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Patent Searching and Data


Title:
INTEGRATED CALIBRATION ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/184825
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an integrated calibration element (100) comprising a first calibration feature (101-1,..., 101-4) for calibrating a first sensor (103-1,..., 103-4) operating on a first measurement principle, and a second calibration feature (101-1,..., 101-4) for calibrating a second sensor (103-1,..., 103-4) operating on a second measurement principle.

Inventors:
DEROO FREDERIK (DE)
FEITEN WENDELIN (DE)
EIDENBERGER ROBERT (DE)
WÖSCH THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/056880
Publication Date:
October 11, 2018
Filing Date:
March 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MOBILITY GMBH (DE)
International Classes:
G01S7/40; G01S7/497; G01S13/86
Foreign References:
DE102009047303A12011-06-01
US20160069988A12016-03-10
DE102004033114A12006-01-26
US20160116573A12016-04-28
DE102016008689A12017-02-09
DE102007024638A12008-01-10
DE102011013773A12012-01-12
DE102004033114A12006-01-26
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Claims:
Neue Patentansprüche

1. Integrierter Kalibrierkörper (100), mit:

einem ersten Kalibriermerkmal (101-1, 101-4) zum Ka- librieren eines ersten Sensors (103-1, 103-4), der auf ei¬ nem ersten Messprinzip basiert; und

einem zweiten aktiven Kalibriermerkmal (101-1, 101-4) zum Kalibrieren eines zweiten Sensors (103-1, 103-4), der auf einem zweiten Messprinzip basiert, das einen Sender (111- 2) und einen Empfänger (109-2) zum Empfangen eines Signals umfasst, der ausgebildet ist, dass, wenn der Empfänger (109- 2) das Signal empfängt, dieser den Sender (111-2) des aktiven Kalibriermerkmals (101-4) auslöst. 2. Kalibrierkörper (100) nach Anspruch 1, wobei das erste und/oder das zweite Kalibriermerkmal (101-1, 101-3) ein pas¬ sives Kalibriermerkmal ist.

3. Kalibrierkörper (100) nach Anspruch 2, wobei das erste und/oder zweite Kalibriermerkmal (101-1, 101-3) ein optisches Muster, einen Radarreflektor und/oder eine geometrische Form umfasst .

4. Kalibrierkörper (100) nach Anspruch 1, wobei das erste Kalibriermerkmal (101-2, 101-4) ein aktives Kalibriermerkmal ist .

5. Kalibrierkörper (100) nach Anspruch 4, wobei das aktive Kalibriermerkmal (101-2, 101-4) ausgebildet ist, aktiv elekt- romagnetische Strahlung auszusenden.

6. Kalibrierkörper (100) nach Anspruch 5, wobei die Strahlung optisches Licht, Infrarotlicht , ultraviolettes Licht, Rönt¬ genstrahlung, Radar- oder Funkwellen umfasst.

7. Kalibrierkörper (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das aktive Kalibriermerkmal (101-2, 101-4) eine Leuchte oder eine LED-Matrixanzeige umfasst.

8. Kalibrierkörper (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das aktive Kalibriermerkmal (101-2, 101-4) ausgebildet ist, ein Zeitsignal auszusenden.

9. Kalibrierkörper (100) nach Anspruch 8, wobei der Empfänger (109-1, 109-2) eine Fotodiode oder einen Funkempfänger umfasst . 10. Kalibrierkörper (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kalibrierkörper (100) eine Uhr oder einen Taktgeber (107) umfasst, mit dem die Kalibriermerkmale (101- 1, 101-4) gekoppelt sind. 11. Verfahren zum Kalibrieren eines Sensorsystems (105) mit einem ersten und einem zweiten Sensor (103-1, 103-4); mit den Schritten:

Anordnen (S101) eines Kalibrierkörpers (100) mit einem ersten und einem zweiten aktiven Kalibriermerkmal (101-1, 101-4), das einen Empfänger (109-2) zum Empfangen eines Signals und einen Sender (111-2) umfasst,

Auslösen des Senders (111-2) des aktiven

Kalibriermerkmals (101-4), wenn der Empfänger (109-2) das Signal empfängt;

- Kalibrieren (S102) des ersten Sensors (103-1, 103-4) auf Basis des ersten Kalibriermerkmals (101-1, 101-4); und

Kalibrieren (S103) des zweiten Sensors (103-1, 103-4) auf Basis des zweiten Kalibriermerkmals (101-1, 101-4). 12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das erste und das zweite Kalibriermerkmal (101-1, 101-4) in einer definierten räumlichen Beziehung zueinander stehen, um einen Versatz zwischen einem Koordinatensystem des ersten Sensors (103-1, 103-4) und einem Koordinatensystem des zweiten Sensors (103- 1, 103-4) zu bestimmen.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das erste und/oder das zweite Kalibriermerkmal (101-1, 101-4) ausge- bildet ist, ein Zeitsignal auszusenden, um einen Zeitversatz oder eine Latenzzeit zu bestimmen.

Description:
Beschreibung

Integrierter Kalibrierkörper Die vorliegende Erfindung betrifft einen integrierten

Kalibrierkörper mit mehreren Kalibriermerkmalen zum gemeinsamen Kalibrieren mehrerer Sensoren und ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensorsystems. Ein technisches System, das mehrere Sensoren auf Basis ver ¬ schiedener Messprinzipien umfasst, setzt für die korrekte Funktionalität eine Kalibrierung dieser Sensoren voraus. Bei dieser Kalibrierung kann sowohl eine intrinsische Kalibrierung der einzelnen Sensoren, als auch eine extrinsische Kali- brierung der Sensoren zueinander erfolgen.

Eine intrinsische Kalibrierung bedeutet, dass interne Parame ¬ ter des Sensors bestimmt werden. Eine extrinsische Kalibrie ¬ rung befasst sich hingegen mit der Bestimmung von Parametern zwischen unterschiedlichen Sensoren oder zwischen einem Sensor und einem weiteren festgelegten Koordinatensystem. Die extrinsische Kalibrierung wird durchgeführt, da die gegensei ¬ tige Anordnung der Sensoren oftmals nicht exakt bekannt ist, beispielsweise aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Montage oder aufgrund von unbekannten internen Sensoreigenschaften.

Gleichzeitig ist eine manuelle Vermessung der Sensoren unprä ¬ zise, fehleranfällig oder nicht durchführbar. Die extrinsi ¬ sche Kalibrierung geht davon aus, dass bekannte Invarianten bestehen, sodass der räumliche Zusammenhang zwischen verschiedenen Sensoren bestimmt werden kann. Dazu werden eindeutige Kalibriermerkmale verwendet, wie beispielsweise fest de ¬ finierte Kalibrierkörper. Bisher wird in Kalibrierkörpern für jeden Sensor eine einzelne, spezifische Lösung für die Kalibrierung verwendet, d.h. pro Sensor gibt es einen spezifischen Kalibrierkörper oder eine spezifische Menge von Kalibriermerkmalen, die nur einen einzelnen Sensor betreffen. Zudem sind diese

Kalibriermerkmale nicht ausdrücklich für die jeweiligen Sensoren optimiert. Es ist die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ei ¬ ne Kalibrierung eines Sensorsystems mit mehreren Sensoren zu vereinfachen und zu beschleunigen.

Die Druckschrift DE 10 2016 008 689 AI betrifft

Sensorkalibriertarget zur Kalibrierung von verschiedenen, auf unterschiedlichen Prinzipien beruhenden Sensoreinrichtungen. In dem Sensorkalibriertarget weist wenigstens ein Teilbereich einer jeden Dreiecksfläche ein Radarstrahlen reflektierendes Material auf und wenigstens eine der Dreiecksflächen an ihrer Innenseite weist wenigstens ein für eine Kalibrierung einer optischen Kamera geeignetes Kalibriermuster auf.

Die Druckschrift DE 10 2007 024 638 AI betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Multikamerasystems . Das Multikamera- System umfasst eine im Nahinfrarotbereich empfindliche erste Kamera und eine im Ferninfrarotbereich empfindliche zweite Kamera mit voneinander verschiedener Position, bei dem nur ein mit einem aus aneinandergrenzenden hellen Teilflächen und dunklen Teilflächen gebildeten Muster, insbesondere einem Schachbrettmuster, versehener Kalibrierkörper im Sichtfeld jeder der Kameras positioniert wird.

Die Druckschrift DE 10 2011 013 773 AI betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Sensors. Ein Kalibrierobjekt umfasst eine Fläche mit einem aus aneinandergrenzenden hellen Teilflächen und dunklen Teilflächen gebildeten Muster. Das Muster ist als ein Schachbrettmuster ausgebildet. Die Fläche dient als Zielobjekt, welches von dem als Kamera ausgebildeten Re ¬ ferenzsensor und dem zweiten Sensor erfasst wird und ein exaktes Punktziel für den Referenzsensor und den zweiten Sensor bildet. Die Druckschrift DE 10 2004 033 114 AI betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines an einem Fahrzeug gehaltenen Abstands- bildsensors für elektromagnetische Strahlung, mittels dessen ein Erfassungsbereich entlang wenigstens einer Abtastfläche abtastbar und ein entsprechendes Abstandsbild erfassbar ist. Von Kalibrierobjekt ausgehendes Licht wird durch das Abbil ¬ dungssystem auf einen CCD-Flächensensor abgebildet.

Diese Aufgabe wird durch Gegenstände nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren .

Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch einen inte- grierten Kalibrierkörper gelöst, mit einem ersten

Kalibriermerkmal zum Kalibrieren eines ersten Sensors, der auf einem ersten Messprinzip basiert; und einem zweiten aktiven Kalibriermerkmal zum Kalibrieren eines zweiten Sensors, der auf einem zweiten Messprinzip basiert, das einen Sender und einen Empfänger zum Empfangen eines Signals umfasst, der ausgebildet ist, dass, wenn der Empfänger das Signal emp ¬ fängt, dieser den Sender des aktiven Kalibriermerkmals aus ¬ löst. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil er ¬ reicht, dass ein Sensorsystem mit mehreren unabhängigen Sen- soren auf einfache und schnelle Weise kalibriert werden kann und das aktive Kalibriermerkmal gesteuert ausgelöst werden kann .

In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des

Kalibrierkörpers ist das erste und/oder das zweite

Kalibriermerkmal ein passives Kalibriermerkmal. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Kalibrierkörper mit geringem Aufwand herstellbar ist. In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers umfasst das erste und/oder zweite

Kalibriermerkmal ein optisches Muster, einen Radarreflektor und/oder eine geometrische Form. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Sensorsystem mit unterschiedlichen Sensoren, wie beispielsweise für ein Fahrzeug, auf einfache Weise kalibriert werden kann. In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers ist das erste Kalibriermerkmal ein aktives Kalibriermerkmal. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Erfassung des Kalibriermerkmals mit höherer Präzision als bei einem passiven Kalibriermerkmal durchgeführt werden kann.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers ist das aktive Kalibriermerkmal ausgebildet, aktiv elektromagnetische Strahlung auszusenden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich

Sensoren für elektromagnetische Strahlung genau kalibrieren lassen .

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers ist das aktive Kalibriermerkmal ausgebildet, aktiv Ultraschallwellen auszusenden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich Ultraschall ¬ sensoren auf einfache Weise kalibrieren lassen. In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers umfasst die Strahlung optisches Licht,

Infrarotlicht , ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlung, Radar ¬ oder Funkwellen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich eine Vielzahl von unterschiedli- chen Sensoren kalibrieren lassen.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers umfasst das aktive Kalibriermerkmal eine Leuchte oder eine LED-Matrixanzeige. Dadurch wird beispiels- weise der technische Vorteil erreicht, dass sich bestimmte vorgegebene Informationen an den Sensor übertragen lassen. In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers ist das aktive Kalibriermerkmal ausgebildet, ein Zeitsignal auszusenden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Latenzzeit der Senso- ren bestimmt werden kann.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers umfasst der Empfänger eine Fotodiode oder einen Funkempfänger. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Empfänger auf elektromagneti ¬ sche Strahlung reagieren kann.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Kalibrierkörpers umfasst der Kalibrierkörper eine Uhr oder einen Taktgeber, mit dem die Kalibriermerkmale gekoppelt sind. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass eine Latenzzeit der Sensoren bestimmt werden kann.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensorsystems mit einem ersten und einem zweiten Sensor gelöst, mit den Schritten eines Anordnens eines Kalibrierkörpers mit einem ersten und einem zwei- ten aktiven Kalibriermerkmal, das einen Empfänger zum Empfangen eines Signals und einen Sender umfasst; eines Auslösens des Senders des aktiven Kalibriermerkmals, wenn der Empfänger das Signal empfängt; eines Kalibrierens des ersten Sensors auf Basis des ersten Kalibriermerkmals; und eines Kalibrie- rens des zweiten Sensors auf Basis des zweiten

Kalibriermerkmals. Durch das Verfahren werden die gleichen technischen Vorteile wie durch den Kalibrierkörper nach dem ersten Aspekt erreicht. In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens stehen das erste und das zweite Kalibriermerkmal in ei ¬ ner definierten räumlichen Beziehung zueinander, um einen Versatz zwischen einem Koordinatensystem des ersten Sensors und einem Koordinatensystem des zweiten Sensors zu bestimmen. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass sich die Koordinatensysteme der Sensoren ge ¬ genseitig angleichen lassen.

In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens sind das erste und/oder das zweite

Kalibriermerkmal ausgebildet, ein Zeitsignal auszusenden, um einen Zeitversatz oder eine Latenzzeit zu bestimmen. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil er ¬ reicht, dass sich zeitliche Unterschiede zwischen den Senso ¬ ren, beispielsweise aufgrund einer unterschiedlichen Verarbeitungsgeschwindigkeit, ausgleichen lassen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1 eine Darstellung eines Kalibrierkörpers mit passi ¬ ven Kalibriermerkmalen;

Fig. 2 eine Darstellung eines Kalibrierkörpers mit aktiven und passiven Kalibriermerkmalen; und

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Kalibrierkörpers 100 mit passiven Kalibriermerkmalen 101-1, 101-2 und 101-3. Der

Kalibrierkörper 100 ist ein physisches Objekt, das zur Kali ¬ brierung mehrerer Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 dient.

Durch den Kalibrierkörper 100 können mindestens zwei Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 zueinander kalibriert werden. Dabei bedeutet Kalibrieren, dass mindestens die Anbringungsorte und die Blickrichtungen der Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 relativ zueinander in einer Weise bestimmt werden, dass die Messungen der verschiedenen Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 übereinstimmende Aussagen über bestimmte Eigenschaften der Umgebung liefern. Dies kann zum Beispiel die Bestimmung des Ortes eines Objektes sein. Durch die Kalibrierung können freie Parameter der Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 festge ¬ legt werden.

Der Kalibrierkörper 100 ist ein universell verwendbares

Kalibrierobjekt, das mehrere Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 eines technischen Systems 105 gleichzeitig anspricht. Zu die ¬ sem Zweck werden verschiedene Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3 in einen einzelnen Kalibrierkörper 100 integriert, sodass der Kalibrierkörper 100 von allen Sensoren 103-1, 103- 2 und 103-3 detektiert werden kann. Die Kalibriermerkmale 101-1, 101 2 und 101-3 sind einzelne technische Merkmale, die jeweils mit einem bestimmten Sensor 103-1, 103-2 und 103-3 zusammenwirken und von diesem erfasst werden können. Jedes der Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3 ist auf den je ¬ weiligen Sensor 103-1, 103-2 und 103-3 optimiert.

In einem System 105 mit drei Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 ist das erste Kalibriermerkmal 101-1 beispielsweise ein

Kalibriermerkmal 101 für einen 2D-Laserscanner mit einem Intensitätssignal, das zweite Kalibriermerkmal 101-2 ein

Kalibriermerkmal 101 für einen Radarsensor und das dritte Kalibriermerkmal 101-3 ein Kalibriermerkmal für eine Kamera.

Das erste Kalibriermerkmal 101-1 ist beispielsweise eine be ¬ stimmte, bekannte geometrische Form des Kalibrierkörpers 100, die durch den Laserscanner eindeutig erkennbar ist. Die Form ermöglicht dabei eine eindeutige Bestimmung der Höhe und Win- kel des Kalibrierkörpers 100 durch den Laserscan als eine Vo ¬ raussetzung für die Kalibrierung in allen Freiheitsgraden. Das Sensorsystem kann einen Speicher umfassen, in dem die Abmessungen und die Form des Kalibrierkörpers 100 in einem di ¬ gitalen Speicher abgelegt ist.

Zudem weist der Kalibrierkörper 100 Reflektormarken 101-4 auf, die eine Erkennung durch den Laserscanner verbessern. Das zweite Kalibriermerkmal 101-2 ist beispielsweise ein Ra- darreflektor in der Form eines Tripelspiegels , der den Radarquerschnitt des Kalibrierkörpers 100 deutlich erhöht. Das dritte Kalibriermerkmal 101-3 ist beispielsweise ein festge ¬ legtes optisches Muster, das für die Kamera eindeutig erkenn- bar ist, wie beispielsweise ein Schachbrett- oder Linienmus ¬ ter .

Durch die Vereinigung mehrerer Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3 auf einem einzigen Kalibrierkörper 100 kann eine relative Anordnung der Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3 festgestellt werden, um so die Invarianten des

Kalibrierexperiments zu bestimmen.

Da die räumliche Beziehung der Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3 zueinander bekannt ist, lassen sich Koordinatensys ¬ teme, die auf Basis der Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 er ¬ fasst werden, aufeinander abbilden und die Position der Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 zueinander bestimmen. Beispielsweise kann der Versatz zwischen einem Koordinatensystem, das von der Kamera erfasst wird und einem Koordinatensystem bestimmt werden, das von dem Laserscanner erfasst wird.

Der Kalibrierkörper 100 umfasst somit verschiedene

Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3, die eine gemeinsame und gleichzeitige Erfassung durch die verschiedenen Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 ermöglichen. Die einzelnen

Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3 sind dabei auf die jeweiligen Sensoren und die zu identifizierenden Parameter optimiert. Im Allgemeinen können die Kalibriermerkmale durch jede technische Vorrichtung gebildet sein, die zum Kalibrie ¬ ren eines entsprechenden Sensors besonders geeignet ist.

Dadurch kann eine Datensegmentierung, eine Objektextraktion und eine Datenassoziierung vereinfacht werden, da die jewei- ligen Vorteile jedes einzelnen Sensors 103-1, 103-2 und 103-3 bei der Datenassoziierung eines anderen Sensors 103-1, 103-2 und 103-3 unterstützend verwendet werden können. Durch eine enge lokale gemeinsame Anordnung der Kalibriermerkmale 101-1, 101-2 und 101-3 auf einem einzigen Kalibrierkörper 100 werden Unsicherheiten verringert, so dass eine genauere Kalibrierung der Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 zueinander ermöglicht wird. Des Weiteren werden die Anzahl der Kalibrierexperimente und der damit verbundene Zeitaufwand reduziert. Ein Umbau zwischen Experimenten ist nicht notwendig.

Der integrierte Kalibrierkörper 100 ist so ausgelegt, dass für jeden zu kalibrierenden Sensor 103-1 ein spezifisches Kalibriermerkmal 101-1, 101-2 und 101-3 als Teil des

Kalibrierkörpers 100 vorhanden ist, auf das der jeweilige Sensor 103-1, 103-2 und 103-3 besonders sensitiv ist, d.h. das der Sensor besonders gut erkennen und vermessen kann. Die räumlichen Beziehungen dieser Teile des Kalibrierkörpers 100 zueinander sind bekannt. Aus diesen bekannten räumlichen Beziehungen kann die Beziehung der betreffenden Sensoren 103-1, 103-2 und 103-3 zueinander ermittelt werden.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung eines Kalibrierkörpers 100 mit weiteren Kalibriermerkmalen 101-1, 101-4. Das

Kalibriermerkmal 101-1 und das Kalibriermerkmal 101-3 ist ein passives Kalibriermerkmal das von dem Sensor 103-1 erfasst wird, wie beispielsweise ein optisches Muster. Beim Kalibrieren können spezifische passive Kalibriermerkmale 101-1 und 101-3 oftmals nicht sicher genug bestimmt werden. Das kann beispielsweise daran liegen, dass während der Mes ¬ sung störende Einflüsse vorliegen, die das erwartete Messer ¬ gebnis überlagern oder die mit dem erwarteten Ergebnis ver- wechselt werden können. Ein damit zusammenhängendes Problem besteht darin, dass die Messungen verrauscht und gestört sein können oder von der richtigen Messung weit abweichen.

Um ein Kalibriermerkmal 101-1, 101-4 in der Umgebung eines Sensors 103-1, 103-4 genauer zu vermessen, können stattdessen aktive Kalibriermerkmale 101-2 und 101-4 verwendet werden. Im Allgemeinen ist ein aktives Kalibriermerkmal 101-2 und 101-4 ein Kalibriermerkmal, dem Energie zugeführt wird, um von dem jeweiligen Sensor 103-2 und 103-4 erfasst zu werden .

Diese aktiven Kalibriermerkmale 101-2 und 101-4 sind zum Bei- spiel aktive Radarreflektoren; aktive Lichtreflektoren, d.h. Leuchten (z.B. LED), die auf einen gemessenen Lichtstrahl bestimmter Wellenlänge hin aktiviert werden, beispielsweise zur Kalibrierung von Laserentfernungsmessern; oder kodierte

Lichtquellen, die in einem bekannten Muster ein- und ausge- schaltet werden, zur besseren Erkennung der Kalibriermerkmale in Kameras. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung einer aktiven Beleuchtung auf Objekten, um das Signal-Rausch- Verhältnis von Kameramessungen zu verbessern. Daher wird auf dem Kalibrierkörper 100 für mindestens einen der zu kalibrierenden Sensoren 103-1, 103-4 ein aktives

Kalibriermerkmal 101-2 und 101-4 angebracht. Im Allgemeinen sind mindestens ein oder mehrere solche aktiven

Kalibriermerkmale 101-2 und 101-4 für jeden zu kalibrierenden Sensor 103-2, 103-4 vorgesehen, für den bei einer Verwendung von passiven Kalibriermerkmalen die Robustheit und Genauigkeit der Messung nicht zur Kalibrierung ausreichen.

Das Verhalten und die Eigenschaften der einzelnen passiven oder aktiven Kalibriermerkmale 101-1, 101-4 sowie ihre Be ¬ ziehungen untereinander sind bekannt. Des Weiteren kann auch das zeitliche Verhalten der verschiedenen Reflektoren bekannt sein . Der Kalibrierkörper 100 umfasst eine Kombination von einem aktiven Kalibriermerkmal 101-2 oder 101-4 und mindestens ei ¬ nem weiteren aktiven oder passiven Kalibriermerkmal 101-1, 101-4. Durch die aktiven Kalibriermerkmale 101-2 und 101-4 wird das Signal-Rausch-Verhältnis der Messungen und die Er- fassung der Kalibriermerkmale 101-2 und 101-4 auf dem

Kalibrierkörper 100 verbessert. Das aktive Kalibriermerkmal 101-2 umfasst einen Sender 111-1, der in der Lage ist, aktiv Signale auszusenden, um mit dem Sensor 103-2 zu wechselwirken. Der Sender 111-1 dient beispielsweise zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung, die von dem Sensor 103-2 erfasst wird. Die elektromagnetische Strahlung umfasst beispielsweise optisches Licht,

Infrarotlicht , ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlung, Radar ¬ oder Funkwellen. Der Sender 111-1 kann durch eine Leuchtvorrichtung, wie beispielsweise eine Leuchtdiode, oder eine durch eine elektrische Schaltung gebildet sein. Der Sender

111-1 kann auch veränderliche optische Muster oder Informati ¬ onen aussenden, wie beispielsweise eine Uhrzeit auf einer LED-Matrixanzeige. Der Sender 111-1 kann auch durch eine Flachbildanzeige gebildet sein, mit der unterschiedliche Farbbilder als Information angezeigt werden können.

Das passive Kalibriermerkmal 101-3 umfasst einen Empfänger 109-1. Der Empfänger 109-1 reagiert auf ein Signal, das von dem Sensor 103 ausgesendet wird. Der Empfänger 109-1 kann das Signal an aktive Kalibriermerkmale 101-2 und 101-4 weiterlei ¬ ten, um diese zu aktivieren.

Das aktive Kalibriermerkmal 101-4 umfasst wiederum einen Emp ¬ fänger 109-2 und einen Sender 111-2. Wenn der Empfänger 109-2 das Signal empfängt, kann dieser den Sender 111-2 des aktiven Kalibriermerkmals 101-4 auslösen. Der Empfänger 109-1 oder 109-2 ist beispielsweise eine Fotodiode mit einem Farbfilter. Sobald Licht geeigneter Wellenlänge auf die Fotodiode trifft, kann beispielsweise von dem Kalibriermerkmal 101-4 ein Licht- blitz oder eine Uhrzeit ausgesendet werden. Der Empfänger

109-1 oder 109-2 kann eine elektronische Schaltung umfassen, die ein Funksignal empfängt. Im Allgemeinen können die Empfänger 109-1 und 109-2 durch jede Vorrichtung gebildet sein, die in der Lage ist, Signale von dem Sensor zu erfassen.

Jedes der Kalibriermerkmale 101-1, 101-4 ist mit einer in ¬ ternen Uhr 107 gekoppelt, so dass aktive Kalibriermerkmale 101-2 und 101-4 zeitgleich aktiviert werden können oder der Zeitpunkt eines durch die Empfänger 109-1 und 109-2 erfassten Signals gespeichert werden kann. Das Zeitverhalten der

Kalibriermerkmale 101-1, 101-4 untereinander und der Uhr

107 des Kalibrierkörpers 100 ist bekannt.

Jeder der Sensoren 103-1, 103-4 weist beispielsweise eine lokale Uhr auf, deren Zeitverhalten und Synchronisation mit den anderen Uhren nicht bekannt ist. Zudem kann auf der Seite des Sensorsystems eine weitere Uhr 113 vorgesehen sein. Durch die Verwendung des Kalibrierkörpers 100, lassen sich die lo ¬ kalen Uhren der Sensoren 103-1, 103-4 miteinander synchronisieren .

Durch die Verwendung von aktiven Kalibriermerkmalen 101-2 und 101-4 wird eine Zuordnung der Messung zu einem jeweiligen

Kalibriermerkmal 101-2 und 101-4 eindeutig, es fallen keine Messungen aus und die Messungen werden genauer. Wegen der höheren Qualität der einzelnen Messungen reichen weniger Messungen zu einer genauen Kalibrierung aus, so dass die Kali- brierung insgesamt in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden kann .

Latenzzeiten zwischen den verschiedenen Sensoren 103-1, 103-4 können direkt kalibriert werden, weil das Zeitverhalten der einzelnen aktiven Kalibrierungsmerkmale 101-1, 101-4 in deren Zusammenhang untereinander bekannt ist und die aktiven Kalibrierungsmerkmale 101-1, 101-4 auf eine gleiche zentrale Uhr 107 im Kalibrierkörper 100 zugreifen können. Auch wenn kein entsprechender Sender, d.h. aktives

Kalibriermerkmal 101-2, 101-4 im Kalibrierkörper 100 vorhanden ist, können in dem Kalibrierungskörper 100 ein oder mehrere Empfänger 109-1 und 109-2 für die Signale von Senso ¬ ren 103-3 und 103-4 vorgesehen sein, die aktiv Energie aus- senden, wie beispielswiese Laser-, Radar- oder Ultraschall ¬ sensoren. Dadurch wird die Identifikation der Signale und der besonderen Kalibriermerkmale 101-1, 101-4 auf dem Kalibrierkörper 100 sowie die Synchronisation der verschiedenen Sensoren 103-1, 103-4 zueinander unterstützt.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Kalibrie- ren des Sensorsystems 105 mit zumindest einem ersten und ei ¬ nem zweiten Sensor 103-1 und 103-2. Zunächst wird in Schritt

5101 der Kalibrierkörpers 100 mit dem ersten und dem zweiten Kalibriermerkmal 101-1 und 101-2 so angeordnet, dass die Kalibriermerkmale 101-1 und 101-2 durch die Sensoren 103-1 und 103-2 erfasst werden können. Anschließend wird in Schritt

5102 der erste Sensor 103-1 auf Basis des ersten

Kalibriermerkmals 101-1 kalibriert und in Schritt S103 der zweiten Sensor 103-2 auf Basis des zweiten Kalibriermerkmals 101-2 kalibriert.

Wenn die räumliche Beziehung des ersten und des zweiten

Kalibriermerkmal 101-1 und 101-2 zueinander bekannt ist, kann in einem weiteren Schritt ein Versatz zwischen einem Koordinatensystem des ersten Sensors 103-1 und einem Koordinaten- System des zweiten Sensors 103-2 bestimmt werden. Sind beide Sensoren aufeinander abgestimmt, ist der Versatz zwischen den Koordinatensystemen der Versatz der Kalibriermerkmale 101-1 und 101-2. Zudem kann in einem weiteren Schritt ein Zeitversatz oder eine Latenzzeit bestimmt werden, indem das erste und/oder das zweite Kalibriermerkmal 101-1 und 101-2, ein Zeitsignal aus ¬ senden. Je nachdem mit welchem Zeitversatz das einheitliche Zeitsignal von den Sensoren 103-1, 103-4 erfasst wird, kann eine Latenzzeit zwischen den Sensoren 103-1, 103-4 berechnet werden.

Das Verfahren mit dem integrierten Kalibrierkörper 100 kann beispielsweise zur Kalibrierung von Sensorsystemen in Fahr- zeugen, Werkzeugen, Automatisierungsanlagen oder medizinischen Geräten verwendet werden. Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.

Alle Verfahrensschritte können durch Vorrichtungen implementiert werden, die zum Ausführen des jeweiligen Verfahrensschrittes geeignet sind. Alle Funktionen, die von gegenständ ¬ lichen Merkmalen ausgeführt werden, können ein Verfahrensschritt eines Verfahrens sein.

Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt .