Verfahren zur vereinfachten Kalibrierung einer weiteren Bilderfassungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur vereinfachten Kalibrierung einer weiteren Bilderfassungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer kalibrierten ersten Bilderfassungseinrichtung und einer weiteren Bilderfassungseinrichtung sowie einer Kalibriereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE102012001858DE 10 2012 001 858 A1A1 ist ein Verfahren zur Kalibrierung mehrerer Bilderfassungseinheiten einer Bilderfassungsvorrichtung zur Umgebungserfassung für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei während eines Betriebs der Bilderfassungseinheiten eine Kalibrierung derselben anhand intrinsischer und extrinsischer Parameter der Bilderfassungseinheiten durchgeführt wird. Bei der Kalibrierung werden die intrinsischen Parameter und Abweichungen hinsichtlich einer Orientierung der Bilderfassungseinheiten relativ zur Umgebung von einer Soll-Orientierung mittels eines Tiefpassfilters gefiltert. Bei der Kalibrierung der Bilderfassungseinheiten werden zusätzlich als extrinsischer Parameter eine relative Orientierung der Bilderfassungseinheiten mittels einer Korrespondenzanalyse ermittelt und berücksichtigt, wobei bei der Korrespondenzanalyse innerhalb von jeweils mittels der Bilderfassungseinheiten erfassten Bilddatensätze korrespondierende Bildpunkte identifiziert werden.

Generell sind in modernen Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Kamerasystemen verbaut, wie beispielsweise Nahbereichskamerasysteme oder Rückfahrkameras, Multi-Purpose-Kameras in Mono- oder Stereoausführung, sowohl vorne als auch hinten am Kraftfahrzeug, Außenspiegelkameras, etc.. Um ein fehlerfreies Ineinandergreifen und/oder Vernetzen einzelner Kameras gewährleisten zu können, werden üblicherweise alle eingesetzten Kamerasysteme einzeln für sich kalibriert. Hierfür sind jeweils individuelle Kalibriersysteme bzw. Kalibrieraufbauten erforderlich, was nicht nur aufwendig, sondern auch teuer ist.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich damit mit dem Problem, ein Verfahren zur vereinfachten Kalibrierung zumindest einer weiteren Bilderfassungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur vereinfachten Kalibrierung einer weiteren Bilderfassungseinrichtung eine bereits kalibrierte erste Bilderfassungseinrichtung zu nutzen und die weitere Bilderfassungseinrichtung anhand der von der ersten, kalibrierten Bilderfassungseinrichtung erfassten und in eine digitale Umfeldkarte eingetragene Bildmarken zu kalibrieren. Hierdurch ist lediglich eine einzige aufwendige Kalibrierung einer Bilderfassungseinrichtung, nämlich hier der ersten Bilderfassungseinrichtung, erforderlich, während sämtliche weitere Bilderfassungseinrichtungen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vergleichsweise einfach und damit auch kostengünstig kalibriert werden können, wobei als einzige Bedingung ein Überschneiden der Sichtbereiche zwischen der ersten und der weiteren Bilderfassungseinrichtung erforderlich ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit eine erste kalibrierte Bilderfassungseinrichtung mit einem ersten Sichtbereich und die weitere Bilderfassungseinrichtung mit dem weiteren Bildbereich am Kraftfahrzeug angebracht, wobei sich der erste Sichtbereich und der weitere Sichtbereich zumindest teilweise in einem gemeinsamen Sichtbereich überdecken. Die erste Bilderfassungseinrichtung erfasst nun in dem ersten Sichtbereich zumindest eine vordefinierte, insbesondere markante, Bildmarke einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und trägt diese in eine digitale Umfeldkarte ein. Die weitere Bilderfassungseinrichtung erfasst anschließend in dem gemeinsamen Sichtbereich, in welchem sich der weitere Sichtbereich der weiteren Bilderfassungseinrichtung mit dem ersten Sichtbereich der ersten Bilderfassungseinrichtung überdeckt nach der zumindest einen dort von der ersten Bilderfassungseinrichtung erfassten, vordefinierten Bildmarke und trägt diese ebenfalls in die digitale Umfeldkarte ein. Anschließend erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Lageabgleich der von der ersten Bilderfassungseinrichtung und der von der weiteren Bilderfassungseinrichtung erfassten und eingetragenen Bildmarke in der Umfeldkarte, wobei bei lagegleichen Bildmarken keine Kalibrierung der weiteren Bilderfassungseinrichtung erfolgen muss, da diese bereits analog zur ersten Bilderfassungseinrichtung kalibriert ist. Bei lageunterschiedlichen Bildmarken, das heißt bei einer Lagedifferenz zwischen der von der ersten Bilderfassungseinrichtung erfassten Bildmarke und derselben von der weiteren Bilderfassungseinrichtung erfassten Bildmarke, wird eine Lagedifferenz bestimmt und anhand dieser Lagedifferenz die weitere Bilderfassungseinrichtung kalibriert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also somit möglich, nur noch eine einzige Kamera eines Kamerasystems in einem Kraftfahrzeug aufwendig, insbesondere mittels entsprechender Kalibriersysteme, kalibrieren zu müssen, wogegen sämtliche weitere Kameras bzw. Bilderfassungseinrichtungen durch einen Vergleich mit der ersten Kamera bzw. der ersten Bilderfassungseinrichtung einfach und damit kostengünstig, insitu und schnell kalibriert werden können. Dies ermöglicht auch eine deutlich schnellere Montage des Kraftfahrzeugs, da nur noch eine einzige Kamera kalibriert werden muss.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung werden als erste Bilderfassungseinrichtung eine linke oder rechte Außenspiegelkamera und als weitere Bilderfassungseinrichtung eine linke oder rechte Nahbereichskamera verwendet. Bei derart nah am Kraftfahrzeug beieinander liegenden Bilderfassungseinrichtungen ist eine Überdeckung der jeweiligen Sicht- bzw. Erfassungsbereiche gegeben, sodass hier das erfindungsgemäße Verfahren in besonders günstiger Weise eingesetzt werden kann. Ist die zumindest eine weitere Bilderfassungseinrichtung kalibriert, so kann diese in einem nachfolgenden Verfahrensschritt als erste, kalibrierte Bilderfassungseinrichtung verwendet werden, sodass vorzugsweise eine Rundumkalibrierung sämtlicher im Kraftfahrzeug verbauter Bilderfassungseinrichtungen über lediglich eine einzige tatsächlich über ein entsprechendes Kalibriersystem kalibrierten Bilderfassungseinrichtung erfolgen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei selbstverständlich entweder nur zu Beginn, das heißt kurz vor einer Auslieferung des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, aber auch während des Betriebs des Kraftfahrzeugs, wodurch eine permanente Kalibrierung möglich ist. Rein theoretisch muss in diesem Fall selbstverständlich zumindest in gewissen Zeitabschnitten eine kraftfahrzeugunabhängige Kalibrierung zumindest einer Bilderfassungseinrichtung erfolgen, um nicht sich fortpflanzende Fehler zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einer kalibrierten ersten Bilderfassungseinrichtung mit einem ersten Sichtbereich und zumindest einer weiteren Bilderfassungseinrichtung mit einem weiteren Sichtbereich anzugeben, wobei sich die beiden Sichtbereiche zumindest teilweise in einem gemeinsamen Sichtbereich überdecken. Ebenfalls weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug eine Kalibriereinrichtung auf, mittels welcher das in den vorherigen Absätzen beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann. Mittels eines derartigen Kraftfahrzeugs ist somit ein deutlich vereinfachtes Kalibrieren zumindest einer weiteren Bilderfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs möglich, wobei ausschließlich zu Beginn ein einziges Mal ein aufwendiges, insbesondere mittels eines Kalibriersystems, erfolgendes Kalibrieren der ersten Bilderfassungseinrichtung erfolgen muss. Anhand dieser ersten kalibrierten Bilderfassungseinrichtung kann dann mit der Kalibriereinrichtung und der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die zumindest eine weitere Bilderfassungseinrichtung kalibriert werden.

Zweckmäßig sind die erste Bilderfassungseinrichtung eine linke oder rechte Außenspiegelkamera und die weitere Bilderfassungseinrichtung eine linke oder rechte Nahbereichskamera. Diese beiden Bilderfassungseinrichtungen liegen dabei vergleichsweise nah beieinander, sodass sich deren Sichtbereiche vergleichsweise weit in einem gemeinsamen Sichtbereich überdecken. Ein derartiger gemeinsamer Sichtbereich ist zwingend erforderlich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Über die Außenspiegelkamera bzw. die Nahbereichskamera können selbstverständlich weitere Bilderfassungseinrichtungen, beispielsweise ein Rückfahrkamera, kalibriert werden, sofern sich deren Sichtbereiche zumindest teilweise mit einem Sichtbereich der zuvor kalibrierten Bilderfassungseinrichtung überdecken.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur vereinfachten Kalibrierung einer weiteren Bilderfassungseinrichtung.

Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1 eine kalibrierte erste Bilderfassungseinrichtung 2 mit einem ersten Sichtbereich 3 sowie zumindest eine weitere Bilderfassungseinrichtung 4 mit einem weiteren Sichtbereich 5 auf. Die erste Bilderfassungseinrichtung 2 kann dabei extern, beispielsweise über ein separates Kalibriersystem, kalibriert werden. Die beiden Sichtbereiche 3, 5 überdecken sich dabei in einem gemeinsamen Sichtbereich 6, der gemäß der 1 dem zweiten Sichtbereich 5 entspricht, dies jedoch nicht muss. Ebenfalls vorgesehen in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 1 ist eine Kalibriereinrichtung 7 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, welches nachfolgend erläutert wird:

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur vereinfachten Kalibrierung zumindest einer weiteren Bilderfassungseinrichtung 4 werden zunächst eine kalibrierte erste Bilderfassungseinrichtung 2 mit ihrem ersten Sichtbereich 3 und zusätzlich die weitere Bilderfassungseinrichtung 4 mit dem weiteren Sichtbereich 5 am Kraftfahrzeug 1 angebracht. Wie bereits erwähnt, überdecken sich dabei der erste Sichtbereich 3 der ersten und kalibrierten Bilderfassungseinrichtung 2 und der weitere Sichtbereich 5 der zumindest einen weiteren Bilderfassungseinrichtung 4 in dem gemeinsamen Sichtbereich 6.

Die erste Bilderfassungseinrichtung 2 erfasst nun in dem ersten Sichtbereich 3 zumindest eine vordefinierte und insbesondere markante Bildmarke 8, hier beispielsweise eine Kirchturmspitze, und trägt diese in eine digitale, nicht gezeigte Umfeldkarte ein. Die weitere Bilderfassungseinrichtung 4 sucht nun in dem gemeinsamen Sichtbereich 6 nach der dort von der ersten Bilderfassungseinrichtung 2 zumindest einen erfassten, vordefinierten Bildmarke 8 und trägt diese ebenfalls in die digitale Umfeldkarte ein. Anschließend erfolgt in dieser Umfeldkarte ein Lageabgleich der von der ersten Bilderfassungseinrichtung 2 und der von der weiteren Bilderfassungseinrichtung 4 erfassten und eingetragenen Bildmarke 8. Bei lagegleichen Bildmarken 8 erfolgt nun keine Kalibrierung der weiteren Bilderfassungseinrichtung 4, da diese nicht mehr kalibriert werden muss. Bei lageunterschiedlichen Bildmarken 8 wird von der Kalibriereinrichtung 7 eine Lagedifferenz bestimmt und anhand dieser Lagedifferenz die weitere Bilderfassungseinrichtung 4 kalibriert.

Mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich, lediglich nur noch eine einzige Bilderfassungseinrichtung, hier die erste Bilderfassungseinrichtung 2, kalibrieren zu müssen, insbesondere über ein nicht näher gezeigtes Kalibriersystem, während alle weiteren Bilderfassungseinrichtungen 4 über das erfindungsgemäße Verfahren und über die erste kalibrierte Bilderfassungseinrichtung 2 kalibriert werden können.

Die erste Bilderfassungseinrichtung 2 kann beispielsweise eine linke oder eine rechte Außenspiegelkamera sein, während die weitere Bilderfassungseinrichtung 4 eine linke oder rechte Nahbereichskamera sein kann. Selbstverständlich ist dabei klar, dass die weitere Bilderfassungseinrichtung 4 auch noch weitere Kameras, beispielsweise eine Rückfahrkamera oder ähnliches, sein kann, sodass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sämtliche weiteren Bilderfassungseinrichtungen 4 in dem Kraftfahrzeug 1 anhand der ersten Bilderfassungseinrichtung 2 kalibriert werden können. Das Kalibrieren kann dabei selbstverständlich auch während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.

Dabei ist selbstverständlich klar, dass das Verfahren nicht zwingend mit einer linken oder rechten (Außen-)Spiegelkamera als erste Bilderfassungseinrichtung 2 und einer linken oder rechten Nahbereichskamera als weitere Bilderfassungseinrichtung 4 durchgeführt werden muss. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Verfahren mit jeder beliebigen Kamera als erster Erfassungseinrichtung beginnen und mit jeder beliebigen weiteren Kamera fortfahren, wenn sich die Sichtbereiche 3, 5 überdecken.

Selbstverständlich kann auch eine vordere Multipurposekamera (üblicherweise im Umfeld eines Innenspiegels angebracht und nach vorne blickend) als erste Bilderfassungseinrichtung 2 verwendet werden. Nachdem diese kalibriert ist und zumindest eine Bildmarke 8 eingetragen ist, kann jede beliebige weitere Bilderfassungseinrichtung 5, deren Sichtbereich 5 sich mit dem ersten Sichtbereich 3 überschneidet, kalibriert werden (z. B. rechte Nahbereichskamera, linke Nahbereichskamera, vordere Nahbereichskamera ... usw.) Ist die weitere Bilderfassungseinrichtung 4 kalibriert, so kann diese wiederum erneut weitere Bildmarken in die Umfeldkarte eintragen, die dann wiederum von einer weiteren dritten Bilderfassungseinrichtung erfasst werden und somit für diese zur Kalibrierung verwendet werden können usw..

So kann man nach und nach alle Bilderfassungseinrichtungen (Kameras) um das Kraftfahrzeug 1 kalibrieren, wobei mittels einer Kettenkalibrierung nur zu Beginn die erste Bilderfassungseinrichtung 2 ein definiertes Target (Bildmarke 8) zur Verfügung haben muss.

Danach können alle weiteren Bilderfassungseinrichtungen 4, sobald sie kalibriert sind, ihre Bildmarken in die Umfeldkarte eintragen, die wiederum für noch weitere Bilderfassungseinrichtungen als Basis dienen.

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• DE 102012001858 A1