DE102011109346A1

DE102011109346A1 - Sensor arrangement for detecting position of motor vehicle i.e. motor car, has digital camera, where change in position of vehicle relative to camera is determined by computing device on basis of alteration of layer of reference points

Info

Publication number: DE102011109346A1
Application number: DE102011109346A
Authority: DE
Inventors: Adam Hradecky; Florian Frey; Rainer Mäckel; Alexander Novy; Stefan Gärtner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-03-15

Abstract

The arrangement (10) has a digital camera (20) stationary-arranged on an outer side of a motor vehicle (12), where signals of the camera actuate an actuator i.e. brake actuator, of the vehicle. A camera optical and contactless detects two reference points at the vehicle, where reference points are spaced at distance from each other. A change in a position of the vehicle relative to the camera is determined by a computing device on a basis of an alteration of layer of the reference points. A laser unit is laterally arranged beside related to longitudinal direction of the vehicle. The actuator is selected from a vehicle-internal actuator, guidance actuator, drive actuator and/or brake actuator. An independent claim is also included for a method for detecting a position of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung und ein Verfahren zur Positionserfassung eines Fahrzeugs. Die Sensoranordnung umfasst wenigstens einen außerhalb des Fahrzeugs ortsfest angeordneten Sensor, dessen Signale zum Ansteuern eines Aktuators des Fahrzeugs nutzbar sind.The invention relates to a sensor arrangement and a method for detecting the position of a vehicle. The sensor arrangement comprises at least one sensor which is arranged stationarily outside the vehicle and whose signals can be used to drive an actuator of the vehicle.

Die DE 10 2009 022 281 A1 beschreibt ein System zum kontrollierten Bewegen von Kraftfahrzeugen in einer Halle. Hierbei erfasst ein außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordneter Sensor eine Position des Kraftfahrzeugs. Der Sensor kommuniziert mit einer ebenfalls außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordneten Recheneinrichtung, welche mit einer Sende- und Empfangseinrichtung verbunden ist. Die Sende- und Empfangseinrichtung kommuniziert drahtlos mit einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs, über welches ein Antrieb und eine Lenkung des Kraftfahrzeugs ansteuerbar sind. Die Recheneinrichtung berechnet einen Bewegungsvektor des Kraftfahrzeugs von seiner Ist-Position, welche mit dem Sensor erfasst wird, hin zu einer nachfolgenden Soll-Position. Über die Sende- und Empfangseinrichtung wird der Bewegungsvektor an das Steuergerät des Kraftfahrzeugs übermittelt. Daraufhin steuert das Steuergerät den Antrieb und die Lenkung so an, dass das Kraftfahrzeug von einer Ist-Position zu seiner Soll-Position fährt.The DE 10 2009 022 281 A1 describes a system for the controlled movement of motor vehicles in a hall. In this case, a sensor arranged outside the motor vehicle detects a position of the motor vehicle. The sensor communicates with a likewise arranged outside the motor vehicle computing device which is connected to a transmitting and receiving device. The transmitting and receiving device communicates wirelessly with a control unit of the motor vehicle, via which a drive and a steering of the motor vehicle can be controlled. The computing device calculates a motion vector of the motor vehicle from its actual position, which is detected by the sensor, to a subsequent desired position. About the transmitting and receiving device, the motion vector is transmitted to the control unit of the motor vehicle. The control unit then controls the drive and the steering in such a way that the motor vehicle travels from an actual position to its desired position.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensoranordnung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bzw. welches eine besonders zuverlässige und genaue Positionserfassung ermöglicht.Object of the present invention is to provide a sensor arrangement and a method of the type mentioned, which or which allows a particularly reliable and accurate position detection.

Diese Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a sensor arrangement having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Positionserfassung eines Fahrzeugs umfasst wenigstens einen außerhalb des Fahrzeugs ortsfest angeordneten Sensor, dessen Signale zum Ansteuern eines Aktuators des Fahrzeugs nutzbar sind. Hierbei ist der wenigstens eine Sensor zum berührungslosen Erfassen wenigstens zweier voneinander beabstandeter Referenzpunkte am Fahrzeug ausgebildet. Mittels einer Recheneinrichtung ist anhand einer Änderung der Lage der Referenzpunkte eine Änderung der Position des Fahrzeugs relativ zu dem wenigstens einen Sensor ermittelbar. Durch die so ermöglichte zuverlässige und genaue Positionserfassung eines sich relativ zu dem wenigstens einen Sensor bewegenden Fahrzeugs ist es möglich, eine automatisierte Fahrzeugbeförderung zu realisieren.The sensor arrangement according to the invention for detecting the position of a vehicle comprises at least one sensor which is arranged stationarily outside the vehicle and whose signals can be used to drive an actuator of the vehicle. In this case, the at least one sensor is designed for the contactless detection of at least two spaced-apart reference points on the vehicle. By means of a computing device, a change in the position of the vehicle relative to the at least one sensor can be determined on the basis of a change in the position of the reference points. By thus enabling reliable and accurate position detection of a relative to the at least one sensor moving vehicle, it is possible to realize an automated vehicle transport.

Hierbei können beispielsweise Ist-Werte der Lage der Referenzpunkte mit Soll-Werten entlang einer gewünschten Trajektorie des Fahrzeugs verglichen werden und so Abweichungen von der Trajektorie festgestellt werden. Dies ermöglicht es, bei Vorliegen solcher Abweichungen korrigierend einzugreifen und so das Fahrzeug auf der Trajektorie zu halten. Durch das berührungslose Erfassen der Referenzpunkte ist zudem eine besonders große Freiheit bei der Bewegung des Fahrzeugs gegeben. Durch Erfassen der Änderung der Lage der Referenzpunkte in regelmäßigen zeitlichen Abständen kann die Trajektorie des Fahrzeugs besonders genau verfolgt werden.In this case, for example, actual values of the position of the reference points can be compared with desired values along a desired trajectory of the vehicle and thus deviations from the trajectory can be determined. This makes it possible to intervene in the presence of such deviations corrective and so to keep the vehicle on the trajectory. Due to the non-contact detection of the reference points is also given a particularly great freedom in the movement of the vehicle. By detecting the change in the position of the reference points at regular time intervals, the trajectory of the vehicle can be followed with particular accuracy.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Sensor zum optischen Erfassen der Referenzpunkte ausgebildet. Eine solche optische Erfassung kann nämlich besonders schnell vorgenommen werden, sodass sehr rasch Abweichungen einer tatsächlichen von der gewünschten Trajektorie des Fahrzeugs festgestellt werden können.In an advantageous embodiment of the invention, the at least one sensor for optically detecting the reference points is formed. Namely, such an optical detection can be made particularly fast, so that deviations of an actual from the desired trajectory of the vehicle can be detected very quickly.

Die Sensoranordnung kann wenigstens einen Laser umfassen, wobei mittels der Recheneinrichtung eine Lageänderung wenigstens zweier einen Strahl des Lasers reflektierenden Reifen des Fahrzeugs bestimmbar ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Auswerten eines Lasersignals, welches von einer lackierten Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie reflektiert wird, oft fehlerbehaftet ist. Je nach Lackfarbe und Glanz des Lackes kann es nämlich zu unterschiedlich starken Absorptionen und Reflexionen des Laserstrahls kommen, wodurch die Auswertung der Reflexion erschwert ist.The sensor arrangement may comprise at least one laser, wherein a change in position of at least two tires of the vehicle reflecting a beam of the laser can be determined by means of the computing device. This is based on the knowledge that the evaluation of a laser signal, which is reflected by a painted surface of a vehicle body, is often faulty. Depending on the color of the paint and the gloss of the paint, different levels of absorption and reflections of the laser beam may occur, which makes it difficult to evaluate the reflection.

Ist hingegen der Strahl des Lasers auf die Reifen des Fahrzeugs gerichtet, so ergibt sich unabhängig von dem Winkel, unter welchem der Laserstrahl auf die Reifen auftrifft, eine einheitliche, leicht auswertbare Reflexion des Laserstrahls. Die Reifen des Fahrzeugs haben nämlich eine auch bei unterschiedlich lackierten Fahrzeugen eine gleiche, in der Regel schwarze Farbe. Insbesondere beim Ausrichten des Laserstrahls auf hochglänzend schwarz Lackierte Oberflächen des Fahrzeugs kann es bei der Erfassung von Referenzpunkten zu Fehlmessungen und einem erheblichen Messrauschen kommen. Dies wird vermieden, wenn der Laserstrahl auf die Reifen des Fahrzeugs gerichtet ist.If, on the other hand, the beam of the laser is directed at the tires of the vehicle, a uniform, easily evaluable reflection of the laser beam results, irrespective of the angle at which the laser beam impinges on the tires. The tires of the vehicle have a same, usually black color even with differently painted vehicles. In particular, when aligning the laser beam on glossy black painted surfaces of the vehicle, there may be in the detection of reference points to erroneous measurements and a considerable measurement noise. This is avoided when the laser beam is directed at the tires of the vehicle.

Es hat sich hierbei als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Laser bezogen auf eine Längsrichtung des Fahrzeugs seitlich neben dem Fahrzeug angeordnet ist. Dann können einerseits die bei der getakteten Erfassung des von den Reifen reflektierten Strahls des Lasers sich zeitlich ändernden Lagen der Referenzpunkte besonders gut erfasst werden. Zudem behindert der Laser dann nicht die Fahrt des Fahrzeugs in die Längsrichtung, und er braucht nicht abgesenkt zu werden, wie dies der Fall wäre, wenn der Laser vor dem Fahrzeug angeordnet wäre.It has proven to be advantageous in this case if the laser is arranged laterally next to the vehicle relative to a longitudinal direction of the vehicle. Then, on the one hand, in the clocked detection of the reflected from the tires Beam of the laser temporally changing positions of the reference points are particularly well recorded. In addition, the laser then does not hinder the ride of the vehicle in the longitudinal direction, and it does not need to be lowered, as would be the case if the laser were located in front of the vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der wenigstens eine Sensor zumindest eine Kamera umfassen, wobei die Recheneinrichtung zum Verarbeiten von mittels der Kamera erfassten und die wenigstens zwei Referenzpunkte aufweisenden Bildern ausgelegt ist. Aus der mit der Bewegung des Fahrzeugs sich ergebenden Änderung der Lage der Referenzpunkte und/oder der Abstände zwischen den Referenzpunkten kann so besonders zuverlässig und genau die Position des Fahrzeugs erfasst werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the at least one sensor may comprise at least one camera, wherein the computing device is designed for processing images captured by means of the camera and having the at least two reference points. From the resulting with the movement of the vehicle change in the position of the reference points and / or the distances between the reference points so particularly reliable and accurate the position of the vehicle can be detected.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der zumindest einen Kamera wenigstens zwei Referenzpunkte erfassbar sind, welche im Bereich von jeweiligen Scheinwerfern des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Scheinwerfer können nämlich bei der Bildverarbeitung besonders gut lokalisiert werden, da sie sich von der übrigen Außenhaut des Fahrzeugs gut abheben, insbesondere wenn sie eingeschaltet sind und als aktive Lichtquelle genutzt werden. Die zumindest eine Kamera kann also insbesondere vor dem Fahrzeug angeordnet sein, da dann bei sich auf die Kamera zu bewegendem Fahrzeug die Änderung des Abstands zwischen den im Bereich der Scheinwerfer angeordneten Referenzpunkten besonders gut erfassbar ist. Um eine verbesserte Erkennung der als Referenzpunkte genutzten Scheinwerfer gegenüber einer Hintergrundbeleuchtung im Fabrikumfeld bzw. in einem Prüffeld zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Scheinwerfer während der Messung ein- und ausgeschaltet werden, beispielsweise wenn sie blinken (also mit einer vorgegebenen Frequenz an- und ausgeschaltet werden).It has proven to be advantageous if by means of the at least one camera at least two reference points can be detected, which are arranged in the region of respective headlights of the vehicle. Namely, the headlamps can be particularly well located in image processing because they stand out well from the rest of the vehicle's outer skin, especially when they are turned on and used as an active light source. The at least one camera can therefore be arranged in particular in front of the vehicle, since then the change in the distance between the reference points arranged in the region of the headlights can be detected particularly well when the vehicle is moving toward the camera. In order to achieve an improved detection of the headlights used as reference points in comparison with a backlight in the factory field or in a test field, it is advantageous if the headlights are switched on and off during the measurement, for example when they are flashing (ie at a predetermined frequency). and turned off).

Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens ein weiterer, relativ zu dem Fahrzeug ortsfester Referenzpunkt vorgesehen ist, welcher mittels des wenigstens einen Sensors erfassbar ist, Dadurch ist ein Bezugspunkt gegeben, anhand dessen festgestellt werden kann, ob zwischen einer ersten Messung und einer zweiten Messung eine unerwünschte Bewegung des wenigstens einen Sensors, etwa aufgrund eines Stoßes, erfolgt ist. Bei Verwendung der zumindest einen Kamera als Sensor können beispielsweise Photogrammmetriemarken als stationäre Bezugspunkte im Messbereich angeordnet sein.Furthermore, it has been found to be advantageous if at least one further, relative to the vehicle stationary reference point is provided, which is detectable by means of at least one sensor, Thus, a reference point is given by which it can be determined whether between a first measurement and a second measurement, an unwanted movement of the at least one sensor, such as due to a shock, has occurred. When using the at least one camera as a sensor, for example, photogrammetry marks can be arranged as stationary reference points in the measuring range.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Sensoranordnung den Aktuator umfasst, welcher bei einer Abweichung einer Ist-Position des Fahrzeugs von einer Soll-Position des Fahrzeugs von der Recheneinrichtung ansteuerbar Ist. Dann lässt sich mittels der Sensoranordnung nicht nur die Position des Fahrzeugs erfassen, sondern eine sensorgestützte Bewegung des Fahrzeugs entlang einer gewünschten Trajektorie realisieren. Zweckmäßigerweise erfolgt dabei nicht nur eine Ansteuerung des (Lenk-)Aktuators, sondern auch eine Ansteuerung des Fahrzeugantriebs und der Bremsanlage auf Basis der durch die Sensoranordnung gewonnenen Positionsinformationen. Auf diese Weise kann eine fahrerlose Navigation des Fahrzeugs in einem Produktionsumfeld bzw. in einem Prüffeld erreicht werden.Finally, it has proven to be advantageous if the sensor arrangement comprises the actuator, which can be controlled by the computing device in the event of a deviation of an actual position of the vehicle from a desired position of the vehicle. Then, by means of the sensor arrangement, it is not only possible to detect the position of the vehicle, but to realize a sensor-supported movement of the vehicle along a desired trajectory. Appropriately, not only a control of the (steering) actuator, but also a control of the vehicle drive and the brake system based on the position information obtained by the sensor arrangement takes place. In this way, driverless navigation of the vehicle in a production environment or in a test field can be achieved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen einer Position eines Fahrzeugs werden Signale wenigstens eines außerhalb des Fahrzeugs ortsfest angeordneten Sensors ausgewertet. Mittels des wenigstens einen Sensors werden hierbei wenigstens zwei voneinander beabstandete Referenzpunkte berührungslos am Fahrzeug erfasst. Mittels einer Recheneinrichtung wird anhand einer Änderung der Lage der Referenzpunkte eine Änderung der Position des Fahrzeugs relativ zu dem wenigstens einen Sensor ermittelt. Das Verfahren ermöglicht eine besonders einfache, zuverlässige und genaue Positionserfassung des sich bewegenden Fahrzeugs.In the method according to the invention for detecting a position of a vehicle, signals of at least one sensor arranged stationarily outside the vehicle are evaluated. By means of the at least one sensor, in this case at least two spaced-apart reference points are detected without contact on the vehicle. By means of a computing device, a change in the position of the vehicle relative to the at least one sensor is determined based on a change in the position of the reference points. The method enables a particularly simple, reliable and accurate position detection of the moving vehicle.

Die für die erfindungsgemäße Sensoranordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren.The advantages and preferred embodiments described for the sensor arrangement according to the invention also apply to the method according to the invention.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Atleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in atlantic setting without the scope of To leave invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and with reference to the drawings, in which the same or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:

1 einen fahrerlos sich in einer Halle bewegenden Kraftwagen, dessen sich bei der Fahrt ändernde Position mittels einer ortsfest in der Halle angeordneten Kamera erfasst wird; 1 a driver moving in a hall without a driver, whose position changing during the journey is detected by means of a camera fixed in the hall;

2 schematisch die Erfassung von innerhalb der Frontscheinwerfer des Kraftwagens angeordneten Referenzpunkten mittels der Kamera; 2 schematically the detection of arranged within the headlights of the motor vehicle reference points by means of the camera;

3 die Veränderung des Abstands zwischen den Referenzpunkten in von der Kamera während der Fahrt des Kraftwagens aufgenommenen Bildern; 3 the change in the distance between the reference points in images taken by the camera during the drive of the motor vehicle;

4 schematisch Schritte der in einem Rechner stattfindenden Bildverarbeitung der Bilder der Kamera und die Regelung der Position des Kraftwagens, wenn dessen Ist-Position von einer Soll-Position abweicht; 4 schematically steps of taking place in a computer image processing the images of the camera and the regulation of the position of the motor vehicle when its actual position deviates from a desired position;

5 in einer Draufsicht auf den Kraftwagen von einem Laserscanner ausgehende Laserstrahlen, welche auf die Reifen des Kraftwagens gerichtet sind; 5 in a plan view of the motor vehicle from a laser scanner emanating laser beams, which are directed to the tires of the motor vehicle;

6 die Anordnung des Laserscanners relativ zu dem Kraftwagen in einer Seitenansicht des Kraftwagens; und 6 the arrangement of the laser scanner relative to the motor vehicle in a side view of the motor vehicle; and

7 Messdaten des Laserscanners, dessen Laserstrahlen von dem Reifen des Kraftwagens reflektiert werden. 7 Measurement data of the laser scanner whose laser beams are reflected by the tire of the motor vehicle.

Eine in 1 gezeigte Sensoranordnung 10 dient der berührungslosen Erfassung der Position eines Kraftwagens 12 in einer Halle 14. Der Kraftwagen 12 wird hierbei fahrerlos, also automatisiert hin zu einem Rollenprüfstand navigiert, dessen Rollen 16 im Bereich eines Hallenbodens 18 angeordnet sind. Eine Digitalkamera 20 ist an einer Decke 22 der Halle 14 – oder an einer Gerüst oder Träger – ortsfest angeordnet, und zwar in die Längsrichtung X des Kraftwagens 12 gesehen vor dem Kraftwagen 12.An in 1 shown sensor arrangement 10 serves the non-contact detection of the position of a motor vehicle 12 in a hall 14 , The car 12 is thereby driverless, so automated navigated to a chassis dynamometer, its roles 16 in the area of a hall floor 18 are arranged. A digital camera 20 is on a ceiling 22 the hall 14 - Or on a scaffold or carrier - fixed in place, in the longitudinal direction X of the motor vehicle 12 seen in front of the car 12 ,

Die Digitalkamera 20 ist mit einem Rechner 24 gekoppelt (vgl. 4), welcher die von der Digitalkamera 20 erfassten Bilddaten auswertet und Aktuatoren des Kraftwagens 12 derart ansteuert, dass der Kraftwagen 12 autonom auf den Rollenprüfstand fahren und nach Beendigung des Prüflaufs aus dem Rollenprüfstand hinausfahren kann. Hierfür kann der Rechner 24 insbesondere einen Lenkaktuator des Kraftwagens 12 ansteuern, also eine elektronische Lenkung vornehmen, indem der Rechner 24 Steuerbefehle an ein Lenkungssteuergerät des Kraftwagens 12 abgibt.The digital camera 20 is with a calculator 24 coupled (cf. 4 ), which by the digital camera 20 recorded image data evaluates and actuators of the motor vehicle 12 so controls that the car 12 drive autonomously on the chassis dynamometer and can leave the chassis dynamometer after completion of the test run. For this, the calculator 24 in particular a steering actuator of the motor vehicle 12 drive, so make an electronic steering by the computer 24 Control commands to a steering control unit of the motor vehicle 12 emits.

Zudem können ein Antrieb und eine Bremseinrichtung des Kraftwagens 12 von dem Rechner 24 angesteuert werden, und eine automatische Gangschaltung des Kraftwagens 12 kann einen elektronischen Gangwechsel zulassen.In addition, a drive and a braking device of the motor vehicle 12 from the calculator 24 be controlled, and an automatic gearshift of the motor vehicle 12 can allow an electronic gear change.

Da sich die Position des Kraftwagens 12 in Hochrichtung Z des Kraftwagens 12 nicht ändert, ist es zur Erfassung der Position des Kraftwagens 12 in der Halle 14 ausreichend, die Bewegung des Kraftwagens in die Längsrichtung K und die Querrichtung Y zu erfassen.As the position of the motor vehicle 12 in the vertical direction Z of the motor vehicle 12 Does not change, it is to capture the position of the motor vehicle 12 in the hall 14 sufficient to detect the movement of the motor vehicle in the longitudinal direction K and the transverse direction Y.

Die Digitalkamera 20 ist auf die Front 26 des Kraftwagens 12 gerichtet, und zwar so, dass seine beiden vorderen Scheinwerfer 28 in einem Erfassungsbereich 30 der Digitalkamera 20 zu liegen kommen. Die Digitalkamera 20 kann hierbei insbesondere zum Überwachen einer Fahrstraße mit einer Breite von ca. 4 m eingesetzt werden. in Längsrichtung kann die Digitalkamera 20 eine Fahrstrecke von beispielsweise 7 m überwachen, es können jedoch durch Einsatz mehrerer Digitalkameras 20 auch längere Fahrstrecken einfach überwacht werden.The digital camera 20 is on the front 26 of the motor vehicle 12 directed, in such a way that its two front headlights 28 in a detection area 30 the digital camera 20 to come to rest. The digital camera 20 This can be used in particular for monitoring a driveway with a width of about 4 m. in the longitudinal direction, the digital camera 20 monitor a driving distance of, for example, 7 m, but it can by using multiple digital cameras 20 even longer distances are easily monitored.

Die kalibrierte Digitalkamera 20 ist vorliegend ortsfest oberhalb des Kraftwagens 12 und vor dem Rollenprüfstand angeordnet. Der Erfassungsbereich 30 der Digitalkamera 20 ist also stationär, sodass jedem Pixel 32 eines von der Digitalkamera 20 erfassten Bilds 34 (vgl. 3) eine Lageinformation korrespondierender Referenzpunkte in der Halle 14 zugeordnet werden kann. Es ist daher nicht notwendig, eine Stereokamera einzusetzen, sondern es genügt, eine vorkalibrierte, flächig messende Kamera zu verwenden. Zum Kalibrieren der Digitalkamera 20 können in der Halle 14 stationäre, also ortsfeste Referenzpunkte oder Marker 36 angeordnet sein. Indem man sicherstellt, dass diese Marker 36 an immer gleichen Stellen im Bild 34 zu liegen kommen, kann die ortsfeste Position der Digitalkamera 20 eingehalten bzw. überprüft werden. Als Marker 36 können beispielsweise stationäre Lichtquellen in der Halle 14 platziert werden.The calibrated digital camera 20 is presently stationary above the motor vehicle 12 and arranged in front of the chassis dynamometer. The coverage area 30 the digital camera 20 So it's stationary, so every pixel 32 one of the digital camera 20 captured image 34 (see. 3 ) a location information of corresponding reference points in the hall 14 can be assigned. It is therefore not necessary to use a stereo camera, but it is sufficient to use a pre-calibrated, areal measuring camera. To calibrate the digital camera 20 can in the hall 14 stationary, ie fixed reference points or markers 36 be arranged. By making sure that these markers 36 always in the same places in the picture 34 can come to rest, the fixed position of the digital camera 20 be respected or checked. As a marker 36 For example, stationary light sources in the hall 14 to be placed.

Während der Fahrt des Kraftwagens 12 durch die Halle 14 hin zum Rollenprüfstand sind die Scheinwerfer 28 des Kraftwagens 12 bevorzugt eingeschaltet. Dann lassen sich nämlich die Scheinwerfer 28 besonders gut mittels der Digitalkamera 20 erfassen. Es kann auch eine gepulste Ansteuerung der Scheinwerfer 28 vorgenommen werden, um die Erkennung zu verbessern. Auch kann dieses gepulste Ansteuern zur Identifikation eines bestimmten Kraftwagens 12 herangezogen werden, indem die Ansteuerung der Scheinwerfer 28 für den jeweiligen Kraftwagen 12 spezifisch erfolgt.During the drive of the motor car 12 through the hall 14 towards the chassis dynamometer are the headlights 28 of the motor vehicle 12 preferably switched on. That's when the headlights can be used 28 especially good with the digital camera 20 to capture. It can also be a pulsed control of the headlights 28 be made to improve the recognition. Also, this pulsed driving for the identification of a specific motor vehicle 12 be used by the control of the headlights 28 for the respective motor vehicle 12 specifically.

Aus den von der Digitalkamera 20 in zeitlichen Abständen aufgenommenen Bildern 34 werden durch Bildverarbeitung Abbilder der Scheinwerfer 28 extrahiert, und es werden Mittelpunkte oder Schwerpunkte der Scheinwerfer 28 als Referenzpunkte 38 berechnet (vgl. 2). Da sich der Kraftwagen 12 während der Fahrt durch die Halle 14 stets auf dem Hallenboden 18 befindet, bleibt die Position der Referenzpunkte 38 in die Hochrichtung Z unverändert.From the ones of the digital camera 20 at intervals taken pictures 34 become by image processing images of the headlights 28 extracted, and they become centers or focal points of the headlights 28 as reference points 38 calculated (cf. 2 ). Since the car 12 while driving through the hall 14 always on the hall floor 18 is, the position of the reference points remains 38 unchanged in the vertical direction Z

Aus der Änderung eines Abstands d zwischen den Referenzpunkten 38 in den nacheinander aufgenommenen Bildern 34 der Digitalkamera 20 kann die Entfernung des Kraftwagens 12 von der Digitalkamera 20 und somit dessen Position in der Längsrichtung X bestimmt werden (vgl. 3). Zusätzlich kann die Änderung Δh der Höhe der Referenzpunkte 38 im Bild 34 zur Bestimmung der Entfernung des Kraftwagens 12 von der Digitalkamera 20 in Fahrtrichtung berücksichtigt werden. Weiterhin kann die Änderung des Abstands d zwischen den Referenzpunkten 38 in nacheinander aufgenommenen Bildern der Digitalkamera 20 in Verbindung mit der Entfernung des Kraftwagens 12 von der Digitalkamera 20 in Fahrtrichtung, die aus der Höhe der Referenzpunkte 38 bestimmt kann, zur Berechnung des Winkels zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Achse zwischen Fahrzeugmittelpunkt und Digitalkamera 20 herangezogen werden.From the change of a distance d between the reference points 38 in the consecutively taken pictures 34 the digital camera 20 can the removal of the motor vehicle 12 from the digital camera 20 and thus its position in the Longitudinal X are determined (see. 3 ). In addition, the change Δh may be the height of the reference points 38 in the picture 34 for determining the distance of the motor vehicle 12 from the digital camera 20 be considered in the direction of travel. Furthermore, the change of the distance d between the reference points 38 in successive pictures of the digital camera 20 in connection with the removal of the motor vehicle 12 from the digital camera 20 in the direction of travel, from the height of the reference points 38 determined for calculating the angle between the vehicle longitudinal axis and the axis between the vehicle center and digital camera 20 be used.

Bei sich der Digitalkamera 20 näherndem Kraftwagen 12 vergrößert sich der Abstand d zwischen den Referenzpunkten 38 (vgl. 3). Aufgrund der Position der Referenzpunkte 38 in Richtung der Breite des Bildes 34 bzw. aufgrund der Änderung Δb dieser Position in Richtung der Breite des Bildes 34 kann die Position des Kraftwagens 12 in die Querrichtung Y ermittelt werden.At the digital camera 20 approaching motor car 12 the distance d between the reference points increases 38 (see. 3 ). Due to the position of the reference points 38 in the direction of the width of the picture 34 or due to the change Δb of this position in the direction of the width of the image 34 can the position of the motor vehicle 12 be determined in the transverse direction Y.

Wenn hierbei festgestellt wird, dass die K- und Y-Koordinaten des Kraftwagens 12 von vorbestimmten Koordinaten der zu durchfahrenden Trajektorie abweichen, erfolgt über den Rechner 24 ein Eingriff in den Lenkaktuator des Kraftwagens 12, um diese Abweichung zu kompensieren. Auf diese Weise kann der Kraftwagen 12 in der Halle 14 mithilfe der durch die Digitalkamera 20 berührungslos erfassten Messwerte navigiert werden, nämlich anhand der Koordinaten der Referenzpunkte 38 in den nacheinander aufgenommenen Bildern 34.If this determines that the K and Y coordinates of the motor vehicle 12 deviate from predetermined coordinates of the trajectory to be traversed via the computer 24 an engagement in the steering actuator of the motor vehicle 12 to compensate for this deviation. In this way, the car 12 in the hall 14 using the through the digital camera 20 be measured without contact recorded measured values, namely on the basis of the coordinates of the reference points 38 in the consecutively taken pictures 34 ,

4 veranschaulicht schematisch diesen Vorgang. Hierbei gelangen die Daten der Digitalkamera 20 über einen Eingang 40 in den Rechner 24. In einem Rechenschritt 42 erfolgt die Ermittlung der Referenzpunkte 38 in den von der Digitalkamera 20 erfassten Bildern 34. Nach einer Plausibilitätskontrolle 44 wird von einem Regler 46, bei welchem es sich insbesondere um einen Pl-Regler handeln kann, eine Stellgröße ausgegeben, welche über eine Schnittstelle 48 dem Aktuator des Kraftwagens 12 zugeführt wird. 4 schematically illustrates this process. Here comes the data of the digital camera 20 over an entrance 40 in the calculator 24 , In one step 42 the determination of the reference points takes place 38 in the from the digital camera 20 captured images 34 , After a plausibility check 44 is from a regulator 46 , which may be in particular a Pl controller, output a manipulated variable, which via an interface 48 the actuator of the motor vehicle 12 is supplied.

5 zeigt eine alternative Sensoranordnung 10, bei welcher nicht eine Kamera, sondern ein Laserscanner 50 die Position des Kraftwagens 12 in der Halle 14 berührungslos ermittelt. Laserstrahlen 52 des Laserscanners 50 werden dabei in einem Winkelbereich von 180° in die Halle 14 ausgesendet. Der Laserscanner 50 ist ortsfest am Hallenboden 18 angeordnet, und zwar so, dass die Laserstrahlen 52 einen Bereich unterhalb des Fahrzeugbodens erfassen. 5 shows an alternative sensor arrangement 10 , which is not a camera, but a laser scanner 50 the position of the motor vehicle 12 in the hall 14 determined without contact. laser beams 52 of the laser scanner 50 are doing in an angular range of 180 ° in the hall 14 sent out. The laser scanner 50 is stationary on the hall floor 18 arranged, in such a way that the laser beams 52 to detect an area below the vehicle floor.

Folglich werden die Laserstrahlen 52 von den Reifen 54 (vgl. 6) des Kraftwagens 12 reflektiert. Das Ausrichten der Laserstrahlen 52 auf die Reifen 54 hat den Vorteil, dass hier eine gut erfassbare Reflexion der Laserstrahlen 52 stattfindet. Würden die Laserstrahlen 52 stattdessen auf lackierte Bereiche der Karosserie des Kraftwagens 12 gerichtet, so kann dies – abhängig von der Farbe des Lacks und insbesondere bei Verwendung eines glänzenden Lacks auf der Karosserie – zu Problemen bei der Erfassung der reflektierten Laserstrahlen 52 führen.Consequently, the laser beams become 52 from the tires 54 (see. 6 ) of the motor vehicle 12 reflected. Aligning the laser beams 52 on the tires 54 has the advantage that here is a well-detectable reflection of the laser beams 52 takes place. Would the laser beams 52 instead on painted areas of the bodywork of the motor vehicle 12 However, depending on the color of the paint, and particularly when using a glossy paint on the body, this can lead to problems in detecting the reflected laser beams 52 to lead.

Des Weiteren werden die Laserstrahlen 52 an Begrenzungen in der Halle 14 reflektiert, etwa an Wänden einer Kabine des Rollenprüfstands. Derartige Fixpunkte können zusätzlich als ortsfeste Referenzpunkte beim Bestimmen der Position des Kraftwagens 12 mittels des Laserscanners 50 genutzt werden.Furthermore, the laser beams 52 at limits in the hall 14 reflected, for example on the walls of a cab of the chassis dynamometer. Such fixed points can additionally be used as stationary reference points in determining the position of the motor vehicle 12 by means of the laser scanner 50 be used.

Der Laserscanner 50 ist in die Längsrichtung X des Kraftwagens 12 gesehen seitlich neben dem Kraftwagen 12 angeordnet. Dadurch stört der Laserscanner 50 die Fahrt des Kraftwagens 12 nicht, und es ist sichergestellt, dass die Laserstrahlen 52 immer zumindest auf zwei Reifen 54 des Kraftwagens 12 auftreffen. Die beiden dem Laserscanner 50 ferneren Reifen können hingegen gegebenenfalls abgeschattet sein.The laser scanner 50 is in the longitudinal direction X of the motor vehicle 12 seen laterally next to the car 12 arranged. This disturbs the laser scanner 50 the drive of the motor vehicle 12 not, and it ensures that the laser beams 52 always at least on two tires 54 of the motor vehicle 12 incident. The two the laser scanner 50 on the other hand, more distant tires may be shaded.

Durch die Änderung der Lage der Reifen 54 in der Halle 14, welche mittels des Laserscanners 50 erfasst wird, kann auf die Änderung der Position des Kraftwagens 12 rückgeschlossen werden. Die auf die Reifen 54 auftreffenden Laserstrahlen 52 werden diffus reflektiert und vom Laserscanner 50 in eine auswertbare Abstandsinformation umgerechnet.By changing the position of the tires 54 in the hall 14 , which by means of the laser scanner 50 is recorded, may change the position of the motor vehicle 12 be inferred. The on the tires 54 incident laser beams 52 are reflected diffusely and by the laser scanner 50 converted into an evaluable distance information.

7 zeigt die vom Laserscanner 50 erfassten Messdaten in Form von Ausschnitten 56 von Konturlinien der vier Reifen 54 des Kraftwagens 12. Die Änderung der Lage von Referenzpunkten aus den Ausschnitten 56 wird zur Bestimmung der Position des Kraftwagens 12 herangezogen. 7 shows the laser scanner 50 recorded measurement data in the form of cutouts 56 of contour lines of the four tires 54 of the motor vehicle 12 , The change of location of reference points from the clippings 56 is used to determine the position of the motor vehicle 12 used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009022281 A1 [0002]

Claims

Sensor arrangement for detecting the position of a vehicle ( 12 ), with at least one outside the vehicle ( 12 ) stationarily arranged sensor ( 20 . 50 ), whose signals for driving an actuator of the vehicle ( 12 ), characterized in that the at least one sensor ( 20 . 50 ) for non-contact detection of at least two spaced-apart reference points ( 38 . 56 ) at the vehicle ( 12 ), wherein by means of a computing device ( 24 ) based on a change in the location of the reference points ( 38 . 56 ) a change in the position of the vehicle ( 12 ) relative to the at least one sensor ( 20 . 50 ) can be determined.

Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the at least one sensor ( 20 . 50 ) for optically detecting the reference points ( 38 . 56 ) is trained.

Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one sensor comprises a laser ( 50 ), wherein by means of the computing device ( 24 ) a change in position of at least two a beam ( 52 ) of the laser ( 50 ) reflective tires ( 54 ) of the vehicle ( 12 ) is determinable.

Sensor arrangement according to claim 3, characterized in that the laser ( 50 ) relative to a longitudinal direction (X) of the vehicle ( 12 ) beside the vehicle ( 12 ) is arranged.

Sensor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one sensor at least one camera ( 20 ), wherein the computing device ( 24 ) for processing by means of the camera ( 20 ) and the at least two reference points ( 38 ) ( 34 ) is designed.

Sensor arrangement according to claim 5, characterized in that by means of the at least one camera ( 20 ) at least two reference points ( 38 ) are detectable, which in the range of respective, in particular switched, headlights ( 28 ) of the vehicle ( 12 ) are arranged.

Sensor arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized by at least one other, relative to the vehicle ( 12 ) fixed reference point ( 36 ), which by means of the at least one sensor ( 20 ) is detectable.

Sensor arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sensor arrangement ( 10 ) comprises an actuator which, in the event of a deviation of an actual position of the vehicle ( 12 ) from a desired position of the vehicle ( 12 ) from the computing device ( 24 ) is controllable.

Sensor arrangement according to claim 8, characterized in that the actuator is an in-vehicle actuator, in particular a steering actuator, a drive actuator and / or a brake actuator.

Method for detecting a position of a vehicle ( 12 ), in which signals at least one outside of the vehicle ( 12 ) fixedly arranged sensor ( 20 . 50 ), characterized in that by means of the at least one sensor ( 20 . 50 ) at least two spaced-apart reference points ( 38 . 56 ) contactlessly on the vehicle ( 12 ) are detected, wherein by means of a computing device ( 24 ) based on a change in the location of the reference points ( 38 . 56 ) a change in the position of the vehicle ( 12 ) relative to the at least one sensor ( 20 . 50 ) is determined.

A method according to claim 10, characterized in that the means of the at least one sensor ( 20 . 50 ) to be recorded ( 38 ) from measured values in the area of the headlights ( 28 ) of the vehicle ( 12 ), the headlamps ( 28 ) are turned on and off at least once during position detection.