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DE102024203931A1 - Vehicle camera calibration on the test bench using video - Google Patents

Vehicle camera calibration on the test bench using video

Info

Publication number
DE102024203931A1
DE102024203931A1 DE102024203931.4A DE102024203931A DE102024203931A1 DE 102024203931 A1 DE102024203931 A1 DE 102024203931A1 DE 102024203931 A DE102024203931 A DE 102024203931A DE 102024203931 A1 DE102024203931 A1 DE 102024203931A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
camera
vehicle
video
journey
roll angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024203931.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Dirk Balzer
Sarah Heike Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
FCA US LLC
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
FCA US LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stellantis Auto SAS, FCA US LLC filed Critical Stellantis Auto SAS
Priority to DE102024203931.4A priority Critical patent/DE102024203931A1/en
Publication of DE102024203931A1 publication Critical patent/DE102024203931A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/80Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30248Vehicle exterior or interior
    • G06T2207/30252Vehicle exterior; Vicinity of vehicle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer in einem Fahrzeug angeordneten Kamera, aufweisend die Schritte: Bereitstellen eines mit einer ersten Kamera (3) eines ersten Fahrzeugs (1) aufgenommenen Videos unter Zuordnung zu einem Nickwinkel und einem Rollwinkel; Aufstellen einer zweiten Kamera (7) in einem Versuchsstand; Abspielen des bereitgestellten Videos und Übermitteln der Bildinformationen des Videos an die zweite Kamera (7) im zweiten Fahrzeug (5); und Kalibrieren der zweiten Kamera (7) bezüglich einer Ausrichtung unter Berücksichtigung der zum abgespielten Video zugeordneten zeitlichen Verläufe des Nickwinkels und des Rollwinkels der ersten Kamera (3);The invention relates to a method for calibrating a camera arranged in a vehicle, comprising the steps of: providing a video recorded with a first camera (3) of a first vehicle (1) and assigning it a pitch angle and a roll angle; setting up a second camera (7) in a test rig; playing back the provided video and transmitting the image information of the video to the second camera (7) in the second vehicle (5); and calibrating the second camera (7) with respect to an orientation taking into account the temporal profiles of the pitch angle and the roll angle of the first camera (3) assigned to the played video;

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Kamera für ein Fahrzeug.The invention relates to a method for calibrating a camera for a vehicle.

Moderne Fahrzeuge weisen typischerweise eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen auf, oder sind für einen automatischen Betrieb ausgeführt, bei welchem eine gewöhnliche manuelle Fahrzeugführung durch eine automatische ersetzt wird. In allen Fällen spielen typischerweise Kamerasysteme eine wichtige Rolle zur Umfelderkennung.Modern vehicles typically feature a variety of driver assistance systems or are designed for automated operation, where conventional manual driving is replaced by an automated system. In all cases, camera systems typically play a crucial role in environmental perception.

Eine Kamera, die in Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet ist, eine sogenannte Frontkamera, benötigt typischerweise eine Kalibrierung mit Bezug zum Horizont bzw. zum Fluchtpunkt. Im Stand der Technik sind verschiedenste Verfahren zum Kalibrieren von Fahrzeugkameras bekannt:

  • Die DE 11 2016 001 150 T5 betrifft hierzu ein Verfahren zum Kalibrieren von wenigstens zwei Kameras eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Aufnehmen eines Bildes einer Szene durch jede Kamera, Bestimmen einer Bodenebene des Fahrzeugs anhand von Merkmalen des Bildes, Definieren eines Ursprungspunkts eines Bezugsrahmens des Fahrzeugs als auf der Bodenebene befindlich und Bestimmen einer Translation eines Bezugsrahmens der Kamera zum In-Übereinstimmung-Bringen einer Position des Kamera-Bezugsrahmens mit einer entsprechenden Position des Fahrzeug-Bezugsrahmens, wobei die Bestimmung der Translation des Kamera-Bezugsrahmens anhand eines Bildes eines Kalibrierungsziels von der Kamera und eines Bildes des Kalibrierungsziels von wenigstens einer in der Nähe der Kamera vorgesehenen anderen Kamera durchgeführt wird.
A camera that points in the vehicle's main direction of travel, a so-called front camera, typically requires calibration with reference to the horizon or vanishing point. Various methods for calibrating vehicle cameras are known in the art:
  • The DE 11 2016 001 150 T5 This relates to a method for calibrating at least two cameras of a vehicle, wherein the method comprises: capturing an image of a scene by each camera, determining a ground plane of the vehicle based on features of the image, defining an origin point of a reference frame of the vehicle as being located on the ground plane, and determining a translation of a reference frame of the camera to align a position of the camera reference frame with a corresponding position of the vehicle reference frame, wherein the determination of the translation of the camera reference frame is carried out based on an image of a calibration target from the camera and an image of the calibration target from at least one other camera provided in the vicinity of the camera.

Die EP 2 665 037 A1 betrifft ferner eine automatische Kalibrierungsvorrichtung mit Onboard-Kamera, umfassend: Eine Kamera, die an einem Fahrzeug angebracht ist, um mehrere Bilder der Umgebung des Fahrzeugs zu erhalten; eine Bewegungsvektor-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um Bewegungsvektoren unter den mehreren von der Kamera erhaltenen Bildern zu bestimmen; eine Punktauswahleinheit für die Straßenoberfläche, die konfiguriert ist, um Punkte auszuwählen, die nicht weniger als drei auf einer Straßenoberfläche in einem vorbestimmten Bild unter den mehreren Bildern sind, und mehrere Kombinationen von zwei Punkten aus den Punkten auszuwählen, die nicht weniger als drei auf der Straßenoberfläche sind; eine Berechnungseinheit für den Betrag der Drehung um die Z-Achse, die konfiguriert ist, um in einem Kamerakoordinatensystem mit einer optischen Achse als Z-Achse eine Drehung um die Z-Achse zu bestimmen, so dass die Straßenoberfläche parallel zu einer X-Achse verläuft, basierend auf den Mehrfachkombinationen der beiden Punktauswahleinheit und Bewegungsvektoren, die jeweils jedem Punkt der Mehrfachkombinationen der beiden Punkte entsprechen; und eine Koordinatenrotationskorrektureinheit, die konfiguriert ist, um eine Rotationskorrektur um die Z-Achse für die von der Kamera erhaltenen Bilder basierend auf dem Betrag der Drehung um die Z-Achse durchzuführen, der durch die Berechnungseinheit für den Betrag der Drehung um die Z-Achse bestimmt wird.The EP 2 665 037 A1 The device further relates to an automatic calibration device with an onboard camera, comprising: a camera mounted on a vehicle to obtain multiple images of the vehicle's surroundings; a motion vector calculation unit configured to determine motion vectors among the multiple images obtained from the camera; a road surface point selection unit configured to select points that are no fewer than three on a road surface in a predetermined image among the multiple images, and to select multiple combinations of two points from the points that are no fewer than three on the road surface; a Z-axis rotation calculation unit configured to determine, in a camera coordinate system with an optical axis as the Z-axis, a rotation about the Z-axis such that the road surface is parallel to an X-axis, based on the multiple combinations of the two point selection units and motion vectors corresponding to each point of the multiple combinations of the two points; and a coordinate rotation correction unit configured to perform a rotation correction about the Z-axis for the images received from the camera based on the amount of rotation about the Z-axis determined by the calculation unit for the amount of rotation about the Z-axis.

Die DE 10 2008 004 370 A1 betrifft außerdem ein Bildjustageverfahren für ein Videobild, welches mittels eines Bildsensors einer ersten Kamera eines Kraftfahrzeugs durch in Bildzeilen angeordnete Pixel aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs kontinuierlich erfasst und auf einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs dargestellt wird, hinsichtlich einer zu wenigstens eifern Referenzobjekt relativen Rotation, wobei in einem ersten Schritt eine Vermessung des Videobildes mittels des wenigstens einen Referenzobjekts erfolgt, wobei als Messergebnis ein erforderlicher Rotationswinkel des Videobildes relativ zu dem Referenzobjekt ermittelt wird; wonach in einem zweiten Schritt aus dem ermittelten erforderlichen Rotationswinkel ein entsprechender Scherungsfaktor für die Bildzeilen, insbesondere unter Berücksichtigung der Zeilenbreite, bestimmt wird; und wonach in einem dritten Schritt eine Bildverarbeitungseinrichtung den Scherungsfaktor abspeichert und zur kontinuierlichen Scherung der Bildzeilen verwendet.The DE 10 2008 004 370 A1 The document also relates to an image adjustment method for a video image, which is continuously captured by means of an image sensor of a first camera of a motor vehicle by means of pixels arranged in image lines from the environment of the motor vehicle and displayed on a display device of the motor vehicle, with respect to a rotation relative to at least one reference object, wherein in a first step the video image is measured using the at least one reference object, whereby a required rotation angle of the video image relative to the reference object is determined as the measurement result; wherein in a second step a corresponding shear factor for the image lines is determined from the determined required rotation angle, in particular taking into account the line width; and wherein in a third step an image processing device stores the shear factor and uses it for the continuous shearing of the image lines.

Zur Auslegung und/oder Validierung eines automatischen Fahrsteuerungssystems, sei es eines Fahrerassistenzsystems oder eines Steuerungssystems für eine fahrerlose Fahrzeugführung, ist es häufig zweckdienlich, eine Komponente eines Fahrzeugs in einen stationären Versuchsstand zu platzieren und eine Verkehrssituation durch künstliche Sensorsignale und/oder Steuersignale in Software nachzubilden. Die Durchführung einer realen Versuchsfahrt zum Kalibrieren einer Kamera ist aufwendig und erfordert naturgemäß die Verfügbarkeit eines Fahrzeugs hierfür.For the design and/or validation of an automated driving control system, be it a driver assistance system or a control system for autonomous vehicle operation, it is often advantageous to place a vehicle component in a stationary test rig and simulate a traffic situation in software using artificial sensor signals and/or control signals. Conducting a real test drive to calibrate a camera is complex and naturally requires the availability of a vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, auf einem solchen HiL- Prüfstand eine Frontkamera eines Fahrzeugs zu kalibrieren.The object of the invention is therefore to calibrate a front camera of a vehicle on such a HiL test bench.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The invention is defined by the features of the independent claims. Advantageous further developments and embodiments are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer in einem Fahrzeug angeordneten Kamera, aufweisend die Schritte:

  • - Bereitstellen eines während einer realen Fahrt mit einer ersten Kamera eines ersten Fahrzeugs aufgenommenen Videos der Umgebung des ersten Fahrzeugs;
  • - Bereitstellen eines während derselben Fahrt des ersten Fahrzeugs mit einer inertialen Messeinheit erzeugten Datensatzes über einen zeitlichen Verlauf eines Nickwinkels und eines zeitlichen Verlaufs eines Rollwinkels des ersten Fahrzeugs gegenüber der Erde, wobei der jeweilige zeitliche Verlauf zeitlich Bildinformationen des Videos zugeordnet ist;
  • - Aufstellen einer zweiten Kamera in einem Versuchsstand und Verbinden einer Videoschnittstelle an einem Bildsensor der zweiten Kamera mit einer Datenquelle, sodass an der zweiten Kamera anstatt der Erzeugung eines von einem aktuellen Lichteinfall abhängigen Signals ein künstliches Signal aus der Datenquelle an der Videoschnittstelle empfangen wird;
  • - Abspielen des bereitgestellten Videos aus der Fahrt des ersten Fahrzeugs und Übermitteln der Bildinformationen des Videos über die Datenquelle an die zweite Kamera;
  • - Kalibrieren der zweiten Kamera bezüglich einer Ausrichtung unter Berücksichtigung der zum abgespielten Video zugeordneten zeitlichen Verläufe des Nickwinkels und des Rollwinkels der ersten Kamera;
A first aspect of the invention relates to a method for calibrating a camera arranged in a vehicle, comprising the steps of:
  • - Providing a video of the surroundings of the first vehicle, recorded during an actual journey with a first camera of a first vehicle;
  • - Providing a data set generated during the same journey of the first vehicle with an inertial measurement unit about a time course of a pitch angle and a time course of a roll angle of the first vehicle relative to the earth, wherein the respective time course is assigned to time-related image information of the video;
  • - Setting up a second camera in a test setup and connecting a video interface on an image sensor of the second camera to a data source, so that instead of generating a signal dependent on an actual light incidence, an artificial signal from the data source is received at the video interface of the second camera;
  • - Playing the provided video from the journey of the first vehicle and transmitting the image information of the video via the data source to the second camera;
  • - Calibrating the second camera with respect to its alignment, taking into account the temporal profiles of the pitch angle and roll angle of the first camera associated with the played video;

Als Voraussetzung zur erfolgreichen Durchführung des Verfahrens ist zu gegebener Zeit eine reale Fahrt mit einem ersten Fahrzeug durchzuführen. In dem ersten Fahrzeug ist eine erste Kamera angeordnet, welche in die Umgebung des Fahrzeugs gerichtet ist. Bevorzugt ist die erste Kamera in Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet. Zur Objekterkennung und zur Verwendung des optischen Flusses während der Fahrt des Fahrzeugs ist eine Kalibrierung notwendig, welche den Fluchtpunkt beziehungsweise eine Horizontlinie einstellt.As a prerequisite for the successful execution of the procedure, an actual test drive with a first vehicle must be carried out at a later date. A first camera is installed in the first vehicle and directed towards the vehicle's surroundings. Preferably, the first camera is aligned with the vehicle's main direction of travel. Calibration is necessary for object recognition and for using the optical flow during the vehicle's journey; this calibration establishes the vanishing point or a horizon line.

Der Fluchtpunkt bzw. die Horizontlinie sind insbesondere abhängig von einem aktuellen Nickwinkel und Rollwinkel des Fahrzeugs. Zur Kompensation dieser Winkel wird typischerweise in einem Fahrzeug mit einer bereits kalibrierten Kamera der Nickwinkel und der Rollwinkel laufend erfasst, um Bildanalysen basierend auf Bildinformationen der Kamera entsprechend kompensieren zu können. Die Erfassung des Nickwinkels und des Rollwinkels erfolgt bevorzugt mithilfe einer inertialen Messeinheit während der Fahrt des Fahrzeugs. Hierbei können beispielsweise Lagekreisel verwendet werden, deren Stabilität ausgenutzt wird, um eine Langewinkeländerung des Fahrzeugs ermitteln zu können. The vanishing point, or horizon line, depends in particular on the vehicle's current pitch and roll angles. To compensate for these angles, a vehicle equipped with a calibrated camera typically continuously records the pitch and roll angles to enable image analysis based on camera data. Pitch and roll angles are preferably measured using an inertial measurement unit while the vehicle is in motion. For example, gyroscopes can be used, whose stability is exploited to determine changes in the vehicle's longitude.

Während bei der Fahrt des ersten Fahrzeugs mit der ersten Kamera bereits die Informationen über den aktuellen Nickwinkel und Rollwinkel verwendet werden können, um die rotatorische Bewegung des Fahrzeugs kompensieren zu können, werden diese zum Zweck der Ausführung des Verfahrens jedoch auch aufgezeichnet und zeitlich dem Ablauf eines Videos zugeordnet, das durch den Strom der Bildinformationen der ersten Kamera erzeugt wird.While the information about the current pitch angle and roll angle can already be used to compensate for the rotational movement of the vehicle when the first vehicle is traveling with the first camera, this information is also recorded and temporally assigned to the sequence of a video generated by the stream of image information from the first camera for the purpose of carrying out the procedure.

Für die zweite Kamera an einem Versuchsstand steht damit aus einer realen Fahrt ein Video zur Verfügung, und zu jedem Videobild des Videos zu einem konkreten Zeitpunkt steht eine Information über den aktuellen Nickwinkel und Rollwinkel der ersten Kamera zu Verfügung, mit welcher das Video aufgezeichnet wurde.For the second camera on a test stand, a video from a real journey is thus available, and for each video frame of the video at a specific time, information about the current pitch angle and roll angle of the first camera, with which the video was recorded, is available.

Eine zweite Kamera, die essenzielle Eigenschaften mit der ersten Kamera gemeinsam hat, wird in einem Versuchsstand platziert, bevorzugt durch Montage in einem zweiten Fahrzeug, welches im Versuchsstand oder Fahrsimulator selbst platziert wird. Die zweite Kamera wird dabei so vorbereitet bzw. modifiziert, dass nicht einfallendes Licht für ein ausgegebenes Signal der zweiten Kamera verantwortlich ist, sondern dass elektronisch an einer Videoschnittstelle der zweiten Kamera das Video aus der realen Fahrt des ersten Fahrzeugs eingespeist wird, als würde die zweite Kamera aktuell im ersten Fahrzeug angeordnet sein und während seiner Fahrt die Bildinformationen aufnehmen.A second camera, sharing essential characteristics with the first, is placed in a test rig, preferably by mounting it in a second vehicle located within the test rig or driving simulator itself. The second camera is prepared or modified so that its signal is not generated by incident light, but rather electronically via a video interface on the second camera, the video from the actual movement of the first vehicle is fed in as if the second camera were currently located in the first vehicle and recording the image information during its journey.

Während des Einspielens des Videos aus der realen Fahrt an der Videoschnittstelle der zweiten Kamera wird außerdem ein zugehöriger Datenstrom der aufgenommenen Nickwinkel und Rollwinkel eingespielt, um eine zum Video zugehörige rotatorische Bewegung des Fahrzeugs abzubilden. Die zeitlichen Verläufe des Nickwinkels und des Rollwinkels dienen dazu, einer Kalibrierung der zweiten Kamera die relevanten Zustände zu liefern, um eine exakte Kalibrierung zu ermöglichen.During the playback of the video from the actual journey at the video interface of the second camera, a corresponding data stream of the recorded pitch and roll angles is also played back to represent the vehicle's rotational movement associated with the video. The temporal profiles of the pitch and roll angles serve to provide the relevant states for calibrating the second camera, enabling precise calibration.

Vorteilhaft wird somit erreicht, dass mit ein und demselben Video der ersten Kamera aus dem ersten Fahrzeug wiederholbar in einem Versuchsstand eine jeweilige zweite Kamera kalibriert werden kann, ohne dass letztere in einer realen Versuchsfahrt verwendet wird. Es kann somit auch vorteilhaft eine Vielzahl von zweiten Kameras mit ein und demselben Video der ersten Kamera kalibriert werden.The advantage of this approach is that the same video from the first camera in the first vehicle can be used to repeatedly calibrate a second camera in a test rig, without the latter being used in an actual test drive. This also allows for the advantageous calibration of multiple second cameras using the same video from the first camera.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein zeitlicher Verlauf einer Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs während seiner Fahrt bereitgestellt und zum Kalibrieren der zweiten Kamera verwendet.According to an advantageous embodiment, a time-based speed profile of the first vehicle during its journey is provided and used to calibrate the second camera.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die zweite Kamera in einem zweiten Fahrzeug angeordnet, welches in einem Versuchsstand platziert wird. Insbesondere bei einer Montage des Fahrzeugs kann somit die zweite Kamera in das zweite Fahrzeug montiert werden und kalibriert werden, ohne dass mit dem zweiten Fahrzeug eine Versuchsfahrt durchgeführt wird.According to a further advantageous embodiment, the second camera is located in a second The vehicle is positioned in a test rig. This allows, particularly during vehicle assembly, the second camera to be mounted and calibrated in the second vehicle without conducting a test drive with the second vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Versuchsstand ein Hardware-in-the-Loop Versuchsstand, und das zweite Fahrzeug weist ein Fahrerassistenzsystem oder ein automatisches Fahrsteuerungssystem auf, welches mit abgespielten, zuvor aufgenommenen Sensordaten und/oder synthetischen Sensordaten betrieben wird.According to a further advantageous embodiment, the test rig is a hardware-in-the-loop test rig, and the second vehicle has a driver assistance system or an automatic driving control system which is operated with played-back, previously recorded sensor data and/or synthetic sensor data.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ersetzen der jeweilige zeitliche Verlauf des Nickwinkels und des Rollwinkels der ersten Kamera beim Kalibrieren der zweiten Kamera einen Datenstrom einer realen inertialen Messeinheit des zweiten Fahrzeugs.According to a further advantageous embodiment, the respective time course of the pitch angle and the roll angle of the first camera replaces a data stream of a real inertial measuring unit of the second vehicle when calibrating the second camera.

Während im regulären Betrieb des zweiten Fahrzeugs eine solche inertiale Messeinheit laufend die aktuellen Nickwinkel und Rollwinkel des Fahrzeugs gegenüber der Erde und damit auch die Nickwinkel und Rollwinkel der zweiten Kamera gegenüber der Erde liefern würde, kann im Versuchsstand dieser Datenstrom durch den künstlichen zuvor im ersten Fahrzeug aufgenommenen ersetzt werden, und die aus der realen Versuchsphase stammenden zeitlichen Verläufe dieser Winkel verwendet werden, um eine scheinbare Bewegung des Umfelds des zweiten Fahrzeugs gemäß den Bildinformationen aus dem Video zu kompensieren.While in regular operation of the second vehicle such an inertial measuring unit would continuously provide the current pitch and roll angles of the vehicle relative to the Earth, and thus also the pitch and roll angles of the second camera relative to the Earth, in the test setup this data stream can be replaced by the artificial one previously recorded in the first vehicle, and the temporal profiles of these angles from the real test phase can be used to compensate for an apparent movement of the environment of the second vehicle according to the image information from the video.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Kamera und die zweite Kamera baugleich. Bevorzugt weisen demnach die erste Kamera und die zweite Kamera den gleichen Kameratyp auf, sodass ein mit der ersten Kamera aufgenommenes Video entsprechend kompatibel an der Videoschnittstelle der zweiten Kamera eingespielt werden kann und damit der Effekt an der zweiten Kamera erzeugt wird, dass das eingespielte Video an der Videoschnittstelle äquivalent zu tatsächlichen Bildinformationen ist, die bei einer realen Fahrt erhalten werden.According to a further advantageous embodiment, the first camera and the second camera are identical in construction. Preferably, the first camera and the second camera are of the same type, so that a video recorded with the first camera can be played back at the video interface of the second camera in a compatible manner, thus creating the effect at the second camera that the played-back video at the video interface is equivalent to actual image information obtained during a real journey.

Die erste Kamera im ersten Fahrzeug weist bei der Testfahrt durch das erste Fahrzeug eine gewisse Einbauhöhe über Grund auf. Diese Einbauhöhe spiegelt sich in Eigenschaften der Bildinformationen im Video der ersten Kamera wieder. Weichen die Einbauhöhen der ersten Kamera und der zweiten Kamera in ihrem jeweiligen Fahrzeug voneinander zu weit ab, kann die Kalibrierung der zweiten Kamera ungenau oder fehlerhaft werden.During the test drive, the first camera in the first vehicle has a certain mounting height above the ground. This mounting height is reflected in the image information in the video from the first camera. If the mounting heights of the first and second cameras in their respective vehicles differ too much, the calibration of the second camera can become inaccurate or faulty.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Einbauhöhe der ersten Kamera im ersten Fahrzeug über Grund und die Einbauhöhe der zweiten Kamera im Versuchsstand innerhalb vorgegebener Grenzen bezüglich einer Abweichung zwischen den Einbauhöhen.According to a further advantageous embodiment, the installation height of the first camera in the first vehicle above the ground and the installation height of the second camera in the test rig is within predetermined limits with regard to a deviation between the installation heights.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Abweichung in der Einbauhöhe der ersten Kamera im ersten Fahrzeug über Grund zur Einbauhöhe der zweiten Kamera im Versuchsstand durch Bildtransformation kompensiert.According to a further advantageous embodiment, a deviation in the installation height of the first camera in the first vehicle above ground to the installation height of the second camera in the test rig is compensated by image transformation.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Vielzahl von zweiten Kameras mit ein und dem selben Video aus dem ersten Fahrzeug und den dem Video zugeordneten zeitlichen Verläufen des Rollwinkels und des Nickwinkels des ersten Fahrzeugs kalibriert.According to a further advantageous embodiment, a plurality of second cameras are calibrated with one and the same video from the first vehicle and the time series of the roll angle and pitch angle of the first vehicle associated with the video.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Kamera und die zweite Kamera Frontkameras. Frontkameras zeichnen sich dadurch aus, dass sie in eine Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind.According to a further advantageous embodiment, the first camera and the second camera are front cameras. Front cameras are characterized by the fact that they are directed in a main direction of travel of the vehicle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features, and details will become apparent from the following description, in which – possibly with reference to the drawing – at least one embodiment is described in detail. Identical, similar, and/or functionally equivalent parts are identified by the same reference numerals.

Es zeigt:

  • 1: Ein Verfahren zum Kalibrieren einer in einem Fahrzeug angeordneten Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
It shows:
  • 1 : A method for calibrating a camera arranged in a vehicle according to an embodiment of the invention.

1 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer in einem zweiten Fahrzeug 5 angeordneten zweiten Kamera 7. Vor dem Kalibriervorgang der zweiten Kamera 7 des zweiten Fahrzeugs 5 findet eine Testfahrt des ersten Fahrzeugs 1 mit einer ersten Kamera 3 statt. Die erste Kamera 3 ist eine Frontkamera und damit in die Hauptfahrtrichtung des ersten Fahrzeugs 1 gerichtet. Während der Fahrt des ersten Fahrzeugs 1 wird mithilfe der ersten Kamera 3 ein Video aufgenommen. Außerdem weist das erste Fahrzeug 1 eine inertialen Messeinheit auf, wobei sowohl das Video als auch ein Nickwinkel des Fahrzeugs 1 und ein Rollwinkel des ersten Fahrzeugs 1 im jeweiligen zeitlichen Bezug zueinander abgespeichert werden, sodass ein jeweiliger Zeitpunkt des Videos der ersten Kamera 3 zu einem Nickwinkel und Rollwinkel des ersten Fahrzeugs 1 zugeordnet werden kann. Indem durch die inertiale Messeinheit des ersten Fahrzeugs 1 ein Nickwinkel sowie ein Rollwinkel ermittelt wird, ist auch eine Nickwinkel und ein Rollwinkel der ersten Kamera 3 gegenüber der Erde bekannt, da von einer unbeweglichen Anordnung der ersten Kamera 3 am ersten Fahrzeug 1 auszugehen ist. Für den Kalibriervorgang der zweiten Kamera 7 wird das Video zusammen mit dem jeweiligen zeitlichen Verlauf des Nickwinkels und des Rollwinkel, wie im ersten Fahrzeug 1 aufgenommen, an eine Videoschnittstelle der zweiten Kamera 7 eingespielt. Das eingespielte Video verhält sich für die zweite Kamera 7 so, als wäre das zweite Fahrzeug 5 in Fahrt und die zweite Kamera 7 würde die vorausliegende Umgebung erfassen. Dabei befindet sich die zweite Kamera 7 am zweiten Fahrzeug 5 angeordnet, welches jedoch beim Kalibriervorgang stillsteht und in einem Versuchsstand vorgesehen ist. In einer Recheneinheit des zweiten Fahrzeugs 5 wird nun die zweite Kamera 7 entsprechend ihrer Ausrichtung kalibriert, indem ihr das Video des ersten Fahrzeugs 1 abgespielt wird, wobei die Nickwinkel und Rollwinkel Informationen im Video durch die Nickwinkel- und Rollwinkel-Informationen aus der dem Video zugeordneten Datei zur Kompensation verwendet werden. Damit ist ein Fluchtpunkt und eine Horizontlinie für die zweite Kamera 7 kalibriert. Das Video kann als weitere Quelle für eine weitere Kalibrierung für ein weiteres zweites Fahrzeug 5 verwendet werden, ohne dass weitere reale Testfahrten notwendig sind. 1 Figure 1 shows a method for calibrating a second camera 7 located in a second vehicle 5. Prior to the calibration process of the second camera 7 in the second vehicle 5, a test drive of the first vehicle 1 with a first camera 3 takes place. The first camera 3 is a front camera and thus directed in the main direction of travel of the first vehicle 1. During the drive of the first vehicle 1, a video is recorded using the first camera 3. The first vehicle 1 also has an inertial measurement unit, whereby both the video and a pitch angle and a roll angle of the first vehicle 1 are stored in their respective temporal relationships, so that a specific point in time in the video from the first camera 3 can be assigned to a pitch angle and roll angle of the first vehicle 1. By determining a pitch angle and a roll angle using the inertial measurement unit of the first vehicle 1, a pitch angle and a roll angle of the first camera 3 can also be determined. The orientation relative to Earth is known, as the first camera 3 on the first vehicle 1 is assumed to be stationary. For the calibration process of the second camera 7, the video, along with the respective time-dependent pitch and roll angles as recorded by the first vehicle 1, is fed into a video interface of the second camera 7. The fed-in video behaves as if the second vehicle 5 were moving and the second camera 7 were capturing the surrounding environment. The second camera 7 is located on the second vehicle 5, which, however, remains stationary during the calibration process and is positioned in a test rig. In a processing unit of the second vehicle 5, the second camera 7 is calibrated according to its orientation by playing back the video from the first vehicle 1. The pitch and roll angle information in the video is compensated for by the pitch and roll angle information from the associated file. This calibrates a vanishing point and a horizon line for the second camera 7. The video can be used as a further source for further calibration for another second vehicle 5, without the need for further real test drives.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by means of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived from them by a person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exist. It is also clear that the embodiments mentioned as examples are truly only examples and are not to be understood in any way as limiting, for instance, the scope of protection, the possible applications, or the configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable a person skilled in the art to implement the exemplary embodiments in concrete terms. With knowledge of the disclosed inventive concept, a person skilled in the art can make numerous modifications, for example, regarding the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, without departing from the scope of protection defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
erstes Fahrzeugfirst vehicle
33
erste Kamerafirst camera
55
zweites Fahrzeugsecond vehicle
77
zweite Kamerasecond camera

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was automatically generated and is included solely for the reader's convenience. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 11 2016 001 150 T5 [0003]DE 11 2016 001 150 T5 [0003]
  • EP 2 665 037 A1 [0004]EP 2 665 037 A1 [0004]
  • DE 10 2008 004 370 A1 [0005]DE 10 2008 004 370 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zum Kalibrieren einer in einem Fahrzeug angeordneten Kamera, aufweisend die Schritte: - Bereitstellen eines während einer realen Fahrt mit einer ersten Kamera (3) eines ersten Fahrzeugs (1) aufgenommenen Videos der Umgebung des ersten Fahrzeugs (1); - Bereitstellen eines während derselben Fahrt des ersten Fahrzeugs (1) mit einer inertialen Messeinheit erzeugten Datensatzes über einen zeitlichen Verlauf eines Nickwinkels und eines zeitlichen Verlaufs eines Rollwinkels des ersten Fahrzeugs (1) gegenüber der Erde, wobei der jeweilige zeitliche Verlauf zeitlich Bildinformationen des Videos zugeordnet ist; - Aufstellen einer zweiten Kamera (7) in einem Versuchsstand und Verbinden einer Videoschnittstelle an einem Bildsensor der zweiten Kamera (7) mit einer Datenquelle, sodass an der zweiten Kamera (7) anstatt der Erzeugung eines von einem aktuellen Lichteinfall abhängigen Signals ein künstliches Signal aus der Datenquelle an der Videoschnittstelle empfangen wird; - Abspielen des bereitgestellten Videos aus der Fahrt des ersten Fahrzeugs (1) und Übermitteln der Bildinformationen des Videos über die Datenquelle an die zweite Kamera (7); - Kalibrieren der zweiten Kamera (7) bezüglich einer Ausrichtung unter Berücksichtigung der zum abgespielten Video zugeordneten zeitlichen Verläufe des Nickwinkels und des Rollwinkels der ersten Kamera (3);A method for calibrating a camera installed in a vehicle, comprising the steps of: - Providing a video of the surroundings of the first vehicle (1) recorded during an actual journey with a first camera (3) of the first vehicle (1); - Providing a data set generated during the same journey of the first vehicle (1) with an inertial measurement unit, showing the temporal evolution of a pitch angle and a temporal evolution of a roll angle of the first vehicle (1) relative to the ground, wherein the respective temporal evolution is associated with temporal image information from the video; - Setting up a second camera (7) in a test rig and connecting a video interface on an image sensor of the second camera (7) to a data source, such that instead of generating a signal dependent on the current light incidence, an artificial signal from the data source is received at the video interface of the second camera (7); - Playing back the provided video from the journey of the first vehicle (1) and transmitting the image information of the video via the data source to the second camera (7); - Calibrating the second camera (7) with respect to an alignment taking into account the temporal profiles of the pitch angle and roll angle of the first camera (3) associated with the played video; Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein zeitlicher Verlauf einer Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs (1) während seiner Fahrt bereitgestellt wird und zum Kalibrieren der zweiten Kamera (7) verwendet wird.Procedure according to Claim 1 , wherein a time series of the speed of the first vehicle (1) during its journey is provided and is used to calibrate the second camera (7). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Kamera (7) in einem zweiten Fahrzeug (5) angeordnet wird, welches in einem Versuchsstand platziert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the second camera (7) is arranged in a second vehicle (5) which is placed in a test rig. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Versuchsstand ein Hardware-in-the-Loop Versuchsstand oder Fahrsimulator ist, und das zweite Fahrzeug (5) ein Fahrerassistenzsystem oder ein automatisches Fahrsteuerungssystem aufweist, welches mit abgespielten zuvor aufgenommenen Sensordaten und/oder synthetischen Sensordaten betrieben wird.Procedure according to Claim 3 , wherein the test setup is a hardware-in-the-loop test setup or driving simulator, and the second vehicle (5) has a driver assistance system or an automatic driving control system which is operated using played-back previously recorded sensor data and/or synthetic sensor data. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der jeweilige zeitliche Verlauf des Nickwinkels und des Rollwinkels der ersten Kamera (3) beim Kalibrieren der zweiten Kamera (7) einen Datenstrom einer realen inertialen Messeinheit des zweiten Fahrzeugs (5) ersetzen.Procedure according to Claim 4 , wherein the respective temporal profile of the pitch angle and the roll angle of the first camera (3) replaces a data stream of a real inertial measuring unit of the second vehicle (5) during the calibration of the second camera (7). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kamera (3) und die zweite Kamera (7) baugleich sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the first camera (3) and the second camera (7) are identical in construction. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einbauhöhe der ersten Kamera (3) im ersten Fahrzeug (1) über Grund und die Einbauhöhe der zweiten Kamera (7) im Versuchsstand innerhalb vorgegebener Grenzen bezüglich einer Abweichung zwischen den Einbauhöhen erfolgt.Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the installation height of the first camera (3) in the first vehicle (1) above ground and the installation height of the second camera (7) in the test rig is within specified limits with respect to a deviation between the installation heights. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Abweichung in der Einbauhöhe der ersten Kamera (3) im ersten Fahrzeug (1) über Grund zur Einbauhöhe der zweiten Kamera (7) im Versuchsstand durch Bildtransformation kompensiert wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , wherein a deviation in the installation height of the first camera (3) in the first vehicle (1) above ground to the installation height of the second camera (7) in the test rig is compensated by image transformation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von zweiten Kameras (7) mit ein und dem selben Video aus dem ersten Fahrzeug (1) und den dem Video zugeordneten zeitlichen Verläufen des Rollwinkels und des Nickwinkels des ersten Fahrzeugs (1) kalibriert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a plurality of second cameras (7) are calibrated with one and the same video from the first vehicle (1) and the time profiles of the roll angle and pitch angle of the first vehicle (1) associated with the video. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kamera (3) und die zweite Kamera (7) Frontkameras sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the first camera (3) and the second camera (7) are front cameras.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2179892A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-28 Magna Electronics Europe GmbH & Co. KG Method for automatic calibration of a virtual camera
EP2665037A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-20 Toshiba Alpine Automotive Technology Corporation Onboard camera automatic calibration apparatus
DE112016001150T5 (en) * 2015-04-23 2018-06-21 Application Solutions (Electronics and Vision) Ltd. ESTIMATION OF EXTRINSIC CAMERA PARAMETERS ON THE BASIS OF IMAGES
DE102018216104A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 Audi Ag Method for calibrating an environment sensor of a vehicle taking into account a three-dimensional model of the vehicle, calibration test bench and vehicle
DE102020131662B3 (en) * 2020-11-30 2022-02-03 Lmt Lichtmesstechnik Gmbh Berlin Method and gonioradiometer for the direction-dependent measurement of at least one photometric or radiometric parameter of an optical radiation source installed in an object

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2179892A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-28 Magna Electronics Europe GmbH & Co. KG Method for automatic calibration of a virtual camera
EP2665037A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-20 Toshiba Alpine Automotive Technology Corporation Onboard camera automatic calibration apparatus
DE112016001150T5 (en) * 2015-04-23 2018-06-21 Application Solutions (Electronics and Vision) Ltd. ESTIMATION OF EXTRINSIC CAMERA PARAMETERS ON THE BASIS OF IMAGES
DE102018216104A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 Audi Ag Method for calibrating an environment sensor of a vehicle taking into account a three-dimensional model of the vehicle, calibration test bench and vehicle
DE102020131662B3 (en) * 2020-11-30 2022-02-03 Lmt Lichtmesstechnik Gmbh Berlin Method and gonioradiometer for the direction-dependent measurement of at least one photometric or radiometric parameter of an optical radiation source installed in an object

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