der Steuereinrichtung kann erreicht werden, wenn die Kommunikationsschnittstelle, gemäß einer Weiterbildung, eine Funkschnittschnittstelle umfasst. Diese kann nach einem geeigneten Funkstandard ausgeführt sein, und beispielsweise ein Bluetooth-Modul oder Wireless-LAN-Modul aufweisen. Dadurch sind ein hohes Maß an Flexibilität und eine besonders leichte Handhabung gegeben.A particularly good feedback from the sensor arrangement to the light source or the control device can be achieved if, according to a further development, the communication interface comprises a radio interface. This can be designed according to a suitable radio standard and can have, for example, a Bluetooth module or wireless LAN module. This provides a high degree of flexibility and particularly easy handling.
Gemäß einer anderen Weiterbildung kann die Kommunikationsschnittstelle eine Datenleitungsschnittstelle umfassen. Dies ermöglicht beispielsweise über Ethernet oder ähnliches eine vergleichsweise kostengünstige Bereitstellung und ggf. eine hohe Datenübertragungsrate.According to another development, the communication interface can comprise a data line interface. This enables, for example, a comparatively inexpensive provision and possibly a high data transmission rate via Ethernet or the like.
Es wird auch ein Verfahren zum Kalibrieren einer Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, das insbesondere mittels des vorstehend beschriebenen Kalibiersystems durchgeführt werden kann. Es umfasst die folgenden Schritte:
- - Aussenden eines Lichtsignals durch eine Lichtsignalquelle. Hierzu kann die Lichtquelle wahlweise aktiviert und deaktiviert werden, wobei während eines Ausrichtens des Kalibriersystems die Lichtquelle aktiv bleiben kann.
- - Empfangen des Lichtsignals durch eine an dem Fahrzeug anbringbare Sensoranordnung, die zum Unterscheiden von wenigstens zwei unterschiedlichen Abschnitten eines Auftreffens des Lichtsignals eingerichtet ist. Die Sensoranordnung kann an einer vorbestimmten Stelle außen an dem Fahrzeug montiert werden.
- - Aussenden eines Rückkopplungssignals, das eine Information über den Abschnitt des Auftreffens des Lichtsignals enthält, von der Sensoranordnung an eine Steuereinrichtung. Dadurch kann zumindest ungefähr unterschieden werden, an welcher Stelle das Lichtsignal auf die Sensoranordnung trifft.
- - Sending a light signal through a light signal source. For this purpose, the light source can optionally be activated and deactivated, it being possible for the light source to remain active during alignment of the calibration system.
- - Receiving the light signal by a sensor arrangement which can be attached to the vehicle and which is set up to distinguish at least two different sections of an incident of the light signal. The sensor arrangement can be mounted at a predetermined location on the outside of the vehicle.
- - Sending a feedback signal, which contains information about the section of the incident of the light signal, from the sensor arrangement to a control device. This makes it possible to at least roughly differentiate at which point the light signal hits the sensor arrangement.
Das Verfahren kann insbesondere das Ausrichten der Komponenten des Kalibriersystems erleichtern und ggf. mit einer verbesserten Ausrichtung das eigentliche Kalibrieren der Erfassungseinrichtung verbessern.The method can in particular facilitate the alignment of the components of the calibration system and, if necessary, improve the actual calibration of the detection device with an improved alignment.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Lichtsignalquelle in Abhängigkeit einer Ausgabe der Steuereinrichtung an einen Benutzer relativ zu einer Bezugsachse des Fahrzeugs ausgerichtet werden. Damit kann der Benutzer durch den Ausrichtprozess geführt werden, bis eine gewünschte Ausrichtung der Komponenten des Kalibriersystems erreicht ist.According to a development, the light signal source can be aligned relative to a reference axis of the vehicle as a function of an output from the control device to a user. This allows the user to be guided through the alignment process until a desired alignment of the components of the calibration system is achieved.
In einer Weiterbildung kann die Kalibrierung der Erfassungseinrichtung erst dann zugelassen werden, wenn ein erster Abstandzwischen der Sensoranordnung eines ersten Rads des Fahrzeugs zu der Lichtsignalquelle und ein zweiter Abstand zwischen der Sensoranordnung eines zweiten Rads des Fahrzeugs zu der Lichtsignalquelle in einem vorbestimmten Bereich, insbesondere Wertebereich, liegen. Damit lässt sich eine vorbestimmte Ausrichtung des Kalibriersystem relativ zu dem Fahrzeug und insbesondere zur Fahrachse, die sogenannte thrust line, oder zur Fahrzeugmittelachse (in Englisch: vehicle center line) erreichen.In a further development, the calibration of the detection device can only be permitted when a first distance between the sensor arrangement of a first wheel of the vehicle and the light signal source and a second distance between the sensor arrangement of a second wheel of the vehicle and the light signal source in a predetermined range, in particular value range, lie. A predetermined alignment of the calibration system relative to the vehicle and in particular to the driving axis, the so-called thrust line, or to the vehicle center axis (in English: vehicle center line) can thus be achieved.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further measures improving the invention are described below together with the description of the preferred exemplary embodiments of the invention with reference to figures.
FigurenlisteFigure list
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein schematisch dargestelltes Kalibriersystem für eine Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs. -
2 eine Sensoranordnung zur Anbringung an einem Fahrzeug und -
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kalibrieren einer Erfassungseinrichtung eines Fahrzeugs.
-
1 a schematically illustrated calibration system for a detection device of a vehicle. -
2nd a sensor arrangement for attachment to a vehicle and -
3rd a flowchart of a method for calibrating a detection device of a vehicle.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren sind gleiche, gleichwirkende oder ähnliche Elemente durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.The figures are only schematic and are not to scale. In the figures, the same, equivalent or similar elements are provided with the same reference numerals throughout.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Das Kalibriersystem
Anhand von
Zunächst soll das Kalibriersystem
Dann wird die Lichtsignalquelle
Über die Steuereinrichtung
Mit dem korrekt ausgerichteten Kalibriersystem
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