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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung betrifft die Kalibrierung von Fahrzeugsensoren und insbesondere Fahrzeugsensoren, die von einer autonomen Funktion des Fahrzeugs genutzt werden können.
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Hintergrund
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Kraftfahrzeuge können einen oder mehrere Sensoren nutzen, damit diese bei der Navigation in der Umgebung helfen, sei es autonom, halbautonom oder durch Versorgen des Fahrers mit Informationen. Bei Fahrzeugen mit einem Fahrerassistenzsystem können die Sensoren zum Beispiel Nährungssensoren sein, die verwendet werden, um ein Objekt in der Nähe des Fahrzeugs zu identifizieren und in Kombination mit einem Computersystem autonom um das Objekt herum zu navigieren oder den Fahrer über die Nähe des Objekts zu informieren. Bei adaptiven Geschwindigkeitsregelungssystemen identifizieren die Sensoren den Abstand eines Fahrzeugs zu einem anderen und passen die Fahrgeschwindigkeit des folgenden Fahrzeugs automatisch an, um einen sicheren Abstand zu gewährleisten. Ein Beispiel für einen solchen Sensor ist ein Radarsensor. Dementsprechend stellen bei Fahrzeugen mit autonomer Funktionalität, so dass das Fahrzeug ohne Eingabe von einem Fahrer bremsen oder lenken kann, die Sensoren effektiv das Sichtfeld für das Fahrzeug bereit und spielen eine wesentliche Rolle bei der Navigation des Fahrzeugs, so dass die Kalibrierung solcher Sensoren notwendig sein kann, um eine korrekte Funktionalität zu gewährleisten.
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Sensoren erfordern möglicherweise eine Kalibrierung, damit solche autonomen Systeme optimale Leistung bringen. Eine Sensorkalibrierung oder das Testen des Sensors, um zu gewährleisten, dass er in den korrekten Betriebsspezifikationen liegt, kann als Teil der regelmäßigen Wartung erforderlich sein, um die Sicherheit solcher autonomen Systeme zu gewährleisten. Eine Sensorkalibrierung kann auch nach einer Reparatur des Fahrzeugs erforderlich sein, z. B. nach dem Austausch einer Windschutzscheibe oder anderer Karosseriekomponenten des Fahrzeugs, die die Sensoren einhausen oder halten. Derzeitige Kalibrierungwerkzeuge sind in der Regel sperrig und stationär und erfordern, dass das Fahrzeug in eine Kfz-Werkstatt oder eine ähnliche kontrollierte Umgebung gebracht wird. Da Fahrzeuge immer autonomer werden, ist es vorstellbar, dass ein Fahrzeug mit einem defekten Sensor nicht sicher gefahren werden kann (oder nicht in der Lage ist, selbst zu fahren), bis der Sensor repariert, kalibriert oder die Kalibrierung verifiziert ist. In einem Szenario, in dem die Kalibrierungsgerätschaft groß und sperrig ist oder nur in einer Reparaturwerkstatt verfügbar ist, müsste das Fahrzeug abgeschleppt werden.
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Es ist daher wünschenswert, ein Kalibriergerät zu haben, das ausreichend mobil ist, dass der Kalibrierungsprozess an einem Ort außerhalb einer Kfz-Werkstatt durchgeführt werden kann, z. B. auf einem Parkplatz, in der Garage des Besitzers, am Straßenrand oder wo immer sich das Fahrzeug befindet, wenn eine Kalibrierung erwünscht ist.
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Kurzdarstellung
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Ein Aspekt dieser Offenbarung richtet sich auf ein Einrichtungswerkzeug zur Unterstützung von Fahrzeugsensorkalibrierungen. In diesem Aspekt hat das Einrichtungswerkzeug mindestens einen Querträger, ein erstes Kontaktelement, ein zweites Kontaktelement, eine Winkelmesserstruktur und eine Laserträgerstruktur. Der Querträger hat einen Mittelbereich, der zwischen einem ersten Endbereich und einem zweiten Endbereich vorgesehen ist. Das erste Kontaktelement ist mit dem ersten Endbereich des Querträgers verbunden und erstreckt sich davon weg. Das erste Kontaktelement hat auch einen ersten Abschnitt, der dazu ausgelegt ist, mit einem Fahrzeug in Kontakt zu gelangen.
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Das zweite Kontaktelement ist mit dem zweiten Endbereich des Querträgers verbunden und erstreckt sich davon weg. Das zweite Kontaktelement hat auch einen zweiten Abschnitt, der dazu ausgelegt ist, mit dem Fahrzeug in Kontakt zu gelangen. Das erste und das zweite Kontaktelement definieren, wenn sie auf einer gleichen Seite des Querträgers mit dem Fahrzeug in Kontakt sind, eine dem Fahrzeug zugewandte Seite des Einrichtungswerkzeugs. Durch einen solchen Kontakt mit dem Fahrzeug definieren das erste und das zweite Kontaktelement dann auch eine dem Umfeld zugewandte Seite des Einrichtungswerkzeugs, die der dem Fahrzeug zugewandten Seite gegenüber liegt.
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Die Winkelmesserstruktur ist im Wesentlichen im Mittelbereich des Querträgers zentriert. Die Winkelmesserstruktur hat einen Mittelpunkt und stellt messbare Winkeleinteilungen von dem Mittelpunkt nach außen auf der dem Umfeld zugewandten Seite bereit. Die Laserträgerstruktur ist schwenkbar mit dem Einrichtungswerkzeug verbunden. Die Winkelmesserstruktur weist eine Laseremissionskomponente auf, die dazu ausgelegt ist, einen im Wesentlichen vertikalen Flachstrahllaser in einer Richtung zu projizieren, die sich auf der dem Umfeld zugewandten Seite des Einrichtungswerkzeugs entlang einer der Winkeleinteilungen des Winkelmessers in einer Richtung nach außen erstreckt.
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In diesem Aspekt können sich das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement des Einrichtungswerkzeugs auch beide im Wesentlichen orthogonal zu dem Querträger erstrecken. Der Querträger kann auch im Allgemeinen gerade sein und die Winkelmesserstruktur kann eine Grundlinie haben, die im Wesentlichen parallel zu dem Querträger verläuft. Zusätzlich sind in diesem Aspekt das erste und das zweite Kontaktelement dazu ausgelegt, mit einem Fahrzeug in Kontakt zu gelangen und einen ersten bzw. einen zweiten Kontaktpunkt bereitzustellen, wobei, wenn das Einrichtungswerkzeug an dem Fahrzeug zentriert ist, der erste und der zweite Kontaktpunkt eine Querachse des Fahrzeugs identifizieren/definieren. Das Einrichtungswerkzeug ist dann so ausgelegt, dass die Winkelmesserstruktur eine Grundlinie hat, die im Wesentlichen parallel zu der Querachse des Fahrzeugs verläuft.
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In diesem Aspekt kann die Laseremissionskomponente in einer umgekehrten Position platziert werden. Wenn sich die Laseremissionskomponente in der umgekehrten Position befindet, emittiert sie eine Laserprojektion des vertikalen Flachstrahllasers zurück zu der dem Fahrzeug zugewandten Seite hin. Diese Projektion kann in einer Richtung erfolgen, die im Wesentlichen 90 Grad zu der Grundlinie des Einrichtungswerkzeugs oder der Querachse des Fahrzeugs beträgt. Diese Projektion hilft bei der Unterstützung des Benutzers bei der Zentrierung des Einrichtungswerkzeugs in einer Linie mit der Mittellinie des Fahrzeugs durch Positionieren des Einrichtungswerkzeugs durch dessen querverlaufende Verlagerung (Schieben) entlang der Vorderseite des Fahrzeugs, bis die Laserlinie mit einem identifizierten Mittelpunkt oder Ausrichtungspunkt des Fahrzeugs in Ausrichtung ist. Die meisten Autos sind in der Konstruktion der Vorderseite des Fahrzeugs optisch symmetrisch und die Linie des Flachstrahllasers kann mit einer Mitteltrennlinie einer Frontschürze, Stoßstange, Motorhaube, einem Mittelpunkt an einem Fahrzeugemblem, Nummernschildhalter, einer Frontkamera oder einem Frontsensor oder jeglichem anderen identifizierten Mittelpunkt des Fahrzeugs in Ausrichtung gebracht werden. Für die verschiedenen Marken, Modelle und Ausstattungspakete von Fahrzeugen kann ein bevorzugter Ausrichtungspunkt an dem Fahrzeug empfohlen oder spezifiziert werden.
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Nach der Zentrierung kann die Laserträgerstruktur dann von der umgekehrten, oder dem Fahrzeug zugewandten, Position aus in eine andere Winkeleinteilung zwischen 90 und 270 Grad geschwenkt werden. Diese Einteilungen sorgen dafür, dass sich Linien des Flachstrahllasers vom vorderen Mittelpunkt eines Fahrzeugs in bekannten Winkeln nach außen erstrecken, was ermöglicht, dass Zielobjekte oder reflektierende Oberflächen in einer Reihe von unterschiedlichen Winkelversatzlagen vor dem Fahrzeug platziert werden können. Mit der Platzierung der Zielobjekte in verschiedenen Winkellagen vor einem Fahrzeug kann das Sichtfeld eines einzelnen Sensors oder einer Anordnung von Sensoren getestet oder neu kalibriert werden. Dies kann zum Kalibrieren, Neukalibrieren oder zum Testen, ob ein Sensor in Bezug auf das Fahrzeug oder in Bezug auf andere Sensoren korrekt ausgerichtet ist, verwendet werden. Dieses Einrichtungswerkzeug kann auch verwendet werden, um Sensoren auf der Rückseite des Fahrzeugs auf ähnliche Weisen in Ausrichtung zu bringen.
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Das Einrichtungswerkzeug kann auch ein Zielobjekt umfassen. Das Zielobjekt ist dazu ausgelegt, entlang des projizierten Flachstrahllasers, der entlang einer der Winkeleinteilungen des Winkelmessers projiziert wird, auf der dem Umfeld zugewandten Seite des Einrichtungswerkzeugs platziert werden zu können. Das Zielobjekt kann auch eine Ausrichtungskomponente haben, die dazu ausgelegt ist, mit dem projizierten Flachstrahllaser in Ausrichtung gebracht zu werden. Diese Ausrichtungskomponente kann eine sichtbare Linie an dem Zielobjekt sein, kann ein Reflektor sein oder kann eine elektronische Vorrichtung sein, die den projizierten Laser empfängt oder identifiziert und eine Angabe der korrekten Ausrichtung bereitstellt. Die Angabe der korrekten Ausrichtung mit dem Laser kann durch eine Leuchtanzeige an dem Zielobjekt erfolgen.
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Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung richtet sich auf ein Einrichtungswerkzeug zur Unterstützung von Fahrzeugsensorkalibrierungen mit einer Hauptstruktur mit einem ersten und einem zweiten Kontaktpunkt, die dazu ausgelegt sind, mit einem Fahrzeug in Kontakt zu gelangen. Der zweite Kontaktpunkt ist gegenüber dem ersten Kontaktpunkt versetzt und definiert in einer geeigneten Position, in der er mit dem Fahrzeug in Kontakt ist, eine Kalibrierungsachse. In diesem Aspekt ist ein Winkelmesser mit der Hauptstruktur verbunden, dessen Grundlinie im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsachse verläuft. Der Winkelmesser stellt mindestens drei Winkeleinteilungen bereit, wobei eine der drei Winkeleinteilungen rechtwinklig zu der Kalibrierungsachse ausgerichtet ist. In diesem Aspekt ist eine Linienlaserprojektionsvorrichtung mit der Hauptstruktur verbunden und kann an dem Winkelmesser gedreht werden, um eine Laserlinie entlang jeder der Winkeleinteilungen zu projizieren.
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Die Linienlaserprojektionsvorrichtung dieses Einrichtungswerkzeugs ist drehbar mit der Hauptstruktur verbunden, um eine Laserlinie entlang jeder der Winkeleinteilungen zu projizieren, und sie ist auch umkehrbar verbunden, um eine Laserlinie in einer entgegengesetzten Richtung entlang der gleichen Winkeleinteilungen zu projizieren. In einer ersten Position projiziert die Linienlaserprojektionsvorrichtung eine Laserlinie in einer Richtung, die sich entlang einer der Winkeleinteilungen von dem Fahrzeug weg erstreckt. In einer zweiten Position, die eine gegenüber der ersten Position umkehrbare Position ist, projiziert die Linienlaserprojektionsvorrichtung eine Laserlinie in einer Richtung entlang einer der Winkeleinteilungen zu dem Fahrzeug hin.
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Wenn der erste und der zweite Kontaktpunkt in Kontakt mit dem Fahrzeug sind und wenn die Linienlaserprojektionsvorrichtung in der zweiten Position und in einer Winkeleinteilung rechtwinklig zu der Querachse ist, projiziert die Linienlaserprojektionsvorrichtung eine Laserlinie, die es einem Benutzer ermöglicht, das Einrichtungswerkzeug visuell mit einem Mittelpunkt eines Fahrzeugs auszurichten. Sobald das Einrichtungswerkzeug mit der Mittellinie des Fahrzeugs in Ausrichtung ist, kann die Laserprojektionsvorrichtung (umkehrbar) dazu ausgelegt sein, sich (drehbar) in die erste Position und eine andere Winkeleinteilung als die Winkeleinteilung, die rechtwinklig zu der Querachse ist, zu bewegen. Auf diese Weise kann sich die Laserlinie in einem diskreten Winkel von dem Mittelpunkt des Fahrzeugs weg erstrecken, was bei der Platzierung eines für Fahrzeugsensorkalibrierungen verwendeten Zielobjekts hilft.
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Die Hauptstruktur kann auch verstellbare Füße und Nivelierlibellen haben. Es kann von Vorteil sein, das Fahrzeug auf einer einigermaßen ebenen Fläche zu platzieren und das Einrichtungswerkzeug zu nivellieren, damit die angezeigten Laserlinien genauer sind. Die Hauptstruktur kann drei oder mehr Füße haben, wobei drei der Füße, wenn sie den Boden berühren, eine Unterstützung für die Ausrichtung des Einrichtungswerkzeugs bereitstellen. Mindestens einer der drei Füße kann vertikal verstellbar sein und der Benutzer kann das Einrichtungswerkzeug in Verbindung mit mindestens einer Nivelierlibelle in mindestens einer Richtung nivellieren. Wenn alle drei Füße des Einrichtungswerkzeugs vertikal verstellbar sind und Nivelierlibellen im Wesentlichen rechtwinklig angeordnet sind, kann der Benutzer die gesamte Hauptstruktur nivellieren, so dass eine ebene Ebene in Bezug auf die Schwerkraft entsteht. Im Fall einer im Wesentlichen vertikalen Linie des Flachstrahllasers kann die Nivellierung des Einrichtungswerkzeugs eine echt vertikale Laserlinienprojektion bereitstellen, was die Genauigkeit der Zentrierung der Hauptstruktur und einer Platzierung des Zielobjekts erhöht.
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Dementsprechend kann dieser andere Aspekt auch ein Zielobjekt umfassen. Dieses Zielobjekt ist von der Hauptstruktur getrennt und dazu ausgelegt, entlang der projizierten Laserlinie platziert werden zu können. Das Zielobjekt kann auch eine Ausrichtungskomponente haben, die dazu ausgelegt ist, mit der projizierten Laserlinie in Ausrichtung gebracht zu werden. Diese Ausrichtungskomponente kann eine sichtbare Linie an dem Zielobjekt sein, kann ein Reflektor sein oder kann eine elektronische Vorrichtung sein, die die projizierte Laserlinie empfängt oder identifiziert und eine Angabe der korrekten Ausrichtung bereitstellt. Die Angabe der korrekten Ausrichtung mit dem Laser kann durch eine Leuchtanzeige an dem Zielobjekt erfolgen.
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Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung richtet sich auf ein Verfahren zum Platzieren eines Sensorzielobjekts in einem Winkelversatz von einem Fahrzeug. Zunächst wird das Einrichtungswerkzeug auf dem Boden neben einer vorderen oder hinteren Oberfläche eines Fahrzeugs platziert. Dann wird die vordere oder hintere Oberfläche des Fahrzeugs mit einem ersten und einem zweiten Kontaktpunkt des Einrichtungswerkzeugs in Kontakt gebracht. Diese beiden Kontaktpunkte definieren eine Kalibrierungsachse. Als Nächstes wird eine im Wesentlichen vertikale Flachstrahllaserlinie von dem Einrichtungswerkzeug auf eine dem Fahrzeug zugewandte Seite projiziert, die rechtwinklig zu der Kalibrierungsachse verläuft. Dies ermöglicht das Zentrieren des Einrichtungswerkzeugs durch Ausrichten des Flachstrahllasers mit einer Mitte der vorderen oder hinteren Oberfläche. Schließlich wird die Laserprojektionsvorrichtung so umgestellt, dass sie einen Flachstrahllaser in Koordination mit einem Winkelmesser, der eine Winkeleinteilung bereitstellt, auf der dem Umfeld zugewandten Seite des Einrichtungswerkzeugs entlang dem Boden projiziert.
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Mit diesem Verfahren kann ein Zielobjekt entlang der Laserlinie in einer erkennbaren Winkeleinteilung platziert werden. Bei diesem Verfahren kann auch ein Schritt der Nivellierung des Einrichtungswerkzeugs eingesetzt werden.
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Die vorstehend genannten Aspekte dieser Offenbarung und weitere Aspekte werden nachstehend mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Einrichtungswerkzeugs, die einen Winkelmesser und einen Laser, der entlang einer der Winkeleinteilungen des Winkelmessers projiziert, zeigt.
- 2 ist eine Vorderansicht eines Einrichtungswerkzeugs, das einen Linienlaser in einer zweiten Position, oder einer umkehrbaren Position, zu einem Fahrzeug hin projiziert, um das Einrichtungswerkzeug an dem Fahrzeug zu zentrieren.
- 3 ist eine Seitenansicht eines Einrichtungswerkzeugs, das einen Linienlaser in einer ersten Position in einer diskreten Winkeleinteilung von einem Fahrzeug weg projiziert.
- 4 ist eine Draufsicht auf ein Einrichtungswerkzeug, das einen Linienlaser in einer ersten Position in einer diskreten Winkeleinteilung von einem Fahrzeug weg projiziert.
- 5 ist eine perspektivische Seitenansicht, die eine Laserlinie zeigt, die in einem diskreten Winkel von der Vorderseite eines Fahrzeugs weg projiziert wird, wobei ein Zielobjekt entlang der Laserlinie platziert ist.
- 6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für die Einrichtung eines Zielobjekts vor einem Fahrzeug in einem bekannten Winkel unter Verwendung eines Einrichtungswerkzeugs, wie in dieser Spezifikation beschrieben, zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Die gezeigten Ausführungsformen werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es sollte jedoch zu verstehen sein, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sein sollen, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die speziellen offenbarten strukturellen und funktionellen Details sind nicht als einschränkend zu verstehen, sondern als eine repräsentative Grundlage, um den Fachmann zu lehren, wie die offenbarten Konzepte umgesetzt werden können.
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1 zeigt eine Hauptstruktur 10 eines Einrichtungswerkzeugs. Die Hauptstruktur 10 hat einen Querträger 12 mit einem ersten Endbereich 14, einem zweiten Endbereich 16 und einem Mittelbereich 18, der zwischen dem ersten Endbereich 14 und dem zweiten Endbereich 16 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Querträger 12 im Allgemeinen gerade, obwohl unterschiedliche Formen verwendet werden könnten, um eine strukturelle Unterstützung und Trennung von anderen Komponenten an der Hauptstruktur 10 bereitzustellen. Der Begriff „im Allgemeinen“, wie er hier auf das Wort „gerade“ angewendet wird, bedeutet, dass der Querträger nicht vollkommen gerade sein muss und dass geometrische Standardtoleranzen auf die Geradheit des Querträgers anwendbar sind.
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In dieser Ausführungsform ist ein erstes Kontaktelement 24 gezeigt, das sich von dem ersten Endbereich 14 des Querträgers 12 weg erstreckend und damit verbunden gezeigt ist. Das erste Kontaktelement 24 ist auch im Allgemeinen gerade, obwohl angedacht ist, dass auch andere Formen verwendet werden könnten, und erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal zu dem Querträger 12. Im Wesentlichen orthogonal, wie hier verwendet, bedeutet, dass es nicht exakt 90° sein müssen, sondern in den in der Branche/auf dem Gebiet angewendeten geometrischen Standardtoleranzen liegen kann, oder zwischen 85° und 95°, je nachdem, welcher Wert größer ist. Ein zweites Kontaktelement 26 ist gezeigt, das sich von dem zweiten Endbereich 16 des Querträgers 12 weg erstreckend und damit verbunden gezeigt ist. Das zweite Kontaktelement 26 ist auch im Allgemeinen gerade und erstreckt sich auch im Wesentlichen orthogonal zu dem Querträger 12.
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Die Hauptstruktur 10 dieses Einrichtungswerkzeugs hat Füße 30. In dieser speziellen Ausführungsform sind drei verstellbare Füße 30a, 30b, 30c gezeigt. Obwohl diese Ausführungsform mit drei mit der Hauptstruktur 10 verbundenen verstellbaren Füßen 30a, 30b, 30c gezeigt ist, kann es auch Ausführungsformen geben, die keine Verstellbarkeit der Füße oder nur einen einzigen verstellbaren Fuß 30 umfassen. Es kann auch Ausführungsformen mit mehr als drei, verstellbaren oder nicht verstellbaren, Füßen 30 und jeglicher Kombination dazwischen geben. Die Füße 30a, 30b und 30c sind in vertikaler Richtung verstellbar gezeigt, um eine Nivellierung der Hauptstruktur 10 in einer Richtung jedes jeweiligen Fußes 30 zu ermöglichen. Die Füße 30 in dieser Ausführungsform verwenden einen Gewindeschaft in Verbindung mit einem Griff 32, ähnlich einem Ventilgriff, der, wenn er gedreht wird, die Füße 30 in Bezug auf die Hauptstruktur 10 anhebt oder absenkt.
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Nivelierlibellen 34 können mit der Hauptstruktur 10 verbunden sein, so dass ein Benutzer einen der Füße 30 einstellen und das Einrichtungswerkzeug in mindestens einer Richtung nivellieren kann. In dieser Ausführungsform sind mindestens zwei Nivelierlibellen 34a, 34b gezeigt. Die Nivelierlibellen 34a und 34b sind im Wesentlichen orthogonal zueinander ausgerichtet. Ein Benutzer kann die Füße 30 verstellen, bis die Blasen in den Zentrierlinien der Nivelierlibellen 34a, 34b zentriert sind, und eine Ebene bereitstellen, die im Wesentlichen rechtwinklig zur Schwerkraft ausgerichtet ist. Im Wesentlichen, wie hier verwendet, bedeutet innerhalb von 5° in jeder Richtung. Die Nivelierlibellen 34 können an der Hauptstruktur 10 an festen Komponenten angebracht werden, die sich relativ zu dem größten Teil der Hauptstruktur, wie dem Querträger 12 oder dem ersten und dem zweiten Kontaktelement 24, 26, nicht bewegen oder die Nivelierlibellen 34 können an einer Struktur angebracht werden, die sich bewegen kann, wie hier gezeigt. Es kann vorteilhaft sein, eine erste Nivelierlibelle 34a im Wesentlichen parallel zu einem projizierten Laser 54 (siehe unten) und eine zweite Nivelierlibelle 34b im Wesentlichen rechtwinklig zu dem projizierten Laser 54 zu platzieren. Eine dritte Nivelierlibelle (nicht gezeigt) kann auch verwendet werden, wobei die dritte Nivelierlibelle orthogonal zu der ersten und der zweiten Nivelierlibelle 34a, 34b ausgerichtet sein kann.
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Eine Winkelmesserstruktur 40 ist mit der Hauptstruktur 10 verbunden. Der Winkelmesser 40 ist im Wesentlichen an dem Mittelbereich 18 des Querträgers 12 zentriert. Im Wesentlichen zentriert, wie hier verwendet, bedeutet, dass die Mitte des Winkelmessers innerhalb von +/- 5 cm von der Mitte des Querträgers 12 liegt. Der Winkelmesser 40 hat eine Grundlinie 42. Die Grundlinie 42 verläuft im Wesentlichen parallel zu dem Querträger 12. Im Wesentlichen parallel, wie hier verwendet, bedeutet innerhalb von 5° in jeder Richtung. Die Winkelmesserstruktur 40 hat einen Mittelpunkt 44 und eine Reihe von Winkeleinteilungen 46, die sich von dem Mittelpunkt 44 nach außen erstrecken. Der Mittelpunkt 44 ist, wie der Name impliziert, auch im Wesentlichen an der Winkelmesserstruktur 40 und damit dem Querträger 12 zentriert. Im Wesentlichen zentriert, wie hier verwendet, bedeutet auch, dass der Mittelpunkt innerhalb von +/- 5 cm von der Mitte der Winkelmesserstruktur 40 oder des Querträgers 12 liegt. Die Winkeleinteilungen 46 können eine erste Winkeleinteilung 46a haben, die im Wesentlichen 90° zu der Grundlinie 42 verläuft, eine zweite Winkeleinteilung 46b, die im Wesentlichen 0° zu der Grundlinie 42 verläuft, und eine dritte Winkeleinteilung 46c, die im Wesentlichen 180° zu der Grundlinie 42 verläuft, d. h. Richtungen, die gerade nach vorne und direkt nach links und rechts von der Hauptstruktur 10 verlaufen. Im Wesentlichen, wie hier in Bezug auf die Winkeleinteilungen verwendet, bedeutet innerhalb von +/- 2°. Die zweite und die dritte Winkeleinteilung 46b, 46c können auch bei 45° und 135° oder jeglicher anderen erwünschten Einteilung liegen. Der Winkelmesser 40 kann auch 180 unterschiedliche und separat messbare Winkeleinteilungen 46 haben, wie hier in 1 gezeigt.
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Zusätzlich ist eine Laserträgerstruktur 50, oder eine Linienlaserprojektionsvorrichtung 50 schwenkbar mit der Hauptstruktur 10 verbunden und vorzugsweise mit der Winkelmesserstruktur 40 verbunden. Die Laserstruktur/-vorrichtung 50 hat eine Laseremissionskomponente 52, die einen Laser 54 oder eine andere sichtbare, gerichtete Lichtquelle emittiert. Die Laserstruktur/-vorrichtung 50 ist schwenkbar so verbunden, dass der emittierte Laser 54 von dem Mittelpunkt 44 aus entlang einer der Winkeleinteilungen 46 des Winkelmessers 40 nach außen verläuft. Der Schwenkpunkt der Laserstruktur/-vorrichtung 50 kann sich somit in dem Mittelpunkt 44 des Winkelmessers 40 befinden. Die Laserstruktur/-vorrichtung 50 kann Arretierrasten haben, um strukturell mit den Winkeleinteilungen 46 des Winkelmessers 40 in Ausrichtung zu gelangen, um in einem bestimmten Winkel einzurasten.
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Die Laseremissionskomponente 52 kann einen Flachstrahllaser 54 emittieren, der im Grunde ein flaches V-förmiges Licht von der Linse nach außen emittiert (am besten zu sehen in 2 und 3), es kann jedoch auch ein winklig auf den Boden gerichteter Punktlaser oder jegliche andere Lichtprojektionsvorrichtung oder jeglicher andere Lichtprojektionstyp verwendet werden, die/der es ermöglicht, dass unter normalen Tageslichtbedingungen eine optische Linie auf einem Boden oder Fußboden für einen geeigneten Abstand von der Hauptstruktur 10 zu sehen ist. Vorzugsweise ist die projizierte Laserlinie 54 eine Flachstrahllaserlinie, die einen im Wesentlichen vertikalen Flachstrahllaser in Bezug auf die von den Nivelierlibellen 34 bereitgestellte Ebene projiziert.
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Die Laseremissionskomponente 52 ist auch relativ zu der Laserstruktur/- vorrichtung 50 umkehrbar verbunden, so dass sie eine Laserlinie 54 entlang jeglicher Winkeleinteilung 46 nach außen emittieren kann, oder umgekehrt werden kann, so dass sie eine Laserlinie 54 entlang jeglicher Winkeleinteilung 46 in die entgegengesetzte Richtung emittiert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Laseremissionskomponente 52 in 1 jedoch in der vorwärts gerichteten Position gezeigt, während sie in 2 in der umgekehrten, rückwärts gerichteten Position gezeigt ist. Diese Umkehrbarkeit der emittierten Laserlinie 54 hilft bei der Ausrichtung der Hauptstruktur 10 mit einem Kraftfahrzeug. Dementsprechend kann, wenn die Laserstruktur/-vorrichtung 50 zu einer 90°-Winkeleinteilung 46a auf dem Winkelmesser 40 geschwenkt wird und die Laseremissionskomponente 52 sich in der umgekehrten, rückwärts gerichteten Position befindet, ein vertikaler Flachstrahllaser emittiert werden, um die Zentrierung der Hauptstruktur an der vorderen oder hinteren Seite eines Fahrzeugs visuell zu unterstützen.
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Ein zweiter Laser 56 kann auch mit der Hauptstruktur 10 verbunden sein. Bei dem zweiten Laser 56 kann es sich um einen Punktlaser handeln, der mit der Winkelmesserstruktur 40 oder der Laserstruktur/-vorrichtung 50 verbunden ist und dazu ausgelegt ist, eine zweite Laserlinie (nicht gezeigt) in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung von dem Mittelpunkt 44 aus auszusenden. Die Winkelmesserstruktur 40, und die Laserstruktur/-vorrichtung 50, können über eine Schiene 58 mit der Hauptstruktur 40 verbunden sein. Die Schiene 58 kann sich im Wesentlichen orthogonal zu dem Querträger 12 erstrecken und eine Bewegung der Winkelmesserstruktur 40 entlang der Schiene 58 ermöglichen. Die Schiene 58, oder der Schlitten 58, ermöglicht es, dass sich die Grundlinie 42 und der Mittelpunkt 44 des Winkelmessers 40 im Wesentlichen orthogonal in Bezug auf den Querträger 12 und das erste und das zweite Kontaktelement 24, 26 bewegen. Dies ermöglicht es einem Benutzer, die Hauptstruktur 10 in Bezug auf ein Fahrzeug 60 auszurichten (siehe 2-5) und den zweiten Laser 56 zu verwenden, um die Winkelmesserstruktur 40 nach vorne oder nach hinten zu bewegen, um die Grundlinie 42 und insbesondere den Mittelpunkt 44 mit einem äußersten Rand des Fahrzeugs in Ausrichtung zu bringen.
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2 zeigt die Hauptstruktur 10 unmittelbar angrenzend an und in Kontakt mit einem Fahrzeug 60. In diesem Beispiel befindet sich die Hauptstruktur 10 vor einer Frontschürze 62 des Fahrzeugs 60. Das Fahrzeug 60 hat eine Längsachse X, die von der Vorderseite zur Rückseite des Fahrzeugs 60 verläuft. Das Fahrzeug 60 hat auch eine Querachse Y, die orthogonal zu der Längsachse X ausgerichtet ist und quer entlang dem Fahrzeug verläuft, z. B. in Richtung einer Radachse des Fahrzeugs. Das Fahrzeug 60 hat auch eine Mittellinie (gezeigt durch eine Trennlinie 64 in der Schürze 62). Es ist anzumerken, dass jede Fahrzeugmarke, jedes Modell, jedes Baujahr und manchmal auch Ausstattungspakete von Fahrzeugen unterschiedliche Formen und Merkmale der Karosserie und insbesondere der Schürze aufweisen, jedoch kann ein visueller Anzeiger, wie z. B. eine Trennlinie, ein Emblem, ein gemessener ½-Weg-Abstand eines Kühlergrills oder jeglicher andere Anzeiger gewählt werden, um die Mittellinie eines Fahrzeugs darzustellen. Die Hersteller können den Benutzer auch anleiten, wie er eine visuelle Darstellung der Mittellinie 64 des Fahrzeugs am besten bestimmen kann.
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In diesem Beispiel hat das erste Kontaktelement 24 einen ersten Abschnitt 70, der dazu ausgelegt ist, mit dem Fahrzeug 60 in Kontakt zu gelangen. In diesem Fall gelangt der erste Abschnitt 70 mit der rechten Seite der Frontschürze 62 in Kontakt und stellt den ersten Kontaktpunkt 72 bereit. Ein zweiter Abschnitt 74 des zweiten Kontaktelements 26 ist dazu ausgelegt, auch in Kontakt mit dem Fahrzeug 60 zu gelangen, in diesem Fall mit der linken Seite der Frontschürze 62, und stellt einen zweiten Kontaktpunkt 76 bereit, der gegenüber dem ersten Kontaktpunkt 72 versetzt ist. Die Hauptstruktur 10 wird dann an dem Fahrzeug 60 durch visuelles Ausrichten der emittierten Laserlinie 54 mit dem visuellen Anzeiger des Fahrzeugs für dessen Mittellinie 64, in diesem Fall die Trennlinie 64, zentriert. Dies wird durch Schwenken der Laserstruktur/- vorrichtung 50 zu einer 90°-Winkeleinteilung 46a und Drehen der Laseremissionskomponente 52 in die umgekehrte Position erreicht. Nun wird eine emittierte Laserlinie 54, in diesem Beispiel eine vertikale Flachstrahllaserlinie 54, von der Mittellinie der Hauptstruktur 10 des Einrichtungswerkzeugs zu dem Fahrzeug 60 hin emittiert.
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Der erste und der zweite Kontaktpunkt 72, 76 definieren eine Kalibrierungsachse des Fahrzeugs, wenn das Einrichtungswerkzeug an dem Fahrzeug 60 zentriert ist. Die Kalibrierungsachse verläuft im Wesentlichen parallel zu der Querachse Y des Fahrzeugs 60. Außerdem verläuft die Kalibrierungsachse im Wesentlichen parallel zu der Grundlinie 42 des Winkelmessers 40, so dass die Grundlinie 42 des Winkelmessers 40 auch im Wesentlichen parallel zu der Querachse X des Fahrzeugs 60 verläuft. Wenn der Winkelmesser 40 an dem Fahrzeug 60 zentriert ist und die Grundlinie 42 parallel zu der Querachse X des Fahrzeugs 60 verläuft, kann der Benutzer den Laseremitter 52 drehen und eine Laserlinie 54 in jeglicher erwünschten Winkeleinteilung von der vorderen Mitte des Fahrzeugs nach vorne emittieren. Es sollte zu verstehen sein, dass dies auch von der Rückseite eines Fahrzeugs oder jeglicher seitlichen Oberfläche aus geschehen kann, wo ein Sichtfeld eines Sensors überprüft werden soll. Die Nutzung der Nivelierlibellen 34 (siehe 1), wie vorstehend beschrieben, ermöglicht es einem Benutzer auch, den Winkelmesser 40 in einer Ebene zu platzieren, die im Wesentlichen rechtwinklig zur Schwerkraft ausgerichtet ist, was eine bessere Genauigkeit schafft.
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3 und 4 zeigen das Einrichtungswerkzeug (in der Ebene) nivelliert, zentriert und in Kontakt mit dem ersten und dem zweiten Kontaktpunkt 72, 76 des Fahrzeugs, wodurch eine im Wesentlichen parallel zu der Querachse Y verlaufende Kalibrierungsachse 78 definiert wird. In dieser Position werden eine Reihe weiterer Aspekte definiert. Das erste und das zweite Kontaktelement 24, 26 sind dazu ausgelegt, mit dem Fahrzeug 60 (an dem ersten und dem zweiten Kontaktpunkt 72, 76) auf einer gleichen Seite des Querträgers 12 in Kontakt zu gelangen, die eine dem Fahrzeug zugewandte Seite 80 des Einrichtungswerkzeugs definiert. Gegenüber der dem Fahrzeug zugewandten Seite 80 des Einrichtungswerkzeugs befindet sich eine dem Umfeld zugewandte Seite 82.
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In dieser Konfiguration verläuft die Grundlinie 42 des Winkelmessers 40 im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsachse 78, die auch im Wesentlichen parallel zu der Querachse Y des Fahrzeugs 60 verläuft. Der Mittelpunkt 44 des Winkelmessers 40 ist im Wesentlichen in einer Linie mit der Mittellinie 64 des Fahrzeugs 60 ausgerichtet. Der Winkelmesser 40 hat eine Reihe von messbaren Winkeleinteilungen 46 von dem Mittelpunkt 44 aus, die sich auf der dem Umfeld zugewandten Seite 82 nach außen erstrecken, und in der einfachsten Form des Einrichtungswerkzeugs würde dieses mindestens drei dieser Winkeleinteilungen haben. Eine der drei Winkeleinteilungen 46 ist rechtwinklig zu der Kalibrierungsachse 78 oder in einer Linie mit der Mittellinie 64 des Fahrzeugs ausgerichtet. Diese Winkeleinteilung kann als 90° von der Basislinie 42 des Winkelmessers 40 bezeichnet werden. Der Winkelmesser 40 kann dann eine zweite Winkeleinteilung haben, die als der Außenrand des Sichtfelds eines Sensors identifiziert wird; diese Winkeleinteilung kann als θ bezeichnet werden.
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Die Laserstruktur/-vorrichtung wird in einen Winkel θ auf der Winkelmesserstruktur 40 geschwenkt und die Laseremissionskomponente 52 projiziert in einer nach vorne gerichteten Position einen im Wesentlichen vertikalen Flachstrahllaser 54 in einer Richtung, die sich auf der dem Umfeld zugewandten Seite 82 des Einrichtungswerkzeugs entlang des Winkels θ nach außen erstreckt. Viele moderne Fahrzeuge haben Sensoren, die sich an verschiedenen Stellen um das Fahrzeug herum befinden, um den Betrieb des Fahrzeugs zu unterstützen. Bei diesen Sensoren kann es sich um Nährungssensoren oder optische Sensoren handeln, die die Umgebung des Fahrzeugs abtasten, um Objekte zu detektieren. Da die Sensoren physischer Natur sind, müssen sie am Fahrzeug angebracht und kalibriert werden, um ein geeignetes Sichtfeld um das Fahrzeug herum zu haben. Das Sichtfeld des Sensors kann mit einem Zielobjekt getestet werden, das in einem gewissen Abstand und Winkel zu der Mittellinie von der Vorderseite des Fahrzeugs eingestellt wird.
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5 zeigt ein Zielobjekt 90. Das Zielobjekt 90 ist von der Hauptstruktur 10 getrennt. Das Zielobjekt 90 ist dazu ausgelegt, entlang des projizierten Lasers 54 platziert werden zu können. Das Zielobjekt 90 kann einen festgelegten Abstand c haben, mit dem es entlang der Laserlinie 54 platziert wird. Das Zielobjekt 90 kann eine Ausrichtungskomponente 94 haben, die dazu ausgelegt ist, mit der projizierten Laserlinie/dem projizierten Flachstrahllaser 54 in Ausrichtung zu gelangen. Die Ausrichtungskomponente 94 kann eine Linie, eine Ätzung oder eine elektronische Laserempfangsvorrichtung sein, die angibt, wenn sich die Empfangslinse in Ausrichtung in einer Linie mit dem Laser 54 befindet. Ein Einrichtungswerkzeug kann in Verbindung mit einer Neukalibrierungs- oder Testvorrichtung (nicht gezeigt) arbeiten, die über den OBDII-Anschluss oder eine andere gleichwertige Struktur auf das Computer-/Diagnosesystem des Fahrzeugs zugreift. Ein drahtloser Dongle 92 kann in den OBDII-Anschluss eingesteckt werden und ein Sensor kann in Verbindung mit einem elektronischen Diagnosewerkzeug getestet werden.
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Der Sensor kann in einen Testmodus versetzt werden, so dass das Zielobjekt 90 in bestimmten Winkeln vor dem Fahrzeug 60 platziert werden kann, und wenn der Sensor das Zielobjekt 90 sehen kann, ist er innerhalb der Spezifikation. Wenn der Sensor das Zielobjekt 90 nicht sehen kann, muss der Sensor möglicherweise ausgetauscht oder modifiziert werden. Dementsprechend ist die Laserprojektionsvorrichtung 50 dazu ausgelegt, sich nach der Ausrichtung des Einrichtungswerkzeugs zu einer Winkeleinteilung zu bewegen, um eine Laserlinie 54 bereitzustellen, die sich in einem diskreten Winkel von der Vorderseite des Fahrzeugs 60 aus erstreckt und dadurch die Platzierung eines für Fahrzeugsensorkalibrierungen verwendeten Zielobjekts 90 unterstützt.
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6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Platzieren eines Sensorzielobjekts in einem Winkelversatz zu einem Fahrzeug zeigt. Ein erster Schritt 100 besteht darin, das Einrichtungswerkzeug neben dem Fahrzeug zu platzieren. Vorzugsweise auf dem Boden neben einer vorderen oder hinteren Oberfläche des Fahrzeugs. Im zweiten Schritt 102 dieses Beispiels muss das Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Kontaktpunkt in Kontakt gebracht werden. Durch den Kontakt des Fahrzeugs mit dem ersten und dem zweiten Kontaktpunkt definiert das Einrichtungswerkzeug eine Kalibrierungsachse, die sich zwischen den beiden Kontaktpunkten erstreckt.
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Der dritte Schritt 104 in diesem Ablaufdiagramm umfasst das Ausrichten eines projizierten Lasers mit einem Positionierungspunkt an dem Fahrzeug. In dem Szenario, in dem es sich um die vordere oder hintere Oberfläche eines Fahrzeugs handelt, kann dies durch Platzieren einer Projektionsvorrichtung einer im Wesentlichen vertikalen Flachstrahllaserlinie in einer Position auf der dem Fahrzeug zugewandten Seite rechtwinklig zu der Kalibrierungsachse und dann visuelles Ausrichten des Lasers mit einem Mittelpunkt des Fahrzeugs erreicht werden.
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Eine weitere Ausrichtung in diesem Schritt 104 oder einem Teilschritt kann das Bewegen des Winkelmessers relativ zu der Hauptstruktur des Einrichtungswerkzeugs umfassen. Vorzugsweise wird der Winkelmesser bewegt, während die Grundlinie des Winkelmessers während der Bewegung im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsachse gehalten wird. Während dieser Bewegung kann ein zweiter im Wesentlichen vertikal projizierter Laser genutzt werden, um einen Mittelpunkt des Winkelmessers mit einem zweiten Punkt an dem Fahrzeug in Ausrichtung zu bringen. Der erwünschte zweite Punkt an dem Fahrzeug kann ein äußerster Rand oder Profil des Fahrzeugs sein. Dieser Teilschritt kann zu jeglichem Zeitpunkt des Verfahrens durchgeführt werden, jedoch ist die Durchführung dieses Schritts entweder direkt vor, nach oder gleichzeitig mit Schritt 104 am bevorzugtesten.
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Der vierte Schritt 106 dieses Beispiels umfasst die Nivellierung des Einrichtungswerkzeugs. Nach der Zentrierung und Nivellierung verläuft die Kalibrierungsachse im Wesentlichen parallel zu einer Querachse des Fahrzeugs und hat das Einrichtungswerkzeug einen Winkelmesser mit einer Grundlinie, die im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsachse und zu der Querachse verläuft und deren Mittelpunkt auch in der Mitte des Fahrzeugs liegt. Dadurch kann der Winkelmesser Winkeleinteilungen der Mittellinie des Fahrzeugs bereitstellen. Es kann wünschenswerter sein, Schritt 106 vor Schritt 104 durchzuführen, oder es kann ein iterativer Ansatz erforderlich sein, da die Durchführung von Schritt 104 eine erneute Nivellierung erfordern kann. In jedem Fall können die Schritte 102 - 106 in unterschiedlicher Reihenfolge durchgeführt werden.
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Nun sieht das Verfahren einen fünften Schritt 108 vor, der die Umstellung der Laserprojektionsvorrichtung ermöglicht, um eine Laserlinie in Koordination mit einem Winkelmesser, der eine Winkeleinteilung bereitstellt, entlang dem Boden auf der dem Umfeld zugewandten Seite des Einrichtungswerkzeugs zu projizieren. Die Laserlinie kann durch eine im Wesentlichen vertikale Flachstrahllaserlinie bereitgestellt werden. Der letzte Schritt 110 dieses Beispiels besteht in der Platzierung eines Zielobjekts entlang der Laserlinie in einer bekannten Winkeleinteilung. Die Platzierung dieses Zielobjekts unterstützt das Überprüfen, Kalibrieren, Neukalibrieren oder Reparieren von Sensoren an Fahrzeugen, die zur Detektion von Objekten neben einem Fahrzeug verwendet werden.
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Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens beschreiben. Vielmehr sind die in der Spezifikation verwendeten Begriffe eher beschreibend als einschränkend und wird zu verstehen sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der beanspruchten Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen zur Implementierung können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden.