DE102018216104A1

DE102018216104A1 - Method for calibrating an environment sensor of a vehicle taking into account a three-dimensional model of the vehicle, calibration test bench and vehicle

Info

Publication number: DE102018216104A1
Application number: DE102018216104.6A
Authority: DE
Inventors: Yohannes Kassahun; Jakob GEYER
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Umfeldsensors (5) eines Fahrzeugs (2) mit den Schritten: Durchführen einer Messung mit einem Vermessungssensor (10) eines Kalibrierprüfstands (3) und Bestimmen einer Pose (P_LF) des Fahrzeugs (2) zu dem Vermessungssensor (3) anhand der Messung, Erfassen eines Kalibrierelements (9) des Kalibrierprüfstands (3) mittels des Umfeldsensors (5) und Bestimmten einer Pose (P_CK) des Umfeldsensors (5) zu dem Kalibrierelement (9) anhand des mit dem Umfeldsensor (5) erfassten Kalibrierelements (9), wobei bei der Messung mit dem Vermessungssensor (10) ein Bereich einer Außenhülle (11) des Fahrzeugs (2) erfasst wird und zum Bestimmen der Pose (P_LF) des Fahrzeugs (2) zu dem Vermessungssensor (10) der erfasste Bereich der Außenhülle (11) mit einem dreidimensionalen Modell (15) des Fahrzeugs (2) in Übereinstimmung gebracht wird, wobei das dreidimensionale Modell (15) die Außenhülle (15) des Fahrzeugs (2) beschreibt.

The invention relates to a method for calibrating an environment sensor (5) of a vehicle (2), comprising the steps: performing a measurement with a measurement sensor (10) of a calibration test bench (3) and determining a pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor (3) on the basis of the measurement, detection of a calibration element (9) of the calibration test bench (3) by means of the environment sensor (5) and determination of a pose (P_CK) of the environment sensor (5) to the calibration element (9) on the basis of the environment sensor (5) detected calibration element (9), wherein during the measurement with the measurement sensor (10) an area of an outer shell (11) of the vehicle (2) is recorded and for determining the pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor (10) area of the outer shell (11) is matched with a three-dimensional model (15) of the vehicle (2), the three-dimensional model (15) describing the outer shell (15) of the vehicle (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Kalibrierprüfstand sowie ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for calibrating an environment sensor of a vehicle. In addition, the present invention relates to a calibration test bench and a vehicle.

Die Wahrnehmung des Fahrzeugumfelds im Straßenverkehr ist ein essentieller Bestandteil des pilotierten Fahrens. Für die Wahrnehmung der Umgebung werden heute Umfeldsensoren, wie Kameras, Laserscanner oder dergleichen, eingesetzt. Deren Sensordaten werden von Softwarekomponenten, zum Beispiel der Fahrumfeld-Interpretation, genutzt, um ein aktuelles Modell des Fahrumfelds für den aktuellen Zeitpunkt zu erstellen. Um eine genaue Wahrnehmung durch die Umfeldsensoren zu gewährleisten und eine spätere Fusion der Sensordaten zu ermöglichen, ist eine Kalibrierung und Vermessung der Umfeldsensoren notwendig. Die Kalibrierung und Vermessung der Umfeldsensoren umfasst dabei intrinsische Parameter sowie extrinsische Parameter. Dabei können die extrinsischen Parameter beispielsweise Parameter bezüglich der Umfeldsensoren untereinander, Parameter bezüglich des Fahrzeugs und/oder Parameter zu anderen Sensoren beschreiben.The perception of the vehicle environment in road traffic is an essential part of piloted driving. Today, environment sensors such as cameras, laser scanners or the like are used to perceive the environment. Their sensor data are used by software components, e.g. the driving environment interpretation, to create a current model of the driving environment for the current point in time. In order to ensure an accurate perception by the environment sensors and to enable a later fusion of the sensor data, calibration and measurement of the environment sensors is necessary. The calibration and measurement of the environmental sensors include intrinsic parameters and extrinsic parameters. In this case, the extrinsic parameters can, for example, describe parameters relating to the environment sensors with one another, parameters relating to the vehicle and / or parameters relating to other sensors.

Diese Parameter können vermessen oder durch Datenblätter angegeben werden. Jedoch ist eine Kalibrierung der Umfeldsensoren in jedem Fall notwendig, um die benötigte Genauigkeit der Parameter zu erreichen. Die Kalibrierung wird durch die Wahrnehmung der Umfeldsensoren selbst umgesetzt, indem eine bekannte Fahrzeugumgebung aufgezeichnet wird. Die Parameter werden dann durch eine Kalibrierungssoftware bestimmt. Die bekannte Fahrzeugumgebung besteht dabei aus einem Kalibrierprüfstand für die Fahrzeuge. Dieser Kalibrierprüfstand ähnelt einem Rollenprüfstand für Fahrzeuge, jedoch ist dieser mit entsprechenden Kalibrierelementen, beispielsweise sogenannten Kalibriertafeln, und Vermessungssensoren ausgestattet.These parameters can be measured or specified using data sheets. However, the environment sensors must be calibrated in any case in order to achieve the required accuracy of the parameters. The calibration is implemented by the perception of the environment sensors themselves, by recording a known vehicle environment. The parameters are then determined by calibration software. The known vehicle environment consists of a calibration test bench for the vehicles. This calibration test bench is similar to a roller test bench for vehicles, however, this is equipped with corresponding calibration elements, for example so-called calibration boards, and measurement sensors.

Um die Kalibrierung der Umfeldsensoren untereinander durchführen zu können, ist es ausreichend, wenn die Umfeldsensoren die Kalibrierelemente erfassen können. Soll jedoch eine Kalibrierung für die Verbaupositionen beziehungsweise Einbaupositionen der Umfeldsensoren am Fahrzeug durchgeführt werden, ist es erforderlich, die Pose des Fahrzeugs zu den Kalibrierelementen zu kennen. Dies wird meist mithilfe des Kalibrierprüfstands durchgeführt. Der Kalibrierprüfstand erstellt die Position des Fahrzeugs und dessen Orientierung beziehungsweise die Pose in dem Raum sicher. Das Fahrzeug wird dabei in eine vorab durch den Kalibrierprüfstand definierte Position und Orientierung „eingerastet“. Aufwendigere Kalibrierprüfstände vermessen die Rotationsachse der Fahrzeugachsen und ermitteln die Einstellung des Fahrwerks, um die Pose des Fahrzeugs innerhalb des Kalibrierprüfstands ermitteln zu können.In order to be able to calibrate the environment sensors with one another, it is sufficient if the environment sensors can detect the calibration elements. However, if a calibration for the installation positions or installation positions of the environment sensors on the vehicle is to be carried out, it is necessary to know the pose of the vehicle to the calibration elements. This is usually done using the calibration test bench. The calibration test bench reliably creates the position of the vehicle and its orientation or the pose in the room. The vehicle is "locked" into a position and orientation defined in advance by the calibration test bench. More complex calibration test benches measure the axis of rotation of the vehicle axles and determine the setting of the chassis in order to be able to determine the pose of the vehicle within the calibration test bench.

Die Bestimmung der Pose des Fahrzeugs innerhalb des Kalibrierprüfstands ist aufwendig. Der Rückschluss der Position des Fahrzeugs über die Vermessung der Rotationsachse und der Einstellung des Fahrwerks erfordert eine genaue Positionierung des Fahrzeugs auf dem Prüfstand, sodass diese Parameter vermessen werden können. Auch die Möglichkeit eines Kalibrierprüfstands, welcher die Position durch ein „Einrasten“ erzwingt, ist aufwendig und kostspielig. Die Fahrzeugposition und/oder -orientierung muss ausgerichtet und überprüft werden, um die Kalibrierung durchführen zu können, wofür ein mechanischer Aufbau notwendig ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Kalibrierprüfstände ist die Dauer des Kalibriervorgangs. Auch bei einer sogenannten „One-Shot-Kalibrierung“ muss das Fahrzeug bis zum Stillstand in den Kalibrierprüfstand eingebracht werden. In Produktionslinien, bei welchen die Umfeldsensoren vor der Auslieferung an den Kunden kalibriert werden müssen, stellt dies einen hohen Zeitaufwand dar.Determining the pose of the vehicle within the calibration test bench is complex. The conclusion of the position of the vehicle via the measurement of the axis of rotation and the setting of the chassis requires precise positioning of the vehicle on the test bench so that these parameters can be measured. The possibility of a calibration test bench, which forces the position by "snapping", is complex and costly. The vehicle position and / or orientation must be aligned and checked in order to be able to carry out the calibration, for which a mechanical construction is necessary. Another disadvantage of the known calibration test benches is the duration of the calibration process. Even with a so-called "one-shot calibration", the vehicle must be brought into the calibration test stand until it comes to a standstill. In production lines in which the environment sensors have to be calibrated before delivery to the customer, this represents a high expenditure of time.

In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 10 2010 004 233 B3 ein Verfahren zur Bestimmung einer Lage eines Kamerasystems bezüglich eines Objekts, wobei das Kamerasystem mindestens eine Kamera umfasst. Hierbei wird ein Spiegel derart angeordnet, dass zumindest Teile eines Kalibrierelements über den Spiegel in ein Blickfeld des Kamerasystems abgebildet und von dem Kamerasystem erfasst werden.In this context the DE 10 2010 004 233 B3 a method for determining a position of a camera system with respect to an object, the camera system comprising at least one camera. Here, a mirror is arranged such that at least parts of a calibration element are imaged into a field of view of the camera system via the mirror and are detected by the camera system.

Darüber hinaus beschreibt die WO 2015/090553 A1 ein Kalibriersystem zum Kalibrieren einer Kamera eines Fahrzeugs. Das Kalibriersystem zeichnet sich dadurch aus, dass es ein Kalibriermedium umfasst, das mindestens eine erste Kalibrierreferenz und einen Spiegel umfasst. Zudem umfasst das Fahrzeug eine zweite Kalibrierreferenz. Es wird ermöglicht, die Kamera zu kalibrieren, indem die räumlichen Kompensationswerte zwischen der Kamera und dem Fahrzeug bestimmt werden, ohne dass das Fahrzeug entsprechend zu dem Kalibriermedium ausgerichtet werden muss.In addition, the WO 2015/090553 A1 a calibration system for calibrating a camera of a vehicle. The calibration system is characterized in that it comprises a calibration medium which comprises at least a first calibration reference and a mirror. The vehicle also includes a second calibration reference. It is possible to calibrate the camera by determining the spatial compensation values between the camera and the vehicle without the vehicle having to be aligned accordingly with the calibration medium.

Zudem beschreibt die WO 2017/016541 A1 eine Vorrichtung zur Kalibrierung von einem Assistenzsystem eines Fahrzeugs umfassend eine fahrbare Kalibrierungswand und zwei Radaufnehmer, die jeweils mit einem Laser bestückt sind. Dabei wird die Kalibrierungswand mit einem aufgebrachten oder aufgedruckten Kalibrierungs-Soll-Bild in einem definierten Abstand parallel zur Fahrzeugfront positioniert, sodass dann mittels des Assistenzsystems Ist-Bilder des Kalibrierungs-Soll-Bildes aufgenommen und mit einem in der Kamera gespeicherten Kalibrierungs-Soll-Bild verglichen werden. Die Kalibrierung ist dann abgeschlossen, wenn dieser Vergleich im Rahmen einer vorgegebenen Toleranz die erforderliche Übereinstimmung zwischen dem Ist-Bild und dem Soll-Bild dokumentiert.The also describes WO 2017/016541 A1 a device for the calibration of an assistance system of a vehicle comprising a mobile calibration wall and two wheel sensors, each of which is equipped with a laser. The calibration wall with an applied or printed calibration target image is positioned at a defined distance parallel to the front of the vehicle, so that the assistance system then takes actual images of the calibration target image and stores them in the camera with one Calibration target image are compared. The calibration is complete when this comparison documents the required agreement between the actual image and the target image within the scope of a predetermined tolerance.

Außerdem offenbart die EP 2 233 365 A2 ein Verfahren zum Bestimmen der Position und Ausrichtung einer Fahrerassistenzsystem-Kamera eines Fahrzeugs zu dem Fahrzeug. Dabei wird wenigstens eine Marke eines an dem linken Hinterrad der Hinterachse angebrachten Messtargets und wenigstens eine Marke eines an dem gegenüberliegenden rechten Rad der Hinterachse angebrachten Messtargets durch zwei Messkameras in wenigstens zwei Fahrzeugpositionen aufgenommen. Ferner wird die geometrische Fahrachse des Fahrzeugs bezüglich den zwei Messkameras bestimmt. Außerdem wird ein Fahrerassistenzsystem-Kalibriertarget mit den zwei Messkameras aufgenommen und die Position des Fahrerassistenzsystem-Kalibriertargets zu den zwei Messkameras bestimmt. Ferner wird die Position und Ausrichtung des Fahrerassistenzsystem-Kalibriertargets zu der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs bestimmt. Des Weiteren wird das Fahrerassistenzsystem-Kalibriertarget durch die Fahrerassistenzsystem-Kamera aufgenommen und die Position der Fahrerassistenzsystem-Kamera zu dem Fahrerassistenzsystem-Kalibriertarget daraus bestimmt. Schließlich wird die Position und Ausrichtung der Fahrerassistenzsystem-Kamera bezüglich der geometrischen Fahrachse des Fahrzeugs bestimmt.In addition, the EP 2 233 365 A2 a method for determining the position and orientation of a driver assistance system camera of a vehicle to the vehicle. At least one mark of a measuring target attached to the left rear wheel of the rear axle and at least one mark of a measuring target attached to the opposite right wheel of the rear axle are recorded by two measuring cameras in at least two vehicle positions. Furthermore, the geometric driving axis of the vehicle is determined with respect to the two measuring cameras. In addition, a driver assistance system calibration target is recorded with the two measuring cameras and the position of the driver assistance system calibration target with respect to the two measuring cameras is determined. Furthermore, the position and orientation of the driver assistance system calibration target with respect to the geometric driving axis of the vehicle is determined. Furthermore, the driver assistance system calibration target is recorded by the driver assistance system camera and the position of the driver assistance system camera relative to the driver assistance system calibration target is determined therefrom. Finally, the position and orientation of the driver assistance system camera with respect to the geometric driving axis of the vehicle is determined.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Kalibrierung eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs innerhalb kürzerer Zeit und dennoch zuverlässig durchgeführt werden kann.It is the object of the present invention to show a solution of how the calibration of an environment sensor of a vehicle can be carried out reliably and in a shorter time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch einen Kalibrierprüfstand sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a method, by a calibration test bench and by a vehicle with the features according to the independent claims. Advantageous developments of the present invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Kalibrieren eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer Messung mit einem Vermessungssensor eines Kalibrierprüfstands sowie das Bestimmen einer Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor anhand der Messung. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Erfassen des Kalibrierelements des Kalibrierprüfstands mittels des Umfeldsensors sowie das Bestimmen einer Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement anhand des mit dem Umfeldsensor erfassten Kalibrierelements. Dabei ist vorgesehen, dass bei der Messung mit dem Vermessungssensor ein Bereich einer Außenhülle des Fahrzeugs erfasst wird und zum Bestimmen der Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor der erfasste Bereich der Außenhülle mit einem dreidimensionalen Modell des Fahrzeugs in Übereinstimmung gebracht wird. Dabei beschreibt das dreidimensionale Modell die Außenhülle des Fahrzeugs.A method according to the invention is used to calibrate an environment sensor of a vehicle. The method comprises performing a measurement with a measurement sensor of a calibration test bench and determining a pose of the vehicle to the measurement sensor based on the measurement. In addition, the method comprises the detection of the calibration element of the calibration test bench by means of the environment sensor and the determination of a pose of the environment sensor to the calibration element on the basis of the calibration element detected by the environment sensor. It is provided that an area of an outer shell of the vehicle is detected during the measurement with the measurement sensor and that the detected area of the outer shell is matched to a three-dimensional model of the vehicle to determine the pose of the vehicle to the measurement sensor. The three-dimensional model describes the outer shell of the vehicle.

Mithilfe des Verfahrens soll zumindest ein Umfeldsensor des Fahrzeugs kalibriert werden. Dieses Verfahren kann entsprechend auf mehrere Umfeldsensoren des Fahrzeugs erweitert werden. Bei dem Umfeldsensor kann es sich beispielsweise um eine Kamera, einen Laserscanner, einen Lidar-Sensor oder dergleichen handeln. Zum Durchführen der Kalibrierung wird der Kalibrierprüfstand verwendet. In diesen Kalibrierprüfstand wird das Fahrzeug beispielsweise am Ende der Fertigung bewegt. Der Kalibrierprüfstand kann einen oder mehrere Vermessungssensoren aufweisen, mit denen entsprechende Messungen durchgeführt werden können. Mit dem Vermessungssensor kann insbesondere ein Abstand bestimmt werden. Bei dem Vermessungssensor kann es sich beispielsweise um einen Lidar-Sensor, einen Laserscanner oder eine Kamera handeln. Auf Grundlage der Messung mit dem Vermessungssensor kann die Pose des Fahrzeugs bezüglich des Vermessungssensors beziehungsweise bezüglich des Kalibrierprüfstands bestimmt werden. Unter dem Begriff Pose sind vorliegend die Position und die Orientierung zu verstehen. Es soll also die Position beziehungsweise die relative Lage des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor sowie die Orientierung des Fahrzeugs bezüglich des Vermessungssensors bestimmt werden. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass auf Grundlage einer Messung des Umfeldsensors die Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement des Kalibrierprüfstands bestimmt wird. Bei dem Kalibrierelement kann es sich beispielsweise um eine entsprechende Kalibriertafel oder einen Marker handeln. Eine solche Kalibriertafel kann ein entsprechendes Muster, beispielsweise ein Schachbrett-Muster, aufweisen. Das Kalibrierelement kann auch eine Abbildung eines Objekts oder dergleichen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Abstand beziehungsweise eine Entfernung zwischen dem Umfeldsensor und dem Kalibrierelement bestimmt wird.At least one environment sensor of the vehicle is to be calibrated using the method. This method can accordingly be extended to a number of vehicle surroundings sensors. The environment sensor can be, for example, a camera, a laser scanner, a lidar sensor or the like. The calibration test bench is used to carry out the calibration. The vehicle is moved to this calibration test bench, for example at the end of production. The calibration test bench can have one or more measurement sensors with which corresponding measurements can be carried out. A distance can in particular be determined with the measurement sensor. The measurement sensor can be, for example, a lidar sensor, a laser scanner or a camera. On the basis of the measurement with the measurement sensor, the pose of the vehicle with respect to the measurement sensor or with respect to the calibration test bench can be determined. In the present case, the term pose is understood to mean the position and the orientation. The position or the relative position of the vehicle with respect to the measurement sensor and the orientation of the vehicle with respect to the measurement sensor should therefore be determined. In addition, it is provided that, based on a measurement of the environment sensor, the pose of the environment sensor to the calibration element of the calibration test bench is determined. The calibration element can be, for example, a corresponding calibration table or a marker. Such a calibration table can have a corresponding pattern, for example a checkerboard pattern. The calibration element can also be an image of an object or the like. It can also be provided that a distance or a distance between the environment sensor and the calibration element is determined.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Messung mit dem Vermessungssensor ein Bereich einer Außenhülle beziehungsweise Außenkontur des Fahrzeugs erfasst wird. Beispielsweise kann die räumliche Lage der Außenhülle beziehungsweise des Bereichs der Außenhülle des Fahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere kann als die Außenhülle eine Karosserie beziehungsweise ein Teil der Karosserie mit dem Vermessungssensor erfasst werden. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass zum Bestimmen der Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor der erfasste Bereich der Außenhülle mit dem dreidimensionalen Modell des Fahrzeugs in Übereinstimmung gebracht wird. Dieses dreidimensionale Modell beschreibt dabei die Außenhülle des Fahrzeugs. Der bestimmte Bereich der Außenhülle wird nun mit dem dreidimensionalen Modell in Übereinstimmung gebracht beziehungsweise gematcht. Auf diese Weise kann die Vermessung der Außenhülle des Fahrzeugs beziehungsweise der Fahrzeugkarosserie aus Sicht des Kalibrierstands verbessert werden. Dies bedeutet, dass die Fahrzeugposition und -orientierung der Karosserie bei beliebiger Position und Orientierung des Fahrzeugs von dem Kalibrierprüfstand vermessen werden kann. Im Anschluss daran wird das digitale dreidimensionale Modell des Fahrzeugs zu den Messungen gematcht. Dieses dreidimensionale Modell kann beispielsweise die Außenhülle beziehungsweise die Karosserie des Modells des Fahrzeugs beschreiben. Durch das Matching des dreidimensionalen Modells mit den Messungen des Vermessungssensors kann die Pose des Fahrzeugs innerhalb des Kalibrierprüfstands auf einfache und zuverlässige Weise bestimmt werden. Somit sind Rückschlüsse auf die extrinsischen Parameter des Umfeldsensors und auf das Bezugskoordinatensystem des Fahrzeugs möglich. Ferner ist es nicht erforderlich, dass das Fahrzeug innerhalb des Kalibrierprüfstands ausgerichtet wird oder in eine spezielle Position eingerastet wird. Darüber hinaus ist kein spezieller Bodenaufbau für den Kalibrierprüfstand, wie beispielsweise ein waagerechter Rollenprüfstand, erforderlich. Zudem ist es nicht erforderlich, entsprechende Markierungen oder Marker an dem Fahrzeug anzubringen. Somit kann zudem Zeit bei der Kalibrierung eingespart werden. Insgesamt kann somit die Kalibrierung auf einfache Weise und dennoch zuverlässig durchgeführt werden.According to an essential aspect of the present invention, it is provided that an area of an outer shell or outer contour of the vehicle is detected during the measurement with the measurement sensor. For example, the spatial position of the outer shell or the area of the outer shell of the vehicle can be determined. In particular, a body or part of the body can be detected with the measurement sensor as the outer shell. In addition, it is provided that in order to determine the pose of the vehicle in relation to the measurement sensor, the detected area of the outer shell is brought into line with the three-dimensional model of the vehicle. This three-dimensional model describes the outer shell of the vehicle. The specific area of the outer shell is now matched or matched with the three-dimensional model. In this way, the measurement of the outer shell of the vehicle or the vehicle body can be improved from the point of view of the calibration stand. This means that the vehicle position and orientation of the body can be measured by the calibration test bench at any position and orientation of the vehicle. The digital three-dimensional model of the vehicle is then matched to the measurements. This three-dimensional model can, for example, describe the outer shell or the body of the model of the vehicle. By matching the three-dimensional model with the measurements of the measurement sensor, the pose of the vehicle can be determined in a simple and reliable manner within the calibration test bench. This allows conclusions to be drawn about the extrinsic parameters of the environment sensor and the reference coordinate system of the vehicle. Furthermore, it is not necessary for the vehicle to be aligned within the calibration test bench or to be locked into a special position. In addition, no special floor structure is required for the calibration test bench, such as a horizontal roller test bench. In addition, it is not necessary to attach appropriate markings or markers to the vehicle. This also saves time during calibration. Overall, the calibration can thus be carried out in a simple manner and nevertheless reliably.

Bevorzugt werden anhand der Messungen mit dem Vermessungssensor Messpunkte bestimmt, welche den Bereich der Außenhülle beschreiben. Zudem werden die Messpunkte mit dem dreidimensionalen Modell in Übereinstimmung gebracht. Mit dem Vermessungssensor kann also eine Mehrzahl von Messpunkten bestimmt werden, welche die räumliche Lage des Bereichs der Außenhülle des Fahrzeugs in dem Kalibrierprüfstand beschreiben. Die mit dem Vermessungssensor bestimmten Messpunkte werden dazu genutzt, um das dreidimensionale Modell beziehungsweise das digitale 3D-Modell in die Pose des realen Fahrzeugs zu matchen. Mithilfe des gematchten digitalen 3D-Modells des zu kalibrierenden Fahrzeugs kann die genaue Position und Orientierung innerhalb des Kalibrierprüfstands ermittelt werden. Zudem kann die Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor bestimmt werden. Für das Matching beziehungsweise das Inübereinstimmungbringen des digitalen 3D-Modells zu den Messpunkten des Kalibrierprüfstands können Verfahren wie das Iterative Closest Point oder Physics-Based Registration eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine einfache und zuverlässige Bestimmung der Pose des Fahrzeugs innerhalb des Kalibrierprüfstands.Measurement points are preferably determined on the basis of the measurements with the measurement sensor, which describe the area of the outer shell. In addition, the measuring points are brought into line with the three-dimensional model. The measurement sensor can thus be used to determine a plurality of measuring points which describe the spatial position of the area of the outer shell of the vehicle in the calibration test bench. The measurement points determined with the measurement sensor are used to match the three-dimensional model or the digital 3D model to the pose of the real vehicle. With the help of the matched digital 3D model of the vehicle to be calibrated, the exact position and orientation within the calibration test bench can be determined. In addition, the pose of the vehicle can be determined to the measurement sensor. Methods such as the iterative close point or physics-based registration can be used to match or match the digital 3D model to the measuring points of the calibration test bench. This enables a simple and reliable determination of the pose of the vehicle within the calibration test bench.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Einbauposition des Umfeldsensors an dem Fahrzeug anhand des in Übereinstimmung gebrachten, dreidimensionalen Modells bestimmt wird. Beispielsweise kann eine Information zu der Einbauposition des Umfeldsensors in dem dreidimensionalen Modell hinterlegt sein. Hierbei kann es zudem vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Nach-Kalibrierung durchgeführt wird. Auf diese Weise kann ein möglicher Unterschied zwischen der tatsächlichen Einbauposition und der in dem 3D-Modell hinterlegten Einbauposition korrigiert werden. Es können auch Informationen vorhanden sein, welche die Einbauposition des Umfeldsensors an dem Fahrzeug beschreiben. Nach dem Matching des 3D-Modells mit der durch den Vermessungssensor durchgeführten Messung kann dann die Pose des Umfeldsensors bezüglich des Fahrzeugs bestimmt werden. Anhand der Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement können dann die extrinsischen Parameter des Umfeldsensors bestimmt werden. Dies kann entsprechend für mehrere beziehungsweise für alle Umfeldsensoren des Fahrzeugs durchgeführt werden.In a further embodiment it is provided that an installation position of the environment sensor on the vehicle is determined on the basis of the three-dimensional model that has been brought into agreement. For example, information about the installation position of the environment sensor can be stored in the three-dimensional model. It can also be provided that an additional post-calibration is carried out. In this way, a possible difference between the actual installation position and the installation position stored in the 3D model can be corrected. Information can also be present that describes the installation position of the environment sensor on the vehicle. After matching the 3D model with the measurement carried out by the measurement sensor, the pose of the environment sensor with respect to the vehicle can then be determined. The extrinsic parameters of the environment sensor can then be determined on the basis of the pose of the environment sensor to the calibration element. This can be carried out accordingly for several or for all of the surroundings sensors of the vehicle.

Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einbauposition des Umfeldsensors zudem anhand einer Pose des Vermessungssensors zu dem Kalibrierelement bestimmt wird. Die relative Lage zwischen dem Vermessungssensor und dem Kalibrierelement kann bekannt sein, da auch die Abmessungen des Kalibrierprüfstands und somit die Position des Kalibrierelements und des Vermessungssensors bekannt sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Pose des Vermessungssensors zu dem Kalibrierelement einmalig bestimmt beziehungsweise gemessen wird. Hierbei kann es auch der Fall sein, dass hierzu das Kalibrierelement mittels des Vermessungssensors erfasst wird. Dies ermöglicht eine einfache Kalibrierung des Umfeldsensors.In addition, it is preferably provided that the installation position of the environment sensor is also determined on the basis of a pose of the measurement sensor to the calibration element. The relative position between the measurement sensor and the calibration element can be known, since the dimensions of the calibration test bench and thus the position of the calibration element and the measurement sensor are also known. It can also be provided that the pose of the measurement sensor to the calibration element is determined or measured once. It can also be the case here that the calibration element is detected by means of the measurement sensor. This enables the environment sensor to be easily calibrated.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Einbauposition des Umfeldsensors bezüglich eines Referenzpunkts des Fahrzeugs bestimmt. Beispielsweise kann dieser Referenzpunkt ein Mittelpunkt der Hinterachse des Fahrzeugs sein. Der Referenzpunkt kann auch die obere Radhauskante über der hinteren Rotationsachse sein. Dies ist ein fester Punkt an der Karosserie ohne die Fahrwerksfederung. In dem dreidimensionalen Modell kann beispielsweise die relative Lage zwischen dem Umfeldsensor und dem Referenzpunkt des Fahrzeugs hinterlegt sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die relative Lage zwischen dem Referenzpunkt und dem Umfeldsensor bekannt ist. Anhand des Matchings des dreidimensionalen Modells kann die Pose des Vermessungssensors zu dem Referenzpunkt bestimmt werden. Somit kann die Pose des Umfeldsensors zu dem Referenzpunkt anhand der Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement, der Pose des Vermessungssensors zu dem Referenzpunkt und der Pose des Vermessungssensors zu dem Kalibrierelement bestimmt werden. Hierzu können entsprechende Berechnungen durchgeführt werden. Beispielsweise können die Translationen und die Rotationen der Posen verrechnet werden. Somit kann auf einfache Weise die Pose des Umfeldsensors zu dem Fahrzeug beziehungsweise dem Referenzpunkt bestimmt werden. Dies kann entsprechende für mehrere oder alle Umfeldsensoren des Fahrzeugs durchgeführt werden. In a further embodiment, the installation position of the environment sensor is determined with respect to a reference point of the vehicle. For example, this reference point can be a center point of the rear axle of the vehicle. The reference point can also be the upper edge of the wheel arch above the rear axis of rotation. This is a fixed point on the body without the suspension. In the three-dimensional model, for example, the relative position between the environment sensor and the reference point of the vehicle can be stored. It can also be provided that the relative position between the reference point and the environment sensor is known. Using the matching of the three-dimensional model, the pose of the measuring sensor to the reference point can be determined. So the pose of the environment sensor can too the reference point can be determined on the basis of the pose of the environment sensor to the calibration element, the pose of the measurement sensor to the reference point and the pose of the measurement sensor to the calibration element. Corresponding calculations can be carried out for this. For example, the translations and rotations of the poses can be offset. The pose of the environment sensor to the vehicle or the reference point can thus be determined in a simple manner. This can be carried out correspondingly for several or all environment sensors of the vehicle.

Damit können die extrinsischen Parameter für die Kalibrierung bestimmt werden.The extrinsic parameters for the calibration can thus be determined.

In einer weiteren Ausführungsform werden Daten, welche die Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor und/oder die Einbauposition des Umfeldsensors beschreiben, an ein Steuergerät des Fahrzeugs übertragen. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem aufweisen, welches neben dem zumindest einen Umfeldsensor ein entsprechendes Steuergerät aufweist. Wenn nun mit dem Umfeldsensor das Kalibrierelement des Kalibrierprüfstands erfasst wird, kann mithilfe des Steuergeräts die relative Lage beziehungsweise die Pose des Umfeldsensors bezüglich des Kalibrierelements bestimmt werden. Die Daten, welche die Pose des Fahrzeugs und/oder die Einbauposition des Umfeldsensors beschreiben, können von dem Kalibrierprüfstand beziehungsweise einer entsprechenden Recheneinrichtung des Kalibrierprüfstands an das Steuergerät des Fahrzeugs übertragen werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass diese Daten drahtlos an das Steuergerät übertragen werden. Somit sind in dem Steuergerät des Fahrzeugs einerseits Informationen vorhanden, welche die Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement beschreiben und anhand der Daten sind in dem Steuergerät Informationen vorhanden, welche die Pose des Fahrzeugs zu dem Kalibrierprüfstand beziehungsweise zu dem Vermessungssensor und/oder die Einbauposition des Umfeldsensors beschreiben. Somit kann eine entsprechende Kalibrierung des Umfeldsensors zuverlässig durchgeführt werden.In a further embodiment, data describing the pose of the vehicle to the measurement sensor and / or the installation position of the environment sensor are transmitted to a control unit of the vehicle. For example, the vehicle can have a corresponding driver assistance system which, in addition to the at least one environment sensor, has a corresponding control unit. If the calibration element of the calibration test bench is now detected with the environment sensor, the relative position or pose of the environment sensor with respect to the calibration element can be determined with the aid of the control device. The data that describe the pose of the vehicle and / or the installation position of the environment sensor can be transmitted from the calibration test bench or a corresponding computing device of the calibration test bench to the control unit of the vehicle. In particular, it is provided that these data are transmitted wirelessly to the control device. Thus, information that describes the pose of the environment sensor to the calibration element is present in the control device of the vehicle, and on the basis of the data, information is available in the control device that describes the pose of the vehicle to the calibration test bench or the measurement sensor and / or the installation position of the environment sensor describe. A corresponding calibration of the environment sensor can thus be carried out reliably.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor und die Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement während einer Bewegung des Fahrzeugs relativ zu dem Kalibrierprüfstand bestimmt werden. Mit anderen Worten kann die Kalibrierung also während einer Bewegung beziehungsweise einer Fahrt des Fahrzeugs durchgeführt werden. Dadurch, dass die Kalibrierung bei dem bewegten Fahrzeug stattfindet, kann Zeit bei der Kalibrierung eingespart werden. Dabei ist es erforderlich, dass nur das dreidimensionale Modell des Fahrzeugs vorhanden ist und die Geometrie des Kalibrierprüfstands beziehungsweise die Pose des Vermessungssensors zu dem Kalibrierelement bekannt ist. Die weiteren Größen, die für die Kalibrierung erforderlich sind, werden während der Bewegung des Fahrzeugs durch den Kalibrierprüfstand bestimmt.It is also advantageous if the pose of the vehicle to the measurement sensor and the pose of the environment sensor to the calibration element are determined during a movement of the vehicle relative to the calibration test bench. In other words, the calibration can thus be carried out while the vehicle is moving or traveling. Because the calibration takes place in the moving vehicle, time can be saved in the calibration. It is necessary that only the three-dimensional model of the vehicle is available and the geometry of the calibration test bench or the pose of the measurement sensor to the calibration element is known. The other quantities that are required for calibration are determined by the calibration test bench during the movement of the vehicle.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass mittels des Vermessungssensors der Bereich der Außenhülle an einem Seitenbereich des Fahrzeugs erfasst wird. Mit anderen Worten kann der Vermessungssensor also seitlich an dem Kalibrierprüfstand angeordnet sein, sodass dieser das Fahrzeug beziehungsweise den Seitenbereich des Fahrzeugs während einer Bewegung des Fahrzeugs durch den Kalibrierprüfstand erfassen kann. Durch die Reduzierung der Dauer der Kalibrierung kann eine Kostenersparnis insbesondere in Produktionslinien erreicht werden. An dem Kalibrierprüfstand können auch mehre Vermessungssensoren angeordnet sein. Der zumindest eine Vermessungssensor kann grundsätzlich beliebig in der Umgebung des Fahrzeugs beziehungsweise an dem Kalibrierprüfstand angeordnet sein. Der Vermessungssensor kann auch einen Frontbereich und/oder einen Heckbereich des Fahrzeugs erfassen. Insbesondere kann der zumindest eine Vermessungssensor in einer solchen Höhe an dem Kalibrierprüfstand angeordnet sein, dass das Fahrzeug darunter hindurchfahren kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass der zumindest eine Vermessungssensor im Boden versenkt ist.In this case, it is provided in particular that the area of the outer shell is detected on a side area of the vehicle by means of the measurement sensor. In other words, the measurement sensor can therefore be arranged on the side of the calibration test stand, so that it can detect the vehicle or the side region of the vehicle during a movement of the vehicle through the calibration test stand. By reducing the duration of the calibration, cost savings can be achieved, particularly in production lines. Several measurement sensors can also be arranged on the calibration test bench. The at least one measurement sensor can in principle be arranged anywhere in the surroundings of the vehicle or on the calibration test bench. The measurement sensor can also detect a front area and / or a rear area of the vehicle. In particular, the at least one measurement sensor can be arranged on the calibration test bench at such a height that the vehicle can drive through it. It can also be provided that the at least one measurement sensor is sunk in the ground.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn zum Kalibrieren des Umfeldsensors zudem intrinsische Parameter des Umfeldsensors bestimmt werden. Wenn es sich bei dem Umfeldsensor beispielsweise um eine Kamera handelt, können die intrinsischen Parameter beispielsweise eine Brennweite oder dergleichen beschreiben. Somit kann eine zuverlässige Kalibrierung des Umfeldsensors ermöglicht werden.It is also advantageous if intrinsic parameters of the environment sensor are also determined to calibrate the environment sensor. If the environment sensor is, for example, a camera, the intrinsic parameters can, for example, describe a focal length or the like. This enables a reliable calibration of the environment sensor.

Ein erfindungsgemäßer Kalibrierprüfstand für einen Umfeldsensor eines Fahrzeugs umfasst einen Vermessungssensor zum Durchführen von Messungen sowie eine Recheneinrichtung zum Bestimmen einer Pose des Fahrzeugs zu einem Vermessungssensor des Kalibrierprüfstands anhand der mittels des Vermessungssensors durchgeführten Messung. Dabei ist der Vermessungssensor dazu ausgebildet, bei der Messung einen Bereich einer Außenhülle des Fahrzeugs zu erfassen. Ferner ist die Recheneinrichtung dazu ausgebildet, zum Bestimmen der Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor beziehungsweise dem Kalibrierprüfstand den erfassten Bereich der Außenhülle mit einem dreidimensionalen Modell des Fahrzeugs in Übereinstimmung zu bringen, wobei das dreidimensionale Modell die Außenhülle des Fahrzeugs beschreibt. Wie zuvor beschrieben, kann der Vermessungssensor als Lidar-Sensor, Laserscanner oder Kamera ausgebildet sein. Insbesondere ist der Vermessungssensor als Abstandssensor ausgebildet. Mittels der Recheneinrichtung können ferner Daten bestimmt werden, welche die Pose des Fahrzeugs relativ zu dem Vermessungssensor beschreiben. Ferner kann mittels der Recheneinrichtung die Einbauposition des Umfeldsensors bestimmt werden. Somit können Daten, die die Pose des Fahrzeugs zu dem Kalibrierprüfstand und/oder die Einbauposition des Umfeldsensors beschreiben, von einer entsprechenden Sendeeinrichtung des Kalibrierprüfstands ausgesendet werden.A calibration test bench according to the invention for an environment sensor of a vehicle comprises a measurement sensor for carrying out measurements and a computing device for determining a pose of the vehicle to a measurement sensor of the calibration test bench on the basis of the measurement carried out by means of the measurement sensor. The measurement sensor is designed to detect an area of an outer shell of the vehicle during the measurement. Furthermore, the computing device is designed to match the detected area of the outer shell with a three-dimensional model of the vehicle, in order to determine the pose of the vehicle to the measurement sensor or the calibration test bench, the three-dimensional model describing the outer shell of the vehicle. As described above, the measurement sensor can be used as a lidar sensor, Laser scanner or camera can be formed. In particular, the measurement sensor is designed as a distance sensor. The computing device can also be used to determine data which describe the pose of the vehicle relative to the measurement sensor. Furthermore, the installation position of the environment sensor can be determined by means of the computing device. Data that describe the pose of the vehicle to the calibration test bench and / or the installation position of the environment sensor can thus be sent out by a corresponding transmission device of the calibration test bench.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst zumindest einen Umfeldsensor. Dabei ist ein Umfeldsensor des Fahrzeugs dazu ausgebildet, ein Kalibrierelement des Kalibrierprüfstands zu erfassen. Ferner ist ein Steuergerät des Fahrzeugs dazu ausgebildet, eine Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement anhand des mit dem Umfeldsensor erfassten Kalibrierelements zu bestimmen. Ferner ist das Steuergerät dazu ausgebildet, Daten, welche eine Pose des Fahrzeugs zu dem Umfeldsensor und/oder dem Kalibrierprüfstand beschreiben, zu empfangen. Damit sind in dem Steuergerät Daten vorhanden, welche die Pose des Fahrzeugs zu dem Vermessungssensor und/oder die Einbauposition des Umfeldsensors beschreiben. Zudem sind anhand der Messungen des Umfeldsensors Informationen in dem Steuergerät vorhanden, welche die Pose des Umfeldsensors zu dem Kalibrierelement beschreiben. Zudem können in dem Steuergerät Daten hinterlegt sein, welche die Pose des Vermessungssensors zu dem Kalibrierelement beschreiben. Somit kann mittels des Steuergeräts eine entsprechende Kalibrierung durchgeführt werden. Ein erfindungsgemäßes System umfasst einen erfindungsgemäßen Kalibrierprüfstand sowie ein Fahrzeug.A vehicle according to the invention comprises at least one environment sensor. An environment sensor of the vehicle is designed to detect a calibration element of the calibration test bench. Furthermore, a control unit of the vehicle is designed to determine a pose of the environment sensor to the calibration element on the basis of the calibration element detected with the environment sensor. Furthermore, the control device is designed to receive data that describe a pose of the vehicle to the environment sensor and / or the calibration test bench. This means that data are present in the control unit that describe the pose of the vehicle to the measurement sensor and / or the installation position of the environment sensor. In addition, on the basis of the measurements of the environment sensor, information is available in the control device that describes the pose of the environment sensor to the calibration element. In addition, data can be stored in the control device, which describe the pose of the measurement sensor to the calibration element. A corresponding calibration can thus be carried out by means of the control device. A system according to the invention comprises a calibration test bench according to the invention and a vehicle.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Kalibrierprüfstand, für das erfindungsgemäße Fahrzeug sowie für das erfindungsgemäße System. Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 ein Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Umfeldsensoren, welche sich zum Kalibrieren der Umfeldsensoren in einem Kalibrierprüfstand befindet;
2 das Fahrzeug gemäß 1 in einer Draufsicht, wobei das Fahrzeug durch den Kalibrierprüfstand hindurch bewegt wird;
3 ein dreidimensionales Modell des Fahrzeugs, welches mit Messpunkten, die mit Vermessungssensoren des Kalibrierprüfstands bestimmt wurden, in Übereinstimmung gebracht wird; und
4 das Fahrzeug in dem Kalibrierprüfstand, sowie unterschiedliche Abmessungen, um eine Pose eines Umfeldsensors zu einem Kalibrierelement des Kalibrierprüfstands bestimmen zu können.

The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply accordingly to the calibration test bench according to the invention, for the vehicle according to the invention and for the system according to the invention. Exemplary embodiments of the invention are described below. This shows:

1 a vehicle with a plurality of environment sensors, which is located in a calibration test bench for calibrating the environment sensors;
2nd the vehicle according to 1 in a plan view, the vehicle being moved through the calibration test bench;
3rd a three-dimensional model of the vehicle, which is brought into agreement with measuring points which were determined with measuring sensors of the calibration test bench; and
4th the vehicle in the calibration test bench, as well as different dimensions, in order to be able to determine a pose of an environment sensor to a calibration element of the calibration test bench.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that further develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference numerals designate elements that have the same function.

1 zeigt ein System 1, welches ein Fahrzeug 2 sowie einen Kalibrierprüfstand 3 umfasst. Bei dem Fahrzeug 2, welches vorliegend in einer Frontansicht dargestellt ist, handelt es sich um einen Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 2 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 4, welches eine Mehrzahl von Umfeldsensoren 5 sowie ein Steuergerät 6. Als die Umfeldsensoren 5 umfasst das Fahrzeug 2 sowohl Kameras 7 als auch Lidar-Sensoren 8. Diese Umfeldsensoren 5 sollen kalibriert werden. 1 shows a system 1 which is a vehicle 2nd as well as a calibration test bench 3rd includes. With the vehicle 2nd , which is shown here in a front view, is a passenger car. The vehicle 2nd includes a driver assistance system 4th which has a plurality of environment sensors 5 as well as a control unit 6 . As the environment sensors 5 includes the vehicle 2nd both cameras 7 as well as lidar sensors 8th . These environment sensors 5 should be calibrated.

Der Kalibrierprüfstand 3 umfasst Kalibrierelemente 9 in Form von Kalibriertafeln. Darüber hinaus umfasst der Kalibrierprüfstand 3 zumindest einen Vermessungssensor 10. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Kalibrierprüfstand 3 zwei Vermessungssensoren 10, welche als Lidar-Sensoren ausgebildet sind. Mit den jeweiligen Vermessungssensoren 10 kann ein Bereich einer Außenhülle 11 beziehungsweise eine Karosserie des Fahrzeugs 2 erfasst werden. Außerdem umfasst der Kalibrierprüfstand 3 eine Recheneinrichtung 12.The calibration test bench 3rd includes calibration elements 9 in the form of calibration boards. In addition, the calibration test bench includes 3rd at least one survey sensor 10th . In the present exemplary embodiment, the calibration test bench comprises 3rd two measurement sensors 10th , which are designed as lidar sensors. With the respective measurement sensors 10th can be an area of an outer shell 11 or a body of the vehicle 2nd be recorded. The calibration test bench also includes 3rd a computing device 12th .

2 zeigt das Fahrzeug 2 gemäß 1, welches durch den Kalibrierprüfstand 3 hindurch bewegt wird. Dabei beschreibt die Linie 13 eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs 2 während des Kalibriervorgangs. Bei dem Kalibriervorgang werden zum einen mit den Umfeldsensoren 5 die Kalibrierelemente 9 erfasst. Anhand der Erfassung des Kalibrierelements 9 mittels des Umfeldsensors 5 kann eine Pose P_CK des Umfeldsensors 5 zu dem Kalibrierelement 9 bestimmt werden. Darüber hinaus wird mit den Vermessungssensoren 10 des Kalibrierprüfstands 3 jeweils ein Bereich der Außenhülle 11 des Fahrzeugs 2 erfasst. Hierbei werden eine Mehrzahl von Messpunkten 16 bestimmt, welche eine Position eines Bereichs der Außenhülle 11 des Fahrzeugs 2 beschreiben. Vorliegend sind die Vermessungssensoren 10 seitlich an dem Kalibrierprüfstand 3 angeordnet, sodass bei der Bewegung des Fahrzeugs 2 durch den Kalibrierprüfstand 3 jeweils ein Seitenbereich 14 des Fahrzeugs 2 erfasst wird. Grundsätzlich können die Vermessungssensoren 10 aber beliebig am dem Kalibrierprüfstand 3 angeordnet sein. 2nd shows the vehicle 2nd according to 1 by the calibration test bench 3rd is moved through. The line describes 13 a trajectory of the vehicle 2nd during the calibration process. In the calibration process, on the one hand, with the environment sensors 5 the calibration elements 9 detected. Based on the detection of the calibration element 9 by means of the environment sensor 5 can pose P_CK of the environment sensor 5 to the calibration element 9 be determined. It also uses the survey sensors 10th of the calibration test bench 3rd one area of the outer shell each 11 of the vehicle 2nd detected. Here, a plurality of measuring points 16 determines which one position a Area of the outer shell 11 of the vehicle 2nd describe. The measurement sensors are present 10th on the side of the calibration test bench 3rd arranged so that when the vehicle is moving 2nd through the calibration test bench 3rd one side area each 14 of the vehicle 2nd is recorded. Basically, the measurement sensors 10th but arbitrarily on the calibration test bench 3rd be arranged.

3 zeigt ein dreidimensionales Modell 15 des Fahrzeugs 2. Darüber hinaus ist die Mehrzahl von Messpunkten 16 dargestellt, die mit den Vermessungssensoren 10 bereitgestellt werden und welche die Außenhülle 11 des Fahrzeugs 2 beschreiben. Dabei beschreibt das dreidimensionale Modell 15 die Außenhülle 11 des Fahrzeugs 2. Hierbei ist vorgesehen, dass das dreidimensionale Modell 15 mit den Messpunkten 16 in Übereinstimmung gebracht wird. Hierzu kann das dreidimensionale Modell 15 - wie durch die Pfeile angedeutet - translatorisch und/oder rotatorisch bewegt werden. 3rd shows a three-dimensional model 15 of the vehicle 2nd . In addition, the majority of measurement points 16 shown with the surveying sensors 10th be provided and what the outer shell 11 of the vehicle 2nd describe. The three-dimensional model describes this 15 the outer shell 11 of the vehicle 2nd . It is provided that the three-dimensional model 15 with the measuring points 16 is brought into line. For this, the three-dimensional model 15 - As indicated by the arrows - are moved in translation and / or rotation.

In 4 ist beispielhaft dargestellt, wie eine Pose P_CF eines Umfeldsensors 5 beziehungsweise einer der Kameras 7 bezüglich eines Referenzpunkts 17 des Fahrzeugs 2 bestimmt werden kann. Der Referenzpunkt 17 entspricht vorliegend einem Mittelpunkt einer Hinterachse 18 des Fahrzeugs 2. Wie zuvor beschrieben, wird bei dem Kalibrieren die Pose P_CK des Umfeldsensors 5 zu dem Kalibrierelement 9 bestimmt. Diese erfolgt auf Grundlage der Messung des Umfeldsensors 5. Darüber hinaus wird eine Pose P_LF des Vermessungssensors 10 zu dem Fahrzeug 2 beziehungsweise dem Referenzpunkt 17 des Fahrzeugs 2 bestimmt. Diese Pose P_LF kann auf Grundlage einer Messung des Vermessungssensors 10 und dem anschließenden Matching mit dem digitalen dreidimensionalen Modell 15 bestimmt werden. Hierbei ist die Position des Referenzpunkts 17 in dem Fahrzeug 2 bekannt. Darüber hinaus kann eine Pose P_KL des Vermessungssensors 10 zu dem Kalibrierelement 9 bestimmt werden. Diese Pose P_KL ist bekannt oder wird einmal bestimmt beziehungsweise vermessen. Die Pose P_CF kann mithilfe der Posen P_CK, P_KL und P_LF bestimmt werden. Dazu können die Rotationen und Translationen der Posen P_CK, P_KL und P_LF verrechnet werden. Darüber hinaus kann man die Posen P_CK und P_CF sowie sämtliche intrinsische Parameter und Verzerrungsparameter der Linse der Kamera 7 bestimmen. Insgesamt kann somit eine zuverlässige Kalibrierung der Umfeldsensoren 5 innerhalb einer kürzeren Zeitdauer und auf einfache Weise ermöglicht werden.In 4th is shown as an example, like a pose P_CF an environment sensor 5 or one of the cameras 7 with respect to a reference point 17th of the vehicle 2nd can be determined. The reference point 17th here corresponds to a center point of a rear axle 18th of the vehicle 2nd . As previously described, the pose is used in the calibration P_CK of the environment sensor 5 to the calibration element 9 certainly. This is done on the basis of the measurement of the environment sensor 5 . In addition, a pose P_LF of the surveying sensor 10th to the vehicle 2nd or the reference point 17th of the vehicle 2nd certainly. That pose P_LF can be based on a measurement of the survey sensor 10th and then matching with the digital three-dimensional model 15 be determined. Here is the position of the reference point 17th in the vehicle 2nd known. In addition, a pose P_KL of the surveying sensor 10th to the calibration element 9 be determined. That pose P_KL is known or is once determined or measured. The pose P_CF can use the poses P_CK , P_KL and P_LF be determined. You can do the rotations and translations of the poses P_CK , P_KL and P_LF will be charged. You can also do the poses P_CK and P_CF as well as all intrinsic parameters and distortion parameters of the camera lens 7 determine. Overall, a reliable calibration of the environment sensors can be carried out 5 be made possible in a shorter period of time and in a simple manner.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102010004233 B3 [0006]
WO 2015/090553 A1 [0007]
WO 2017/016541 A1 [0008]
EP 2233365 A2 [0009]

Claims

Method for calibrating an environment sensor (5) of a vehicle (2) with the steps: - performing a measurement with a measurement sensor (10) of a calibration test bench (3) and determining a pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor (3) based on the measurement, - detecting a calibration element (9) of the calibration test bench (3) by means of the environment sensor (5) and determining a pose (P_CK) of the environment sensor (5) to the calibration element (9) on the basis of the calibration element detected by the environment sensor (5) (9), characterized in that - during the measurement with the measurement sensor (10) an area of an outer shell (11) of the vehicle (2) is detected and - to determine the pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor ( 10) the detected area of the outer shell (11) is brought into agreement with a three-dimensional model (15) of the vehicle (2), the three-dimensional model (15) describing the outer shell (15) of the vehicle (2).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that, on the basis of the measurement with the measurement sensor (10), measurement points (16) are determined which describe the detected area of the outer shell (11), and the measurement points (16) are brought into agreement with the three-dimensional model (15).

Procedure according to Claim 1 or 2nd , characterized in that an installation position of the environment sensor (5) on the vehicle (2) is determined on the basis of the matched three-dimensional model (15).

Procedure according to Claim 3 , characterized in that the installation positions of the environment sensor (5) is also determined on the basis of a pose (P_KL) of the measurement sensor (10) relative to the calibration element (9).

Procedure according to Claim 3 or 4th , characterized in that the installation position of the environment sensor (5) is determined with respect to a reference point (17) of the vehicle (2).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that data describing the pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor (10) and / or the installation position of the environment sensor (5) to a control unit (6) of the vehicle (2) be transferred.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor (10) and the pose (P_CK) of the environment sensor (5) to the calibration element (9) during a movement of the vehicle ( 2) can be determined relative to the calibration test bench (3).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the area of the outer shell (11) is detected on a side area (14) of the vehicle (2) by means of the measurement sensor (10).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that intrinsic parameters of the environment sensor (5) are also determined for calibrating the environment sensor (5).

Calibration test bench (3) for calibrating an environment sensor (5) of a vehicle (2) comprising - a measurement sensor (10) for carrying out measurements and - a computing device (12) for determining a pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor ( 3) on the basis of the measurement carried out by means of the measurement sensor (10), characterized in that - the measurement sensor (10) is designed to detect a region of an outer shell (11) of the vehicle (2) during the measurement, and - the computing device (12 ) is designed to determine the pose (P_LF) of the vehicle (2) to the measurement sensor (10) to match the detected area of the outer shell (11) with a three-dimensional model (15) of the vehicle (2), the three-dimensional model (15) describes the outer shell (11) of the vehicle (2).

Vehicle (2) comprising - an environment sensor (5) for detecting a calibration element (9) of a calibration test bench (3) and - a control unit (6) which is designed to pose (P_CK) the environment sensor (5) to the calibration element ( 9) on the basis of the calibration element (9) detected with the environment sensor (5), characterized in that - the control device (6) is designed to transmit data that a pose (P_LF) of the vehicle (2) to a measurement sensor (10 ) of the calibration test bench (3).