WO2021058409A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer soll-position eines umgebungssensors eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer soll-position eines umgebungssensors eines fahrzeugs Download PDF

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Katharina BURGER
Willibald Reitmeier
Friedbert Stuhlfelner
Philipp SEIFERT
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Vitesco Technologies GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a target position of an environmental sensor of a vehicle.
  • the present invention also relates to a device for determining a target position of an environmental sensor of a vehicle.
  • Modern vehicles usually have a large number of driver assistance systems which have environmental sensors for monitoring the surroundings of the vehicle.
  • Such systems assist, for example, when parking, when changing lanes or implement other functions such as ACC (Adaptive Cruise Control) functions, lane keeping functions, emergency braking functions and the like.
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • lane keeping functions lane keeping functions
  • emergency braking functions emergency braking functions and the like.
  • the data provided by the environmental sensors represent the most exact possible representation of the real conditions.
  • the environmental sensors are usually calibrated with regard to their installation position and their installation orientation (orientation) in the vehicle. If the environmental sensors are also sensors that measure a relative speed, such as, for example, radar or ultrasonic sensors, the relative speed measured by the sensors is also calibrated in advance.
  • the term “calibrate” in this context means that an actual actual installation position, actual installation orientation and actual relative speed are assigned to a desired or assumed setpoint installation position, setpoint orientation and setpoint relative speed.
  • the calibration ensures that the data made available by the environmental sensors, such as, for example, distance, alignment / position and possibly relative speed of an object, are the real ones Correspond to the circumstances.
  • Such a calibration is usually carried out before delivery of the vehicle by means of external calibration objects.
  • the object of the present invention is therefore to create a possibility with which a calibration of an environmental sensor that has taken place once can be updated or tracked in a simple and inexpensive manner.
  • a method for determining a target position or a target installation position of an environmental sensor of a vehicle by means of a vehicle-side add-on element serving as a calibration object is created, the environment sensor and the vehicle-side add-on element being movable relative to one another.
  • the method comprises the following steps: determining a first actual position or a first actual installation position of the environmental sensor in a first relative position between the environment sensor and the vehicle-side add-on element, moving the environment sensor and / or the vehicle-side add-on element from the first relative position to a second relative position between the environment sensor and the vehicle-side add-on element, determining a second actual position or a second actual installation position of the environment sensor in the second relative position and determining the target position or the target installation position of the environmental sensor by averaging the first actual position and the second actual position to an averaged actual position and assigning the averaged actual position as the target position.
  • the method according to the first aspect is based, in particular, on the knowledge that the actual or actual installation position of the environmental sensor varies over the course of the life of the vehicle, for example due to the setting behavior of the environmental sensor, accidents in the vehicle or also due to environmental influences such as stone chips and the consequent Under certain circumstances, the distortion of the bodywork deviates from the original (factory-set) target installation position. Due to the deviation between the actual installation position or actual position of the environmental sensor and the target installation position or target position of the environmental sensor, the sensor data may be decalibrated, with the result that the data provided by the environmental sensor is inaccurate or are faulty.
  • the idea of the invention is to recalibrate an environment sensor that has been decalibrated once without additional, external calibration objects, or to correct the calibration that has been set once.
  • the invention is based on the knowledge that by a relative movement between the environment sensor and the vehicle-side add-on element, several relative positions between the vehicle-side add-on element and the environment sensor can be obtained, for each of which a respective actual position can then be determined, which is then determined by averaging be transferred to an averaged actual position and this averaged actual position is then used as the target position or target installation position of the environmental sensor.
  • averaging generally means the formation of a further value from given values.
  • the term “averaging” does not only mean arithmetic, geometric, quadratic or weighted averaging of the actual positions, but also the application of other calculation rules to the determined actual positions, such as mathematical filter functions, regressions, etc.
  • the method is also used to determine a nominal orientation or a nominal installation orientation of the environmental sensor.
  • alignment can be understood to mean an orientation or an angular position of a sensor plane of the environmental sensor with respect to reference planes of a coordinate system. The alignment of the environmental sensor is important in order to be able to correctly determine not only the position but also the angular position of an environmental subject relative to the environmental sensor.
  • the method according to the invention in the preferred embodiment therefore includes the following additional steps: Determining an actual orientation or an actual installation orientation of the environmental sensor during the first Relative position, determine a second actual orientation or a second actual installation orientation of the environmental sensor in the second relative position, ie in the relative position that is present after the environmental sensor and / or the vehicle-side add-on elements were moved relative to each other, and finally the determination of the target orientation or the target installation orientation of the environmental sensor by averaging the first actual orientation and the second actual orientation to an averaged actual orientation and assigning the averaged actual orientation as Target alignment.
  • These additional steps make it possible, for example, to recalibrate a setting behavior with regard to an angular position of a sensor plane of the environmental sensor, so that the actual actual installation orientation of the environmental sensor is assigned as the target installation orientation of the environmental sensor.
  • the method is also used to determine a setpoint relative speed to be determined by the environment sensor.
  • This refinement is particularly suitable for environmental sensors which, in addition to a position and orientation of an environmental object, can also determine a relative speed between the vehicle (or the sensor) and the environmental object.
  • environmental sensors are, for example, radar sensors, ultrasonic sensors or other sensors known to those skilled in the art.
  • the calibration of the environmental sensor in addition to the already mentioned calibration of the target position and the target orientation of the environmental sensor, the calibration of the environmental sensor can also be performed determined target relative speed are calibrated. Since, in turn, an external calibration object can be dispensed with and a vehicle-side add-on element serves as the calibration object instead, modern environmental sensors, such as radar or ultrasonic sensors, can also be (re) calibrated easily and inexpensively during the life of the vehicle in this preferred embodiment.
  • moving the environment sensor and / or the vehicle-side add-on element from the first relative position to the second relative position only comprises moving the vehicle-side add-on element relative to the environment sensor.
  • the add-on element on the vehicle side is moved relative to the ambient sensor and not the ambient sensor relative to the add-on element on the vehicle side.
  • the vehicle-side add-on element is, for example, a motor-driven adjustable mirror, in particular a side mirror, of the vehicle
  • the movement of the vehicle-side add-on element is preferably carried out by a motor-driven adjustment of the mirror.
  • the idea here is that, in modern vehicles, the side mirrors in particular can usually be adjusted by a motor anyway.
  • the motorized adjustment of the mirrors can then be used to move the add-on element on the vehicle side relative to the environmental sensor, so that the target position, target orientation and target relative speed of the environmental sensor can be determined quickly and easily.
  • the motorized adjustment of the mirror also has the advantage that every Relative position between the mirror and the environmental sensor, the position, orientation / angular position and speed of the mirror is known and thereby fixed or predetermined reference data for calibrating the environmental sensor with regard to its installation position, installation orientation and the relative speed to be determined by it is possible.
  • the term “mirror” does not designate the reflective surface, but rather the movable add-on element of the vehicle. Whether the reflective surface is a glass surface or a camera is irrelevant in this context.
  • the term “motorized” adjustment of the mirror can also mean an adjustment of the mirror by means of a piezomotor system. Alternatively, it is conceivable that instead of a motorized adjustment of the mirror, a manual adjustment of the mirror takes place and the time course of this is recorded by means of a corresponding sensor.
  • the step of moving the environment sensor and / or the vehicle-side add-on element from the first relative position to the second relative position only comprises moving the environment sensor relative to the vehicle-side add-on element.
  • the environment sensor is moved relative to the vehicle-side add-on element, but not the vehicle-side add-on element relative to the environment sensor.
  • this also includes other distinctive features of the vehicle such as a door handle, an A-pillar, a B-pillar, a C-pillar, a headrest, a rear-view mirror, etc., i.e. all internal or external add-on elements of the vehicle that represent a prominent point in the field of view of the environmental sensor.
  • a motorized adjustable flap such as a tailgate, a vehicle door or a fuel filler cap of the vehicle, then the movement of the environment sensor relative to the vehicle-side add-on element can preferably be done by motorized adjustment the flap.
  • flaps such as tailgates, vehicle doors or the like are usually adjustable by motor anyway, this motorized adjustment can be used to move the environment sensor relative to the vehicle-side add-on element, so that the target position, target orientation and target relative speed can be determined of the environmental sensor, in turn, can be done quickly and easily.
  • a “motorized” adjustment of the flap can be understood not only as an active motorized adjustment of the flap, but also a braking / deceleration of the flap that counteracts a manual movement of the flap by a motor.
  • This particularly preferred embodiment also makes use of the fact that, due to the motorized adjustment of the flap, the position, orientation / angular position and speed of the environmental sensor relative to the vehicle-side attachment element is known in every relative position between the environmental sensor and the vehicle-side attachment element and is therefore fixed or predetermined Reference data for calibrating the environmental sensor with regard to its installation position, installation orientation and the relative speed to be determined by it is possible.
  • the environmental sensor is moved along an additional predetermined calibration path (for example by means of a guide specially set up for this purpose).
  • the step of moving the environment sensor and / or the vehicle-side add-on element from the first relative position to the second relative position includes moving both the environment sensor and the add-on element.
  • both the environment sensor and the add-on element are moved. Due to the movement of the environmental sensor and add-on element, a higher accuracy or a more precise calibration of the environmental sensor can be carried out.
  • a further calibration object located in the vicinity of the vehicle is used to determine the target position or target orientation or target relative speed.
  • This calibration object can be, for example, a floor, a street sign, a lane marking or another striking surrounding object of the vehicle, which can serve as a calibration object.
  • this additional calibration object external to the vehicle can also be a prominent point of a vehicle driving ahead or behind.
  • the accuracy of the calibration can be further increased, for example also through a possibly dynamic relative movement between the environmental sensor and the additional calibration object.
  • the environment sensor is a first environment sensor and the vehicle has at least one further, second environment sensor, a target position of the at least one further (second) environment sensor being determined by means of the target position of the first environment sensor.
  • a target alignment of the at least one further (second) environmental sensor is determined by means of the target alignment of the first environmental sensor.
  • a target relative speed of the at least one further (second) environmental sensor is determined by means of the target relative speed of the first environmental sensor.
  • the target position, the target orientation and the target relative speed of further environmental sensors of the vehicle can be determined with the aid of the target position, target orientation and target relative speed of the (first) environmental sensor.
  • the environment sensor is a radar sensor and the first actual position and / or the second actual position of the environment sensor can be determined by means of a synthetic aperture.
  • a synthetic aperture Such methods are based on the idea that the aperture of a large antenna of the environmental sensor is synthesized from the intensity and phase position of received radar echoes from the environmental sensor. As a result, a higher spatial resolution for determining the first and / or second actual position can be achieved.
  • a device for determining a target position of an environmental sensor of a vehicle by means of a vehicle-side add-on element serving as a calibration object, the environment sensor and the vehicle-side add-on element being movable relative to one another.
  • the device according to the second aspect has, inter alia, a computing unit for performing a method according to the first aspect or configurations thereof. This creates a device with which a calibration that has been set can be updated or tracked even during the life of the vehicle.
  • the device also has the environment sensor and the add-on element on the vehicle.
  • FIG. 2 shows a side view of a vehicle to better illustrate the present teaching
  • FIG. 3 shows a further plan view of a vehicle with a further embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 4 shows a further plan view of a vehicle with a further embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 5 shows a further plan view of a vehicle with a further embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a flow chart of an embodiment of a method according to the invention.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a flow chart of a further embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a device 10 for determining a target position, a target orientation and a target relative speed of an environmental sensor 12 of a vehicle 14.
  • the device 10 has, in addition to the environment sensor 12, a vehicle-side add-on element 16 serving as a calibration object, which in the specific example of FIG. 1 is a motor-driven mirror, in particular a side mirror, of the vehicle 14.
  • the device 10 also has a computing unit 18, which is operationally connected to the vehicle-side add-on element or side mirror 16 and the Environment sensor 12 is connected.
  • the environment sensor 12 is, for example, a radar sensor or an ultrasonic sensor.
  • the motorized adjustable side mirror 16 can be moved between a first position 20 and a second position 22.
  • Moving the side mirror 16 results in a first relative position between the side mirror 16 and the environment sensor 12, which is defined by the first position 20 of the side mirror 16 relative to the position of the environment sensor 12, and a second relative position between the side mirror 16 and the environment sensor 12 , which is defined by the second position 22 of the side mirror 16 relative to the position of the environmental sensor 12.
  • the positions 20, 22 and the position of the environmental sensor which can be an installation position of the environmental sensor 12, for example, is specified in x, y and z coordinates with the aid of a Cartesian coordinate system, which has the reference number 24 in FIG.
  • the side mirror 16 has the Cartesian coordinates xO, yO, zO in the first position and the Cartesian coordinates x1, y1 and z1 in the second position 22.
  • the x-axis of the Cartesian coordinate system denotes a front-rear direction with respect to the vehicle 14
  • the z-axis of the Cartesian coordinate system denotes an up-and-down direction with respect to the vehicle 14
  • the y-axis denotes a direction perpendicular to x-axis and perpendicular to the z-axis and pointing away from vehicle 14.
  • the coordinate system does not have to be a Cartesian coordinate system, but can be chosen as desired.
  • the coordinate system 24 shown in FIG. 1 serves only to illustrate the present teaching.
  • the z coordinate in position 22 has the same value as the z coordinate in position 20. This is also only exemplary and is not intended to be limiting be interpreted.
  • the side mirror 16 has a speed v0 in the first position 20 and the side mirror 16 has a speed v1 in the second position 22.
  • the environment sensor 12 has an installation position which has been set at the factory and which is defined by the Cartesian coordinates xSens, ySens and zSens.
  • a sensor plane of the environmental sensor 12 has an angle alphaSens in the xy plane. As indicated in FIG.
  • the sensor plane of the environmental sensor 12 also has an angle betaSens in the xz plane.
  • the environment sensor 12 can furthermore determine a relative speed to an environment object, such as, for example, the side mirror 16. This is indicated generally by the designation vSens in FIG.
  • the environmental sensor 12 can measure both the position (exemplarily given by the x, y, z coordinates) and the spatial location or orientation (exemplarily given by angles with respect to the xy and xz planes) of the side mirror 16 relative to the sensor plane of the Determine environment sensor 12, as well as a relative speed between the side mirror 16 and the environment sensor 12, and that in each relative position between the side mirror 16 and the environment sensor 12, i. H. in each position 20 and 22.
  • the environment sensor 12 determines, for example, in the first position 20 of the side mirror 16, the coordinates xO, yO and zO and the angles of the side mirror 16 with respect to the xy or xz plane (not shown for better clarity) as well as a relative speed vO between the side mirror 16 and the environment sensor 12.
  • the environment sensor 12 determines, for example, the coordinates x1, y1 and z1, the angle of the side mirror 16 with respect to the xy or xz plane (not for better clarity shown) as well as a relative speed v1 between the side mirror 16 and the environment sensor 12.
  • the environment sensor delivers for each of these relative positions between the side mirror 16 and the environment sensor 12 (ie for each position 20, 22) 12 that is, data records that describe a position and a location / orientation of the side mirror 16 relative to the environment sensor 12 as well as a relative speed between the side mirror 16 and the environment sensor 12.
  • the side mirror 16 moves along a predetermined path due to the motorized adjustment and therefore both the speed and the position / orientation as well as the position of the side mirror 16 relative to the ambient sensor 12 is known at any point in time of the movement, it can be based on the the data sets provided by the environment sensor 12, the computing unit 18 the actual position or orientation, ie the actual position and actual orientation of the environment sensor 12, as well as the actual relative speed, ie the actual relative speed between the side mirror 16 and the environment sensor 12, for each of the positions 20, 22. Subsequently, the computing unit 18 averages the actual positions obtained to an averaged actual position, the computing unit 18 averages the actual alignments obtained to an averaged actual alignment and the computing unit 18 averages the actual relative speeds obtained to an averaged actual relative speed.
  • the averaged actual position is finally assigned or stored as the actual position or as the target position of the environmental sensor 12 (in the form of the coordinates xSens, ySens and zSens).
  • the averaged actual alignment is assigned or stored as the actual alignment or as the target alignment of the environmental sensor 12 (in the form of the angles alphaSens, betaSens).
  • the averaged actual relative speed is assigned or stored as the target relative speed (in the form of vSens).
  • an installation position of the environmental sensor 12 that has been stored, for example, at the factory is updated or tracked, since the actual installation position of the environmental sensor 12 is assigned as the target installation position.
  • an installation orientation of the environmental sensor 12 stored once at the factory is updated or tracked, since the actual installation orientation of the environmental sensor 12 is assigned as the target installation orientation.
  • a relative speed that is stored once at the factory and to be determined by the environmental sensor 12 is updated or stored in that the actual relative speed determined by the environment sensor 12 is assigned as the target relative speed. The update increases the accuracy of the data made available by the environment sensor 12 and improves the reliability of the environment sensor 12 or the reliability of the driver assistance systems connected to the environment sensor 12.
  • FIG. 3 shows a further device 10 for determining a target position, target orientation and target relative speed of the environmental sensor 12.
  • the add-on element on the vehicle side is not moved, but the environmental sensor 12 is moved.
  • the environment sensor 12 is arranged on a flap 24 of the vehicle 14.
  • the flap 24 is a side door of the vehicle 14.
  • the flap 24 can also be a patch flap, a tank lid or another movable flap of the vehicle 14.
  • the flap or side door 24 can also be adjusted by a motor. As a result of the motorized adjustment of the flap 24, the environmental sensor 12 can move along a predetermined path. The movement of the side door 24 in turn results in a change in the relative position between the environmental sensor 12 and the add-on element on the vehicle side.
  • the environment sensor 12 is therefore shown in FIG. 3 in two positions 26, 28. In the first position 26, the flap or side door 24 is shown in the closed state and the environment sensor 12 has the coordinates xSensl, ySensl, zSensl and the speed vSensl. In the second position 28, the flap or side door 24 is in an open state and the environment sensor 12 has the coordinates xSens2, ySens2, zSens2 and the speed vSens2.
  • the add-on element on the vehicle side is not a side mirror (as shown in FIG is designated.
  • the A-pillar 30 is thus used as a calibration object for the environment sensor 12.
  • the environment sensor 12 can now deliver data sets for each of the positions 26, 28 or for each relative position between the environment sensor 12 and the A-pillar 30, which include a position and a position / orientation of the A-pillar 30 relative to the environment sensor 12 as well as a Describe the relative speed between the A-pillar 30 and the environmental sensor 12.
  • the arithmetic unit 18 can determine the actual position or orientation, ie the actual position and actual orientation of the environment sensor 12, as well as the actual relative speed, ie the actual Determine the relative speed between the A-pillar 30 and the environmental sensor 12 for each of the positions 26, 28 or each of the relative positions.
  • the arithmetic unit 18 then averages the obtained actual positions to an averaged actual position or the arithmetic unit 18 averages the obtained actual alignments to an averaged actual alignment or the arithmetic unit 18 averages them obtained actual relative speeds to an averaged actual relative speed and stored the averaged actual position as the actual position or target position (in the form of xSens, ySens, zSens) of the environment sensor 12 or the averaged actual orientation as the actual orientation or
  • the target alignment of the environmental sensor 12 in the form of the angles alphaSens, betaSens
  • the averaged actual relative speed between the environmental sensor 12 and the A-pillar 30 is stored as the target relative speed (in the form of vSens).
  • the advantage of moving the environment sensor 12 relative to the add-on element on the vehicle side or to the A-pillar 30 is, inter alia, that non-movable add-on elements on the vehicle side can now also be used as calibration objects.
  • a rear-view mirror, a B-pillar, a C-pillar, a headrest or another useful internal or external vehicle-side add-on element can be used as the calibration object.
  • FIG. 4 shows a further device 10 for determining a target position, target orientation and target relative speed of the environmental sensor 12.
  • both the environment sensor 12, which in the specific example of FIG. 4 is mounted on a motorized adjustable flap 32 or a rear side door, are used in the device 10 of FIG , as well as the add-on element on the vehicle side, which in the specific example of FIG. 4 is an inner door handle 34 of the flap or of the front side door 24, moves.
  • the rear side door 32 or the environment sensor 12 is only shown in a single position (represented by the coordinates xSens, ySens, zSens and the speed vSens) and is also the vehicle-side add-on element or the inner one Door handle 34 is only shown in a single position (represented by the coordinates xAT, yAT, zAT and the speed vAT).
  • both the rear side door 32 and the front side door 24 can be adjusted by a motor and as a result, both the environment sensor 12 and the vehicle-mounted add-on element or the inner door handle 34 are moved along a given path, there is for each relative position between the environment sensor 12 and the vehicle-side add-on element 34 knows the relative speed between the environment sensor 12 and the vehicle-side add-on element 34, as well as the location / orientation and the position of the vehicle-side add-on element 34 relative to the environment sensor 12.
  • the computing unit 18 the actual position or orientation, ie the actual position and actual orientation of the environment sensor 12, as well as the actual relative speed, ie the actual relative speed between the vehicle-side add-on element 34 and the environment sensor 12, for each relative position determine between the vehicle-side add-on element 34 and environment sensor 12.
  • the arithmetic unit 18 then averages the actual positions obtained to an averaged actual position or the arithmetic unit 18 averages the actual alignments obtained to an averaged actual alignment or the arithmetic unit 18 averages the actual relative speeds obtained to an averaged actual position.
  • the computing unit 18 assigns the averaged actual position as the target position of the environmental sensor 12 or the averaged actual alignment as the target alignment of the environmental sensor 12 or the averaged actual relative speed between the environmental sensor 12 and the vehicle-side add-on element 34 as the target -Relative speed too.
  • the advantage of a movement of the environment sensor 12 and the vehicle-side add-on element 34 is, among other things, that more and more different relative positions can be generated during the movement of the environment sensor 12 and the vehicle-side add-on element 34, and thereby greater accuracy when determining the target position or target position. Alignment or target relative speed can be achieved.
  • FIG. 5 shows a further device 10 for determining a target position, target orientation and target relative speed of the environmental sensor 12.
  • a further calibration object 36 located in the vicinity of the vehicle 14 is used to determine the target position or the target orientation or The nominal relative speed of the environmental sensor 12 is used.
  • the further or additional calibration object 36 is a prominent point of a vehicle 38 driving ahead.
  • the prominent point can, for example, be the license plate of the preceding vehicle Vehicle 38 be.
  • the additional calibration object 36 can, however, also be a floor, a street sign, a lane marking or another distinctive object surrounding the vehicle 14.
  • the accuracy of the calibration can be further increased, since the calibration object 36 can be used as an additional reference object for determining the target position, target orientation and target relative speed of the environmental sensor 12.
  • the additional calibration object 36 is, for example, a prominent location of a vehicle 38 driving ahead
  • the position (indicated by the coordinates xK, yK, zK) and the relative speed can be measured, for example, by means of a further environmental sensor 40 of the vehicle 14 can be determined between the additional calibration object 36 and the further environment sensor 40 (indicated by vK) and the data records obtained by the further environment sensor 40 can be used in addition to the data records obtained by the environment sensor 12 by means of the computing unit 18 to determine the target position, target orientation and Set relative speed for the environment sensor 12 can be used.
  • the environment sensor 40 can also be a higher-level computing and receiving unit of the vehicle 14, which can exchange data bidirectionally with the environment sensor 12.
  • the further environment sensor 40 is calibrated with regard to its own target position, target orientation and target relative speed with the aid of the target position, target orientation and target relative speed of the environment sensor 12 that have already been determined.
  • the computing unit 18 can take into account, for example, the relative positions of the environmental sensors 12, 40, the relative orientations of the environmental sensors 12, 40 and the relative speeds determined by the environmental sensors 12, 40.
  • FIG. 6 is a schematic representation of a flow chart of a method according to the invention for determining a Shows the target position, a target orientation or a target relative speed of an environmental sensor.
  • the method begins at step 600.
  • step 602 in which, for example, a first actual position, a first actual orientation and a first actual relative speed for the environment sensor, for example the environment sensor 12, are determined by means of the arithmetic unit 18.
  • the environmental sensor 12 and / or the add-on element on the vehicle side is now moved.
  • the vehicle-side add-on element (side mirror) 16 can be moved relative to the environment sensor 12.
  • the environment sensor 12 can also be moved relative to the add-on element (A-pillar 30) on the vehicle.
  • both the environment sensor 12 and the add-on element on the vehicle side (inner door handle) 34 are moved. Moving the environment sensor 12 and / or the add-on element on the vehicle side changes a first relative position present between the environment sensor 12 and the add-on element on the vehicle side to a second relative position.
  • a second actual position, a second actual orientation and a second actual relative speed for the environment sensor 12 are determined, for example by means of the computing unit 18, in the second relative position between the vehicle-side add-on element and the environmental sensor 12.
  • the first actual position and the second actual position are averaged to an averaged actual position (for example again by means of the arithmetic unit 18) and this averaged actual position is finally assigned to the target position of the environmental sensor 12.
  • the first actual orientation and the second actual orientation are averaged to form an averaged actual orientation, and this averaged actual orientation is finally assigned to the target orientation of the environmental sensor 12.
  • the first actual relative speed and the second actual relative speed are averaged to form an averaged actual relative speed, and this averaged actual relative speed is finally assigned to the setpoint relative speed.
  • the method finally ends at step 614.
  • FIG. 7 shows a variant of the method from FIG.
  • the method of FIG. 7, like the method of FIG. 6, has steps 600 to 612.
  • a target position of a further environment sensor for example environment sensor 40 from FIG. 5 is determined.
  • a target alignment of the additional environmental sensor for example, environmental sensor 40
  • a target relative speed of the further environmental sensor for example, environmental sensor 40

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Abstract

Es ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Position (xSens, ySens, zSens) eines Umgebungssensors (12) eines Fahrzeugs (14) mittels eines als Kalibrierobjekt dienenden fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34) offenbart, wobei der Umgebungssensor (12) und das fahrzeugseitige Anbauelement (16, 30, 34) relativ zueinander bewegbar sind und das Verfahren aufweist: Ermitteln einer ersten Ist-Position des Umgebungssensors (12) bei einer ersten Relativlage zwischen dem Umgebungssensor (12) und dem fahrzeugseitigen Anbauelement (16, 30, 34), Bewegen des Umgebungssensors (12) und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34) von der ersten Relativlage zu einer zweiten Relativlage zwischen dem Umgebungssensor (12) und dem fahrzeugseitigen Anbauelement (16, 30, 34), Ermitteln einer zweiten Ist-Position des Umgebungssensors (12) bei der zweiten Relativlage und Bestimmen der Soll-Position (xSens, ySens, zSens) des Umgebungssensors (12) durch Mitteln der ersten Ist-Position und der zweiten Ist-Position zu einer gemittelten Ist-Position und Zuordnen der gemittelten Ist-Position als Soll-Position (xSens, ySens, zSens).

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Soll-Position eines Umgebungssensors eines Fahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Position eines Umgebungssensors eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Soll-Position eines Umgebungssensors eines Fahrzeugs.
Moderne Fahrzeuge verfügen üblicherweise über eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen, die Umgebungssensoren zur Überwachung einer Umgebung des Fahrzeugs aufweisen. Derartige Systeme assistieren beispielsweise beim Einparken, beim Spurwechsel oder realisieren andere Funktionen wie ACC (Adaptive Cruise Control) Funktionen, Spurhaltefunktionen, Notbremsfunktionen und dergleichen. Für eine sichere und korrekte Funktionsweise der Systeme ist es jedoch notwendig, dass die von den Umgebungssensoren zur Verfügung gestellten Daten ein möglichst exaktes Abbild der realen Verhältnisse darstellen.
Um dies zu gewährleisten werden die Umgebungssensoren üblicherweise bezüglich ihrer Einbauposition und ihrer Einbauausrichtung (Orientierung) im Fahrzeug kalibriert. Wenn es sich bei den Umgebungssensoren zudem um eine Relativgeschwindigkeit messende Sensoren handelt, wie bspw. Radar- oder Ultraschallsensoren, wird auch die von den Sensoren gemessene Relativgeschwindigkeit vorab kalibriert. Der Begriff „kalibrieren“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass einer gewünschten bzw. vermuteten Soll-Einbauposition, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit eine tatsächliche Ist-Einbauposition, Ist-Einbauausrichtung und Ist-Relativgeschwindigkeit zugeordnet wird. Die Kalibrierung stellt sicher, dass die von den Umgebungssensoren zur Verfügung gestellten Daten, wie bspw. Abstand, Ausrichtung/Lage und ggf. Relativgeschwindigkeit eines Objekts, den wirklichen Verhältnissen entsprechen. Eine derartige Kalibrierung wird üblicherweise vor Auslieferung des Fahrzeugs mittels externer Kalibrierobjekte vorgenommen.
Allerdings hat sich gezeigt, dass im Verlauf der Lebensdauer des Fahrzeugs aufgrund verschiedener Einflüsse eine Dekalibrierung der Umgebungssensoren auftreten kann. Diese Dekalibrierung führt dazu, dass die von den Umgebungssensoren zur Verfügung gestellten Daten nicht mehr die tatsächlichen, realen Verhältnisse widerspiegeln. Mit anderen Worten liefert der Umgebungssensor bspw. eine Entfernung von 10 cm zu einem Objekt, obwohl es tatsächlich nur 8 cm sind. Ein derartiges Missverhältnis zwischen den von den Umgebungssensoren gelieferten Daten und den tatsächlich vorhandenen Daten bzw. Verhältnissen kann bspw. durch ein Setzverhalten der Umgebungssensoren, durch Unfälle (BeschädigungenA/erzug der Karosserie) des Fahrzeugs oder auch durch Umwelteinflüsse wie Steinschläge etc. auftreten. Die Dekalibrierung kann nicht nur dazu führen, dass die Fahrerassistenzsysteme nicht mehr mit der nötigen Genauigkeit arbeiten. Im schlimmsten Fall kann eine Dekalibrierung sogar ein erhöhtes Risiko für die Fahrzeuginsassen darstellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der eine einmal erfolgte Kalibrierung eines Umgebungssensors auf einfache und kostengünstige Weise aktualisiert bzw. nachgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. einer Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Position bzw. einer Soll-Einbauposition eines Umgebungssensors eines Fahrzeugs mittels eines als Kalibrierobjekt dienenden fahrzeugseitigen Anbauelements geschaffen, wobei der Umgebungssensor und das fahrzeugseitige Anbauelement relativ zueinander bewegbar sind. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Ermitteln einer ersten Ist-Position bzw. einer ersten Ist-Einbauposition des Umgebungssensors in einer ersten Relativlage zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement, Bewegen des Umgebungssensors und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements von der ersten Relativlage zu einer zweiten Relativlage zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement, Ermitteln einer zweiten Ist-Position bzw. einer zweiten Ist-Einbauposition des Umgebungssensors bei der zweiten Relativlage und Bestimmen der Soll-Position bzw. der Soll-Einbauposition des Umgebungssensors durch Mitteln der ersten Ist-Position und der zweiten Ist-Position zu einer gemittelten Ist-Position und Zuordnen der gemittelten Ist-Position als Soll-Position.
Dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass sich die tatsächliche bzw. Ist-Einbauposition des Umgebungssensors im Verlaufe der Lebensdauer des Fahrzeugs beispielsweise durch ein Setzverhalten des Umgebungssensors, durch Unfälle des Fahrzeugs oder auch durch Umwelteinflüsse wie Steinschläge und dem damit unter Umständen einhergehenden Verzug der Karosserie von der ursprünglichen (werksseitig eingestellten) Soll-Einbauposition abweicht. Aufgrund der Abweichung zwischen der Ist-Einbauposition bzw. Ist-Position des Umgebungssensors und der Soll-Einbauposition bzw. Soll-Position des Umgebungssensors kann es zu einer Dekalibrierung der Sensordaten kommen, mit der Folge, dass die vom Umgebungssensor zur Verfügung gestellten Daten ungenau oder fehlerhaft sind. Die Idee der Erfindung besteht darin, einen einmal dekalibrierten Umgebungssensor ohne zusätzliche, externe Kalibrierobjekte erneut zu kalibrieren, bzw. die einmal eingestellte Kalibrierung entsprechend nachzuführen. Deshalb wird vorgeschlagen, ein fahrzeugseitiges Anbauelement als Kalibrierobjekt zu verwenden, sodass ein externes Kalibrierobjekt nicht länger benötigt wird. Darüber hinaus beruht die Erfindung auf Erkenntnis, dass durch eine relative Bewegung zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement mehrere Relativlagen zwischen dem fahrzeugseitigen Anbauelement und dem Umgebungssensor gewonnen werden können, für die dann jeweils eine jeweilige Ist-Position ermittelt werden kann, die anschließend durch Mitteln zu einer gemittelten Ist-Position überführt werden und diese gemittelte Ist-Position dann als Soll-Position bzw. Soll-Einbauposition des Umgebungssensors verwendet wird. Im Rahmen dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „Mitteln“ allgemein das Bilden eines weiteren Wertes aus gegebenen Werten. Mit dem Begriff „Mitteln“ ist also nicht nur ein arithmetisches, geometrisches, quadratisches oder gewichtetes Mitteln der Ist-Positionen gemeint, sondern auch das Anwenden anderer Rechenvorschriften auf die ermittelten Ist-Positionen, wie bspw. mathematische Filterfunktionen, Regressionen etc.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund der Bewegung zwischen dem fahrzeugseitigen Anbauelement und dem Umgebungssensor mehrere Ist-Positionen des Umgebungssensors berücksichtigt werden können und zudem ein fahrzeugseitiges Anbauelement (und kein fahrzeugexternes Objekt) als Kalibrierobjekt verwendet wird, wird eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, eine einmal vorgenommene Kalibrierung des Umgebungssensors hinsichtlich dessen Soll-Position bzw. Soll-Einbauposition während der Lebensdauer des Fahrzeugs zuverlässig nachzuführen bzw. zu aktualisieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient das Verfahren ferner zum Bestimmen einer Soll-Ausrichtung bzw. einer Soll-Einbauausrichtung des Umgebungssensors. Unter dem Begriff „Ausrichtung“ kann im Zusammenhang mit dieser Offenbarung eine Orientierung bzw. eine Winkellage einer Sensorebene des Umgebungssensors bzgl. Referenzebenen eines Koordinatensystems verstanden werden. Die Ausrichtung des Umgebungssensors ist wichtig, um nicht nur die Position, sondern auch die Winkellage eines Umgebungssubjekts relativ zum Umgebungssensor korrekt bestimmen zu können. Da im Verlaufe der Lebensdauer des Fahrzeugs auch eine Dekalibrierung hinsichtlich der Soll-Einbauausrichtung des Umgebungssensors erfolgen kann, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren in der bevorzugten Ausgestaltung daher die folgenden zusätzlichen Schritte: Ermitteln einer Ist-Ausrichtung bzw. einer Ist-Einbauausrichtung des Umgebungssensors bei der ersten Relativlage, ermitteln einer zweiten Ist-Ausrichtung bzw. einer zweiten Ist-Einbauausrichtung des Umgebungssensors bei der zweiten Relativlage, d. h. bei der Relativlage, die vorhanden ist, nachdem der Umgebungssensor und/oder das fahrzeugseitige Anbauelement relativ zueinander bewegt wurden, und schließlich das Bestimmen der Soll-Ausrichtung bzw. der Soll-Einbauausrichtung des Umgebungssensors durch Mitteln der ersten Ist-Ausrichtung und der zweiten Ist-Ausrichtung zu einer gemittelten Ist-Ausrichtung und Zuordnen der gemittelten Ist-Ausrichtung als Soll-Ausrichtung. Durch diese zusätzlichen Schritte ist es möglich, auch beispielsweise ein Setzverhalten hinsichtlich einer Winkellage einer Sensorebene des Umgebungssensors nachzukalibrieren, sodass die tatsächliche Ist-Einbauausrichtung des Umgebungssensors als Soll-Einbauausrichtung des Umgebungssensor zugeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient das Verfahren ferner zum Bestimmen einer von dem Umgebungssensor zur ermittelnden Soll-Relativgeschwindigkeit. Diese Ausgestaltung ist besonders für Umgebungssensoren, die neben einer Position und Ausrichtung eines Umgebungsobjekts zudem eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug (bzw. dem Sensor) und dem Umgebungsobjekt ermitteln können. Derartige Umgebungssensoren sind beispielsweise Radarsensoren, Ultraschallsensoren oder andere, dem Fachmann bekannte Sensoren. Da derartige Sensoren auch hinsichtlich der Bestimmung der Relativgeschwindigkeit dekalibriert werden können, wird in dieser bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, das Verfahren um die nun folgende Schritte zu ergänzen: Ermitteln einer ersten Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement bei der ersten Relativlage, Ermitteln einer zweiten Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement bei der zweiten Relativlage und Bestimmen der Soll-Relativgeschwindigkeit durch Mitteln der ersten Ist-Relativgeschwindigkeit und der zweiten Ist-Relativgeschwindigkeit zu einer gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit und Zuordnen der gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit als Soll-Relativgeschwindigkeit.
Durch diese bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann also neben der bereits erwähnten Kalibrierung der Soll-Position und der Soll-Ausrichtung des Umgebungssensors auch die von dem Umgebungssensor zu ermittelnde Soll-Relativgeschwindigkeit kalibriert werden. Da wiederum auf ein externes Kalibrierobjekt verzichtet werden kann und stattdessen ein fahrzeugseitige Anbauelement als Kalibrierobjekt dient, können in dieser bevorzugten Ausgestaltung auch moderne Umgebungssensoren, wie Radar- oder Ultraschallsensoren während der Lebensdauer des Fahrzeugs einfach und kostengünstig (nach)kalibriert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bewegen des Umgebungssensors und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements von der ersten Relativlage zu der zweiten Relativlage nur das Bewegen des fahrzeugseitigen Anbauelements relativ zum Umgebungssensor. Mit anderen Worten wird in dieser Ausgestaltung nur das fahrzeugseitige Anbauelement relativ zum Umgebungssensor bewegt und nicht der Umgebungssensor relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement. Dies hat den Vorteil, dass der (unbewegte) Umgebungssensor bei den verschiedenen Relativlagen zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement immer das gleiche Sichtfeld aufweist. Da sich lediglich das Kalibrierobjekt, nämlich das fahrzeugseitige Anbauelement, in dem festen Sichtfeld des Umgebungssensors bewegt, treten weniger Störeinflüsse bei der Bestimmung der Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit auf. Zudem erfordert diese Art der (Nach)Kalibrierung weniger Rechenleistung im Vergleich zu einem sich in der jeweiligen Relativlage ändernden Sichtfeld.
Wenn das fahrzeugseitige Anbauelement beispielsweise ein motorisch verstellbarer Spiegel, insbesondere Seitenspiegel, das Fahrzeugs ist, erfolgt das Bewegen des fahrzeugseitigen Anbauelements bevorzugt durch eine motorische Verstellung des Spiegels. Die Idee dabei ist, dass in modernen Fahrzeugen insbesondere die Seitenspiegel üblicherweise ohnehin motorisch verstellbar sind. Die motorische Verstellung der Spiegel kann dann für das Bewegen des fahrzeugseitigen Anbauelements relativ zum Umgebungssensor genutzt werden, sodass die Bestimmung der Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors einfach und schnell erfolgen kann. Die motorische Verstellung des Spiegels hat ferner den Vorteil, dass zu jeder Relativlage zwischen dem Spiegel und dem Umgebungssensor die Position, Ausrichtung/Winkellage und Geschwindigkeit des Spiegels bekannt ist und dadurch feste bzw. vorbestimmte Referenzdaten zum Kalibrieren des Umgebungssensors hinsichtlich dessen Einbauposition, Einbauausrichtung und der von ihm zu ermittelnden Relativgeschwindigkeit möglich ist. Im Rahmen dieser Offenbarung bezeichnet der Begriff „Spiegel“ im Übrigen nicht die reflektierende Oberfläche, sondern vielmehr das bewegliche Anbauelement des Fahrzeugs. Ob die spiegelnde Oberfläche nun eine Glasoberfläche ist oder eine Kamera ist in diesem Zusammenhang unerheblich. Unter dem Begriff „motorische“ Verstellung des Spiegels kann in diesem Zusammenhang auch eine Verstellung des Spiegels mittels einer Piezomotorik gemeint sein. Alternativ ist denkbar, dass anstelle einer motorischen Verstellung des Spiegels eine manuelle Verstellung des Spiegels erfolgt und deren zeitlicher Verlauf mittels eines entsprechenden Sensors erfasst wird.
In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Schritt des Bewegens des Umgebungssensors und/oder das fahrzeugseitigen Anbauelements von der ersten Relativlage zu der zweiten Relativlage nur das Bewegen des Umgebungssensors relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement. Mit anderen Worten wird in dieser Ausgestaltung nur der Umgebungssensor relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement bewegt, nicht aber das fahrzeugseitige Anbauelement relativ zum Umgebungssensor. Dies hat zwar den Nachteil, dass sich aufgrund der Bewegung des Umgebungssensors das Sichtfeld des Umgebungssensors in der jeweiligen Relativlage zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement ändert. Jedoch kann zum Kalibrieren des Umgebungssensors jedes zweckmäßige, fahrzeugseitige Anbauelement verwendet werden. Dazu zählen neben den bereits angesprochenen Spiegeln auch andere markante Merkmale des Fahrzeugs wie beispielsweise ein Türgriff, eine A-Säule, eine B-Säule, eine C-Säule, eine Kopfstütze, ein Rückspiegel etc, mithin alle innenliegenden oder außenliegenden Anbauelemente des Fahrzeugs, die eine markante Stelle im Sichtfeld des Umgebungssensors darstellen. Wenn - wie üblicherweise der Fall - der Umgebungssensor zudem an einer motorisch verstellbaren Klappe, wie beispielsweise an einer Heckklappe, an einer Fahrzeugtür oder an einem Tankdeckel des Fahrzeugs, angebracht ist, dann kann das Bewegen des Umgebungssensors relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement bevorzugt durch eine motorische Verstellung der Klappe erfolgen. Da in modernen Fahrzeugen Klappen, wie beispielsweise Heckklappen, Fahrzeugtüren oder dergleichen üblicherweise ohnehin motorisch verstellbar sind, kann diese motorische Verstellung für das Bewegen des Umgebungssensors relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement genutzt werden, sodass die Bestimmung der Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors wiederum einfach und schnell bewerkstelligt werden kann. Unter einer „motorischen“ Verstellung der Klappe kann nicht nur eine aktive motorische Verstellung der Klappe verstanden werden, sondern auch eine einer manuellen Bewegung der Klappe motorisch entgegenwirkende BremsungA/erzögerung der Klappe.
Auch in dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung wird die Tatsache genutzt, dass aufgrund der motorischen Verstellung der Klappe die Position, Ausrichtung/Winkellage und Geschwindigkeit des Umgebungssensors relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement in jeder Relativlage zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitige Anbauelement bekannt ist und dadurch feste bzw. vorbestimmte Referenzdaten zum Kalibrieren des Umgebungssensors hinsichtlich dessen Einbauposition, Einbauausrichtung und der von ihm zu ermittelnden Relativgeschwindigkeit möglich ist.
Auch ist es denkbar, dass eine Bewegung des Umgebungssensors entlang einer zusätzlichen vorbestimmten Kalibrierbahn (bspw. mittels einer speziell dafür eingerichteten Führung) erfolgt.
In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Schritt des Bewegens des Umgebungssensors und/oder das fahrzeugseitigen Anbauelements von der ersten Relativlage zu der zweiten Relativlage das Bewegen von sowohl dem Umgebungssensor als auch dem Anbauelement. Mit anderen Worten wird in dieser Ausgestaltung sowohl der Umgebungssensor bewegt wie auch das Anbauelement. Aufgrund der Bewegung von Umgebungssensor und Anbauelement kann eine höhere Genauigkeit bzw. eine präzisere Kalibrierung des Umgebungssensors durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Bestimmen der Soll-Position bzw. Soll-Ausrichtung bzw. Soll-Relativgeschwindigkeit ein weiteres, in der Umgebung des Fahrzeugs befindliches Kalibrierobjekt verwendet. Dieses Kalibrierobjekt kann beispielsweise ein Boden, ein Straßenschild, eine Fahrbahnmarkierung oder ein anderes markantes Umgebungsobjekt des Fahrzeugs sein, das als Kalibrierobjekt dienen kann. Insbesondere kann dieses fahrzeugexterne, weitere Kalibrierobjekt auch eine markante Stelle eines voranfahrenden oder hinterherfahrenden Fahrzeugs sein. Mithilfe eines zusätzlichen Kalibrierobjekts, das nun auch extern vom Fahrzeug vorhanden sein kann, kann die Genauigkeit der Kalibrierung weiter erhöht werden, bspw. auch durch eine möglicherweise dynamische Relativbewegung zwischen dem Umgebungssensor und dem zusätzlichen Kalibrierobjekt.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Umgebungssensor ein erster Umgebungssensor und weist das Fahrzeug mindestens einen weiteren, zweiten Umgebungssensor auf, wobei eine Soll-Position des mindestens einen weiteren (zweiten) Umgebungssensors mittels der Soll-Position des ersten Umgebungssensor bestimmt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung wird ferner eine Soll-Ausrichtung des mindestens einen weiteren (zweiten) Umgebungssensors mittels der Soll-Ausrichtung des ersten Umgebungssensors bestimmt.
In einer weiteren Ausgestaltung wird ferner eine Soll-Relativgeschwindigkeit des mindestens einen weiteren (zweiten) Umgebungssensor aus mittels der Soll-Relativgeschwindigkeit des ersten Umgebungssensors bestimmt. Dadurch können die Soll-Position, die Soll-Ausrichtung wie auch die Soll-Relativgeschwindigkeit weiterer Umgebungssensoren des Fahrzeugs mithilfe der Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des (ersten) Umgebungssensors bestimmt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, dass mehrere Umgebungssensoren untereinander kalibriert werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Umgebungssensor ein Radarsensor und kann die erste Ist-Position und/oder die zweite Ist-Position des Umgebungssensors mittels einer synthetischen Apertur ermittelt werden. Derartige Verfahren beruhen auf der Idee, dass aus Intensität und Phasenlage von empfangenen Radarechos des Umgebungssensors die Apertur einer großen Antenne des Umgebungssensors synthetisiert wird. Dadurch kann eine höhere Ortsauflösung zur Bestimmung der ersten und/oder zweiten Ist-Position erreicht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Soll-Position eines Umgebungssensors eines Fahrzeugs mittels eines als Kalibrierobjekt dienenden fahrzeugseitigen Anbauelements geschaffen, wobei der Umgebungssensor und das fahrzeugseitige Anbauelement relativ zueinander bewegbar sind. Die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt weist unter anderem eine Recheneinheit zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt bzw. Ausgestaltungen davon auf. Dadurch wird eine Vorrichtung geschaffen, mit der eine einmal eingestellte Kalibrierung auch während der Lebensdauer des Fahrzeugs aktualisiert bzw. nachgeführt werden kann.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung ferner den Umgebungssensor und das fahrzeugseitige Anbauelement auf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind, soweit sie auf die Vorrichtung anwendbar sind, auch als vorteilhaft Ausgestaltungen der Vorrichtung anzusehen.
Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen: FIG 1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
FIG 2 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Lehre,
FIG 3 eine weitere Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
FIG 4 eine weitere Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
FIG 5 eine weitere Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
FIG 6 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
FIG 7 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es sei zunächst auf FIG 1 verwiesen, die eine Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Soll-Position, einer Soll- Ausrichtung und einer Soll-Relativgeschwindigkeit eines Umgebungssensors 12 eines Fahrzeugs 14 zeigt. Die Vorrichtung 10 weist hierfür neben dem Umgebungssensor 12 auch ein als Kalibrierobjekt dienendes fahrzeugseitiges Anbauelement 16 auf, das im konkreten Beispiel von FIG 1 ein motorisch verstellbarer Spiegel, insbesondere Seitenspiegel, des Fahrzeugs 14 ist. Die Vorrichtung 10 weist ferner eine Recheneinheit 18 auf, die betriebsmäßig mit dem fahrzeugseitigen Anbauelement bzw. Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12 verbunden ist. Der Umgebungssensor 12 ist beispielsweise ein Radarsensor oder ein Ultraschallsensor.
Wie in FIG 1 zu erkennen ist, kann der motorisch verstellbare Seitenspiegel 16 zwischen einer ersten Position 20 und einer zweiten Position 22 bewegt werden. Durch das Bewegen des Seitenspiegels 16 ergibt sich eine erste Relativlage zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12, der durch die erste Position 20 des Seitenspiegels 16 relativ zur Position des Umgebungssensors 12 definiert ist, und eine zweite Relativlage zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12, der durch die zweite Position 22 des Seitenspiegels 16 relativ zur Position des Umgebungssensors 12 definiert ist. Die Positionen 20, 22 sowie die Position des Umgebungssensors, die beispielsweise eine Einbauposition des Umgebungssensors 12 sein kann, wird in x-, y- und z-Koordinaten mithilfe eines kartesischen Koordinatensystems, das in FIG 1 das Bezugszeichen 24 aufweist, angegeben.
So weist der Seitenspiegel 16 beispielsweise in der ersten Position die kartesischen Koordinaten xO, yO, zO auf und in der zweiten Position 22 die kartesischen Koordinaten x1 , y1 und z1 . Die x-Achse des kartesischen Koordinatensystems bezeichnet dabei eine vorne-hinten-Richtung bezüglich des Fahrzeugs 14, die z-Achse des kartesischen Koordinatensystems bezeichnet eine oben-unten-Richtung bezüglich des Fahrzeugs 14 und die y-Achse bezeichnet eine Richtung, die senkrecht zur x-Achse und senkrecht zur z-Achse steht und weg vom Fahrzeug 14 zeigt.
Das Koordinatensystem muss kein kartesisches Koordinatensystem sein, sondern kann vielmehr beliebig gewählt werden. Das in FIG 1 gezeigte Koordinatensystem 24 dient lediglich der Veranschaulichung der vorliegenden Lehre.
Da sich der Seitenspiegel 16 im konkreten Beispiel von FIG 1 in der xy-Ebene bewegt, weist die z-Koordinate in der Position 22 den gleichen Wert auf wie die z-Koordinate in der Position 20. Auch das ist lediglich exemplarisch und soll nicht einschränkend ausgelegt werden. Wie ferner in FIG 1 gezeigt ist, weist der Seitenspiegel 16 in der ersten Position 20 eine Geschwindigkeit vO auf und weist der Seitenspiegel in der zweiten Position 22 eine Geschwindigkeit v1 auf. Der Umgebungssensor 12 weist demgegenüber eine werkseitig einmal eingestellte Einbauposition auf, die sich durch die kartesischen Koordinaten xSens, ySens und zSens definiert. Ferner weist eine Sensorebene des Umgebungssensors 12 einen Winkel alphaSens in der xy-Ebene auf. Wie in FIG 2 zur weiteren Veranschaulichung angedeutet ist, weist die Sensorebene des Umgebungssensors 12 zudem einen Winkel betaSens in der xz-Ebene auf. Der Umgebungssensor 12 kann ferner eine Relativgeschwindigkeit zu einem Umgebungsobjekt, wie bspw. den Seitenspiegel 16, ermitteln. Dies ist allgemein durch die Bezeichnung vSens in FIG 1 angedeutet.
Der Umgebungssensor 12 kann sowohl die Position (exemplarisch gegeben durch die x-, y-, z-Koordinaten) und die räumliche Lage bzw. Ausrichtung (exemplarisch gegeben durch Winkel bzgl. derxy- und xz-Ebene) des Seitenspiegels 16 relativ zur Sensorebene des Umgebungssensors 12 bestimmen, wie auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12, und das in jeder Relativlage zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12, d. h. in jeder Position 20 und 22.
Mit anderen Worten ermittelt der Umgebungssensor 12 beispielsweise in der ersten Position 20 des Seitenspiegels 16 die Koordinaten xO, yO und zO und die Winkel des Seitenspiegels 16 bzgl. der xy- bzw. xz-Ebene (zur besseren Übersichtlichkeit nicht gezeigt) wie auch eine Relativgeschwindigkeit vO zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12. In der zweiten Position 22 des Seitenspiegels 16 ermittelt der Umgebungssensor 12 beispielsweise die Koordinaten x1 , y1 und z1 , die Winkel das Seitenspiegels 16 bezüglich der xy- bzw. xz-Ebene (zur besseren Übersichtlichkeit nicht gezeigt) wie auch eine Relativgeschwindigkeit v1 zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12.
Für jede dieser Relativlagen zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12 (d. h. für jede Position 20, 22) liefert der Umgebungssensor 12 also Datensätze, die eine Position und eine Lage/Ausrichtung des Seitenspiegels 16 relativ zum Umgebungssensor 12 wie auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12 beschreiben. Da sich der Seitenspiegel 16 aufgrund der motorischen Verstellung entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt und daher zu jedem Zeitpunkt der Bewegung sowohl die Geschwindigkeit, als auch die Lage/Ausrichtung, als auch die Position des Seitenspiegels 16 relativ zum Umgebungssensor 12 bekannt ist, kann auf Basis der vom Umgebungssensor 12 zur Verfügung gestellten Datensätze die Recheneinheit 18 die tatsächliche Position bzw. Ausrichtung, d.h. die Ist-Position und Ist-Ausrichtung des Umgebungssensors 12, wie auch die tatsächliche Relativgeschwindigkeit, d.h. die Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Seitenspiegel 16 und dem Umgebungssensor 12, für jede der Positionen 20, 22 ermitteln. Anschließend mittelt die Recheneinheit 18 die erhaltenen Ist-Positionen zu einer gemittelten Ist-Position, mittelt die Recheneinheit 18 die erhaltenen Ist-Ausrichtungen zu einer gemittelten Ist-Ausrichtung und mittelt die Recheneinheit 18 die erhaltenen Ist-Relativgeschwindigkeiten zu einer gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit. Die gemittelte Ist-Position wird schließlich als die tatsächliche Position bzw. als Soll-Position des Umgebungssensors 12 (in Form der Koordinaten xSens, ySens und zSens) zugeordnet bzw. hinterlegt. Analog wird die gemittelte Ist-Ausrichtung als die tatsächliche Ausrichtung bzw. als Soll-Ausrichtung des Umgebungssensors 12 (in Form der Winkel alphaSens, betaSens) zugeordnet bzw. hinterlegt. Analog wird die gemittelte Ist-Relativgeschwindigkeit als Soll-Relativgeschwindigkeit (in Form von vSens) zugeordnet bzw. hinterlegt.
Auf diese Weise wird eine bspw. werksseitig einmal hinterlegte Einbauposition des Umgebungssensors 12 aktualisiert bzw. nachgeführt, da die tatsächliche Einbauposition des Umgebungssensors 12 als Soll-Einbauposition zugeordnet wird. Analog wird eine bspw. werksseitig einmal hinterlegte Einbauausrichtung des Umgebungssensors 12 aktualisiert bzw. nachgeführt, da die tatsächliche Einbauausrichtung des Umgebungssensors 12 als Soll-Einbauausrichtung zugeordnet wird. Analog wird eine bspw. werksseitig einmal hinterlegte und vom Umgebungssensor 12 zu ermittelnde Relativgeschwindigkeit aktualisiert bzw. hinterlegt, indem die tatsächliche vom Umgebungssensor 12 ermittelte Relativgeschwindigkeit als Soll-Relativgeschwindigkeit zugeordnet wird. Die Aktualisierung erhöht die Genauigkeit der vom Umgebungssensor 12 zur Verfügung gestellten Daten und verbessert die Zuverlässigkeit des Umgebungssensors 12 bzw. die Zuverlässigkeit der mit dem Umgebungssensor 12 verbundenen Fahrerassistenzsysteme.
Es sei nun auf FIG 3 verwiesen, die eine weitere Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors 12 zeigt. Im Gegensatz zur Vorrichtung 10 von FIG 1 wird in der Vorrichtung 10 von FIG 3 jedoch nicht das fahrzeugseitige Anbauelement bewegt, sondern wird der Umgebungssensor 12 bewegt. Wie bei den meisten modernen Fahrzeugen der Fall, ist der Umgebungssensor 12 an einer Klappe 24 des Fahrzeugs 14 angeordnet. Im konkreten Beispiel von FIG 3 ist die Klappe 24 eine Seitentür des Fahrzeugs 14. In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen kann die Klappe 24 auch eine Fleckklappe, ein Tankdeckel oder eine andere bewegliche Klappe des Fahrzeugs 14 sein.
Die Klappe bzw. Seitentür 24 ist zudem motorisch verstellbar. Durch die motorische Verstellung der Klappe 24 kann sich der Umgebungssensor 12 entlang einer vorgegebenen Bahn bewegen. Durch die Bewegung der Seitentür 24 ergibt sich wiederum eine Änderung der Relativlage zwischen dem Umgebungssensor 12 und dem fahrzeugseitigen Anbauelement. Exemplarisch ist der Umgebungssensor 12 in FIG 3 daher in zwei Positionen 26, 28 dargestellt. In der ersten Position 26 ist die Klappe bzw. Seitentür 24 im geschlossenen Zustand gezeigt und weist der Umgebungssensor 12 die Koordinaten xSensl , ySensl , zSensl sowie die Geschwindigkeit vSensl auf. In der zweiten Position 28 ist die Klappe bzw. Seitentür 24 in einem geöffneten Zustand und weist der Umgebungssensor 12 die Koordinaten xSens2, ySens2, zSens2 sowie die Geschwindigkeit vSens2 auf.
Ein weiterer Unterschied der Vorrichtung 10 in FIG 3 zur Vorrichtung 10 in FIG 1 ist, dass das fahrzeugseitige Anbauelement kein (wie in FIG 1 gezeigter) Seitenspiegel ist, sondern die A-Säule des Fahrzeugs 14, die mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist. Im konkreten Beispiel von FIG 3 wird somit die A-Säule 30 als Kalibrierobjekt für den Umgebungssensor 12 verwendet.
Der Umgebungssensor 12 kann nun für jede der Positionen 26, 28 bzw. für jede Relativlage zwischen dem Umgebungssensor 12 und der A-Säule 30 Datensätze liefern, die eine Position und eine Lage/Ausrichtung der A-Säule 30 relativ zum Umgebungssensor 12 wie auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen der A-Säule 30 und dem Umgebungssensor 12 beschreiben. Da sich der die Klappe 24 und damit der Umgebungssensor 12 aufgrund der motorischen Verstellung der Klappe 24 entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt und daher zu jedem Zeitpunkt der Bewegung sowohl die Geschwindigkeit, als auch die Lage/Ausrichtung, als auch die Position des Umgebungssensors 12 relativ zur A-Säule 30 bekannt ist, kann auf Basis der vom Umgebungssensor 12 zur Verfügung gestellten Datensätze die Recheneinheit 18 die tatsächliche Position bzw. Ausrichtung, d.h. die Ist-Position und Ist-Ausrichtung des Umgebungssensors 12, wie auch die tatsächliche Relativgeschwindigkeit, d.h. die Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen der A-Säule 30 und dem Umgebungssensor 12, für jede der Positionen 26, 28 bzw. jede der Relativlagen ermitteln.
Analog zur bereits in Zusammenhang mit FIG 1 beschriebenen Vorgehensweise mittelt die Recheneinheit 18 anschließend die erhaltenen Ist-Positionen zu einer gemittelten Ist-Position bzw. mittelt die Recheneinheit 18 die erhaltenen Ist-Ausrichtungen zu einer gemittelten Ist-Ausrichtung bzw. mittelt die Recheneinheit 18 die erhaltenen Ist-Relativgeschwindigkeiten zu einer gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit und hinterlegt die gemittelte Ist-Position als tatsächliche Position bzw. Soll-Position (in Form von xSens, ySens, zSens) des Umgebungssensors 12 bzw. die gemittelte Ist-Ausrichtung als die tatsächliche Ausrichtung bzw. Soll-Ausrichtung des Umgebungssensors 12 (in Form der Winkel alphaSens, betaSens) bzw. wird die gemittelte Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umgebungssensor 12 und der A-Säule 30 als Soll-Relativgeschwindigkeit (in Form von vSens) hinterlegt. Der Vorteil einer Bewegung des Umgebungssensors 12 relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement bzw. zur A-Säule 30 besteht unter anderem darin, dass nun auch nicht bewegliche, fahrzeugseitige Anbauelemente als Kalibrierobjekt verwendet werden können. So ist es zum Beispiel auch denkbar, dass anstelle der A-Säule 30 ein Rückspiegel, eine B-Säule, eine C-Säule, eine Kopfstütze oder ein anderes zweckmäßiges innenliegendes oder auch außenliegendes fahrzeugseitiges Anbauelement als Kalibrierobjekt verwendet werden kann.
Es sei nun auf FIG 4 verwiesen, die eine weitere Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors 12 zeigt. Im Gegensatz zur Vorrichtung 10 von FIG 1 und im Gegensatz zur Vorrichtung 10 von FIG 3 werden in der Vorrichtung 10 von FIG 4 sowohl der Umgebungssensor 12, der im konkreten Beispiel von FIG 4 auf einer motorisch verstellbaren Klappe 32 bzw. einer hinteren Seitentür angebracht ist, als auch das fahrzeugseitige Anbauelement, das im konkreten Beispiel von FIG 4 ein innerer Türgriff 34 der Klappe bzw. der vorderen Seitentür 24 ist, bewegt.
Zur besseren Übersicht ist im konkreten Beispiel von FIG 4 die hintere Seitentür 32 bzw. der Umgebungssensor 12 lediglich in einer einzigen Position gezeigt (dargestellt durch die Koordinaten xSens, ySens, zSens und die Geschwindigkeit vSens) und ist auch das fahrzeugseitige Anbauelement bzw. der innere Türgriff 34 lediglich in einer einzigen Position gezeigt (dargestellt durch die Koordinaten xAT, yAT, zAT und die Geschwindigkeit vAT).
Indem sowohl die hintere Seitentür 32 als auch die vordere Seitentür 24 motorisch verstellt werden können und indem dadurch sowohl der Umgebungssensor 12 als auch das fahrzeugseitige Anbauelement bzw. der innere Türgriff 34 entlang einer jeweils vorgegebenen Bahn bewegt werden, ist für jede Relativlage zwischen dem Umgebungssensor 12 und dem fahrzeugseitigen Anbauelement 34 die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umgebungssensor 12 und dem fahrzeugseitigen Anbauelement 34, als auch die Lage/Ausrichtung und die Position des fahrzeugseitigen Anbauelements 34 relativ zum Umgebungssensor 12 bekannt. Daher kann wiederum auf Basis der vom Umgebungssensor 12 zur Verfügung gestellten Datensätze die Recheneinheit 18 die tatsächliche Position bzw. Ausrichtung, d.h. die Ist-Position und Ist-Ausrichtung des Umgebungssensors 12, wie auch die tatsächliche Relativgeschwindigkeit, d.h. die Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem fahrzeugseitigen Anbauelement 34 und dem Umgebungssensor 12, für jede Relativlage zwischen dem fahrzeugseitigen Anbauelement 34 und Umgebungssensor 12 ermitteln. Anschließend mittelt die Recheneinheit 18 wiederum die erhaltenen Ist-Positionen zu einer gemittelten Ist-Position bzw. mittelt die Recheneinheit 18 die erhaltenen Ist-Ausrichtungen zu einer gemittelten Ist-Ausrichtung bzw. mittelt die Recheneinheit 18 die erhaltenen Ist-Relativgeschwindigkeiten zu einer gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit und ordnet die Recheneinheit 18 die gemittelte Ist-Position als Soll-Position des Umgebungssensors 12 bzw. die gemittelte Ist-Ausrichtung als Soll-Ausrichtung des Umgebungssensors 12 bzw. die gemittelte Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umgebungssensor 12 und dem fahrzeugseitigen Anbauelement 34 als Soll-Relativgeschwindigkeit zu.
Der Vorteil einer Bewegung von Umgebungssensor 12 und fahrzeugseitigem Anbauelement 34 besteht unter anderem darin, dass mehr und unterschiedlichere Relativlagen bei der Bewegung von Umgebungssensor 12 und fahrzeugseitigem Anbauelement 34 erzeugt werden können und dadurch eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung der Soll-Position bzw. Soll-Ausrichtung bzw. Soll-Relativgeschwindigkeit erreicht werden kann.
Es sei nun auf FIG 5 verwiesen, die eine weitere Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors 12 zeigt. Im Gegensatz zu den bislang beschriebenen Vorrichtungen wird in der Vorrichtung 10 von FIG 5 neben dem fahrzeugseitigen Anbauelement (A-Säule 30) ein weiteres, in der Umgebung des Fahrzeugs 14 befindliches Kalibrierobjekt 36 zur Bestimmung der Soll-Position bzw. der Soll-Ausrichtung bzw. der Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors 12 verwendet. Im konkreten Beispiel von FIG 5 ist das weitere bzw. zusätzliche Kalibrierobjekt 36 eine markante Stelle eines voranfahrenden Fahrzeugs 38. Die markante Stelle kann beispielsweise das Nummernschild des voranfahrenden Fahrzeugs 38 sein. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen kann das zusätzliche Kalibrierobjekt 36 aber auch ein Boden, ein Straßenschild, eine Fahrbahnmarkierung oder ein anderes markantes Umgebungsobjekt des Fahrzeugs 14 sein.
Mithilfe des zusätzlichen Kalibrierobjekts 36 kann die Genauigkeit der Kalibrierung weiter erhöht werden, da das Kalibrierobjekt 36 als zusätzliches Referenzobjekt zur Bestimmung der Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors 12 verwendet werden kann. Wenn, wie im konkreten Beispiel von FIG 5 das zusätzlich Kalibrierobjekt 36 bspw. eine markante Stelle eines voranfahrenden Fahrzeugs 38 ist, kann beispielsweise mittels eines weiteren Umgebungssensors 40 des Fahrzeugs 14 die Position (angegeben durch die Koordinaten xK, yK, zK) sowie die Relativgeschwindigkeit zwischen dem zusätzlichen Kalibrierobjekt 36 und dem weiteren Umgebungssensor 40 (angegeben durch vK) ermittelt werden und können die von dem weiteren Umgebungssensor 40 gewonnenen Datensätze zusätzlich zu den vom Umgebungssensor 12 gewonnenen Datensätzen mittels der Recheneinheit 18 zur Bestimmung der Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit für den Umgebungssensor 12 verwendet werden. Der Umgebungssensor 40 kann auch eine übergeordnete Rechen- und Empfangseinheit des Fahrzeugs 14 sein, die bidirektional Daten mit dem Umgebungssensor 12 austauschen kann.
Es ist aber auch möglich, dass der weitere Umgebungssensor 40 hinsichtlich seiner eigenen Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit mithilfe der bereits bestimmten Soll-Position, Soll-Ausrichtung und Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensors 12 kalibriert wird. Die Recheneinheit 18 kann dazu beispielsweise die Relativpositionen der Umgebungssensoren 12, 40, die Relativausrichtungen der Umgebungssensoren 12, 40 und sowie die von den Umgebungssensoren 12, 40 jeweils ermittelnden Relativgeschwindigkeiten berücksichtigen.
Es sei nun auf FIG 6 verwiesen, die eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer Soll-Position, einer Soll-Ausrichtung bzw. einer Soll-Relativgeschwindigkeit eines Umgebungssensors zeigt.
Das Verfahren beginnt beim Schritt 600.
Anschließend folgt der Schritt 602, bei dem beispielsweise mittels der Recheneinheit 18 eine erste Ist-Position, eine erste Ist-Ausrichtung und eine erste Ist-Relativgeschwindigkeit für den Umgebungssensor, beispielsweise den Umgebungssensor 12, ermittelt wird.
Im nächsten Schritt 604 wird nun der Umgebungssensor 12 und/oder das fahrzeugseitige Anbauelement bewegt. Je nach Ausgestaltung kann hierzu, wie beispielsweise in Zusammenhang mit FIG 1 beschrieben wurde, das fahrzeugseitige Anbauelement (Seitenspiegel) 16 relativ zum Umgebungssensor 12 bewegt werden. Es kann aber auch, wie in Zusammenhang mit FIG 3 beschrieben wurde, der Umgebungssensor 12 relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement (A-Säule 30) bewegt werden. Auch ist es denkbar, dass, wie in Zusammenhang mit FIG 4 erwähnt wurde, sowohl der Umgebungssensor 12 als auch das fahrzeugseitige Anbauelement (innerer Türgriff) 34 bewegt werden. Durch das Bewegen des Umgebungssensors 12 und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements ändert sich eine zwischen dem Umgebungssensor 12 und dem fahrzeugseitigen Anbauelement vorhandene erste Relativlage zu einer zweiten Relativlage.
In einem darauffolgenden Schritt 606 wird nun in der zweiten Relativlage zwischen dem fahrzeugseitigen Anbauelement und dem Umgebungssensor 12 eine zweite Ist-Position, eine zweite Ist-Ausrichtung und eine zweite Ist-Relativgeschwindigkeit für den Umgebungssensor 12 beispielsweise mittels der Recheneinheit 18 ermittelt.
Im nächsten Schritt 608 werden (beispielsweise wieder mittels der Recheneinheit 18) die erste Ist-Position und die zweite Ist-Position gemittelt zu einer gemittelten Ist-Position und wird diese gemittelte Ist-Position schließlich der Soll-Position des Umgebungssensors 12 zugeordnet. Analog werden in einem Schritt 610 die erste Ist-Ausrichtung und die zweite Ist-Ausrichtung zu einer gemittelten Ist-Ausrichtung gemittelt und wird diese gemittelte Ist-Ausrichtung schließlich der Soll-Ausrichtung des Umgebungssensors 12 zugeordnet.
Analog werden in einem Schritt 612 die erste Ist-Relativgeschwindigkeit und die zweite Ist-Relativgeschwindigkeit zu einer gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit gemittelt und wird diese gemittelte Ist-Relativgeschwindigkeit schließlich der Soll-Relativgeschwindigkeit zugeordnet.
Das Verfahren endet schließlich beim Schritt 614.
Es sei abschließend noch auf FIG 7 verwiesen, die eine Variante des Verfahrens von FIG 6 zeigt.
Das Verfahren von FIG 7 weist ebenso wie das Verfahren von FIG 6 die Schritte 600 bis 612 auf. Allerdings wird bei dieser Variante des Verfahrens in einem zusätzlichen Schritt 700 mithilfe der bereits bestimmten Soll-Position für den Umgebungssensor 12 eine Soll-Position eines weiteren Umgebungssensors (beispielsweise Umgebungssensor 40 von FIG 5) bestimmt. Analog wird in einem zusätzlichen Schritt 702 mit der bereits bestimmten Soll-Ausrichtung des Umgebungssensors 12 eine Soll-Ausrichtung des weiteren Umgebungssensors (beispielsweise Umgebungssensor 40) bestimmt. Analog wird in einem zusätzlichen Schritt 704 mit der bereits bestimmten Soll-Relativgeschwindigkeit des Umgebungssensor 12 eine Soll-Relativgeschwindigkeit des weiteren Umgebungssensors (beispielsweise Umgebungssensor 40) bestimmt.
Das Verfahren endet schließlich beim Schritt 706
Mit den in Zusammenhang mit FIGs 1 bis 5 beschriebenen Vorrichtungen sowie mit den in Zusammenhang mit FIGs 6 und 7 beschriebenen Verfahren ist es möglich, dass eine einmal eingestellte Kalibrierung für Umgebungssensoren des Fahrzeugs aktualisiert bzw. nachgeführt werden kann, ohne dass externe Kalibrierobjekte verwendet werden müssen. Aufgrund der Tatsache, dass der Umgebungssensor und das als Kalibrierobjekt dienende fahrzeugseitige Anbauelement zudem relativ zueinander bewegbar sind, ist es möglich, verschiedene Datensätze für verschiedene Relativlagen zwischen dem Umgebungssensor und dem fahrzeugseitigen Anbauelement zu gewinnen und so eine zuverlässige und sichere Bestimmung der Soll-Position bzw. der Soll-Ausrichtung bzw. der Soll-Relativgeschwindigkeit für den Umgebungssensor des Fahrzeugs zu erhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Position (xSens, ySens, zSens) eines Umgebungssensors (12) eines Fahrzeugs (14) mittels eines als Kalibrierobjekt dienenden fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34), wobei der Umgebungssensor (12) und das fahrzeugseitige Anbauelement (16, 30, 34) relativ zueinander bewegbar sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Ermitteln einer ersten Ist-Position des Umgebungssensors (12) bei einer ersten Relativlage zwischen dem Umgebungssensor (12) und dem fahrzeugseitigen Anbauelement (16, 30, 34),
Bewegen des Umgebungssensors (12) und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34) von der ersten Relativlage zu einer zweiten Relativlage zwischen dem Umgebungssensor (12) und dem fahrzeugseitigen Anbauelement (16, 30, 34),
Ermitteln einer zweiten Ist-Position des Umgebungssensors (12) bei der zweiten Relativlage und
Bestimmen der Soll-Position (xSens, ySens, zSens) des Umgebungssensors (12) durch Mitteln der ersten Ist-Position und der zweiten Ist-Position zu einer gemittelten Ist-Position und Zuordnen der gemittelten Ist-Position als Soll-Position (xSens, ySens, zSens).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Verfahren ferner zum Bestimmen einer Soll-Ausrichtung (alphaSens, betaSens) des Umgebungssensors (12) dient und die zusätzlichen Schritte aufweist:
Ermitteln einer ersten Ist-Ausrichtung des Umgebungssensors (12) bei der ersten Relativlage,
Ermitteln einer zweiten Ist-Ausrichtung des Umgebungssensor (12) bei der zweiten Relativlage und
Bestimmen der Soll-Ausrichtung (alphaSens, betaSens) des Umgebungssensors (12) durch Mitteln der ersten Ist-Ausrichtung und der zweiten Ist-Ausrichtung zu einer gemittelten Ist-Ausrichtung und Zuordnen der gemittelten Ist-Ausrichtung als Soll-Ausrichtung (alphaSens, betaSens).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Umgebungssensor (12) ferner dazu ausgebildet ist, eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug (12) und einem Umgebungsobjekt des Fahrzeugs (12) zu erfassen und das Verfahren ferner zum Bestimmen einer von dem Umgebungssensor (12) zu ermittelnden Soll-Relativgeschwindigkeit (vSens) dient, wobei das Verfahren die zusätzlichen Schritte aufweist:
Ermitteln einer ersten Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umgebungssensor (12) und dem fahrzeugseitigen Anbauelement (16, 30, 34) bei der ersten Relativlage,
Ermitteln einer zweiten Ist-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Umgebungssensor (12) und dem fahrzeugseitigen Anbauelement (16, 30, 34) bei der zweiten Relativlage und
Bestimmen der Soll-Relativgeschwindigkeit (vSens) durch Mitteln der ersten Ist-Relativgeschwindigkeit und der zweiten Ist-Relativgeschwindigkeit zu einer gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit und Zuordnen der gemittelten Ist-Relativgeschwindigkeit als Soll-Relativgeschwindigkeit (vSens).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Bewegens des Umgebungssensors (12) und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34) von der ersten Relativlage zu der zweiten Relativlage nur das Bewegen des fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34) relativ zum Umgebungssensor (12) umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das fahrzeugseitige Anbauelement (16, 30, 34) ein motorisch verstellbarer Spiegel (16) des Fahrzeugs (14) ist und das Bewegen des fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34) durch eine motorische Verstellung des Spiegels (16) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Bewegens des Umgebungssensors (12) und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34) von der ersten Relativlage zu der zweiten Relativlage nur das Bewegen des Umgebungssensors (12) relativ zum fahrzeugseitigen Anbauelement (16, 30, 34) umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Umgebungssensor (12) an einer motorisch verstellbaren Klappe (24, 32) des Fahrzeugs angebracht ist und das Bewegen des Umgebungssensors (12) durch eine motorische Verstellung der Klappe (24, 32) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Bewegen des Umgebungssensors (12) durch eine Bewegung des Umgebungssensors (12) entlang einer zusätzlichen vorbestimmten Kalibrierbahn erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Bewegens des Umgebungssensors (12) und/oder des fahrzeugseitigen Anbauelements (34) von der ersten Relativlage zu der zweiten Relativlage das Bewegen von sowohl dem Umgebungssensor (12) als auch dem Anbauelement (34) umfasst.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Bestimmen der Soll-Position (xSens, ySens, zSens) bzw. der Soll-Ausrichtung (alphaSens, betSens) des Umgebungssensors (12) bzw. der von dem Umgebungssensor (12) zu ermittelnden Soll-Relativgeschwindigkeit (vSens) ein weiteres, in der Umgebung des Fahrzeugs (14) befindliches Kalibrierobjekt (36) verwendet wird.
11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umgebungssensor (12) ein erster Umgebungssensor ist und das Fahrzeug ferner mindestens einen weiteren, zweiten Umgebungssensor (40) aufweist und eine Soll-Position des mindestens einen weiteren Umgebungssensors (40) mittels der Soll-Position (xSens, ySens, zSens) des ersten Umgebungssensors (12) bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , wobei eine Soll-Ausrichtung des mindestens einen weiteren Umgebungssensors (40) mittels der Soll-Ausrichtung (alphaSens, betaSens) des ersten Umgebungssensors (12) bestimmt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei eine von dem zumindest einen weiteren Umgebungssensor zu ermittelnde
Soll-Relativgeschwindigkeit mittels der von dem ersten Umgebungssensor (12) zu ermittelnden Soll-Relativgeschwindigkeit (vSens) bestimmt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umgebungssensor (12) ein Radarsensor ist und die erste Ist-Position und/oder die eine zweite Ist-Position mittels einer synthetischen Apertur ermittelt wird.
15. Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer Soll-Position (xSens, ySens, zSens) eines Umgebungssensors (12) eines Fahrzeugs (14) mittels eines als Kalibrierobjekt dienenden fahrzeugseitigen Anbauelements (16, 30, 34), wobei der Umgebungssensor (12) und das fahrzeugseitige Anbauelement (16, 30, 34) relativ zueinander bewegbar sind und die Vorrichtung (10) eine Recheneinheit (18) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
16. Vorrichtung (10) nach Anspruch 15, wobei die Vorrichtung ferner den Umgebungssensor (12) und das fahrzeugseitige Anbauelement (16, 30, 34) aufweist.
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