自主车辆运行期间的在线校准检查制造技术

本发明专利技术涉及一种用于确定车辆并尤其是无人驾驶运输车辆的校准参数的方法。在此，车辆具有第一传感器和第二传感器。根据该至少两个传感器中的至少一个传感器和校准参数可以确定车辆的位置和定向。本发明专利技术还涉及一种车辆并尤其是一种无人驾驶运输车辆，其具有至少一个第一传感器和第二传感器。车辆还具有控制器，该控制器被设置用于执行确定车辆校准参数的方法。

On-line calibration inspection during the operation of an autonomous vehicle

The present invention relates to a method for determining the calibration parameters of a vehicle and, in particular, an unmanned transport vehicle. Here, the vehicle has a first sensor and a second sensor. The position and orientation of the vehicle can be determined according to at least one sensor and calibration parameter in the at least two sensors. The invention also relates to a vehicle, in particular an unmanned transport vehicle, which has at least one first sensor and a second sensor. The vehicle also has a controller, which is set up to perform a method of determining the vehicle calibration parameters.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自主车辆运行期间的在线校准检查
本专利技术涉及一种用于确定车辆的校准参数的方法并且特别涉及通过使用所确定的校准参数来监视已有的校准。此外，本专利技术还涉及一种相应的车辆并且特别涉及一种相应的无人驾驶运输车辆。
技术介绍
在现代化的生产工厂中，经常会使用无人驾驶运输系统，以便例如将物料或工件从一个工位运送到下一个工位。在另一个示例中，无人驾驶运输系统也可以用于移动工厂车间内的操纵器或工业机器人。无人驾驶运输系统通常是包括有至少一个无人驾驶运输车辆的输送系统。无人驾驶运输系统可以例如包括可多向运动并且特别是可全向运动的机器人车辆。为此目的，这样的车辆可以例如具有全向车轮，由此使其能有高度的运动性。这种可全向运动的车辆的坐标原点通常规定在车辆的转动中心中，但是也可以根据运动学自由地选择。无人驾驶运输车辆的特征在于：它们是自动行进的，也就是例如通过车载控制装置来控制。运动，即运动方向和运动速度等都是被程序控制的。为了使无人驾驶运输系统能够独立地移动，其通常配备有用于定位和位置检测的装置。对自主车辆的校准是指，对用于导航的传感器相对于所用车辆的坐标原点的安装位置的确定。此外，通过校准可以推导出传感器的视野的可能的限制，由此例如防止传感器检测车辆本身并产生相应的碰撞警告。已知有很多用于确定校准的方法。在外部测量中，安装在车辆上的传感器相对于车辆的位置是借助于高精度的测量仪器手动测量的。但是这种方法非常耗时、昂贵并且需要额外的测量仪器。此外，在无人驾驶运输系统的运行模式下不能检查校准。在另一种方法中，校准是通过如下方式进行的：使车辆运动，并将基于该运动和传感器位置所预期的测量与车辆的实际运动进行比较。这样的方法例如由J.Brookshire和S.Teller在2011年出版的“机器人：科学与系统(Robotics：ScienceandSystems)”中的科学文章“多元共面系统的自动校准(AutomaticCalibrationofMultipleCoplanarSystems)”已知。在该方法中，借助于激光扫描仪在车辆运动期间感测周围环境并为此采用相应的距离测量，借助于所谓的扫描-匹配方法或扫描-匹配-过程来确定激光扫描仪的自身运动。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种能够高精度地实现对自主车辆的校准的方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种可以有效地检查已有校准的措施。本专利技术的上述目的以及其它的在阅读下面的说明中显而易见的目的将通过如独立权利要求1和10所述的特征和从属权利要求的特征来实现。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于确定车辆并尤其是无人驾驶运输车辆的校准参数的方法。无人驾驶运输车辆例如可以被使用在无人驾驶运输系统中。为此，车辆具有至少一个第一传感器和第二传感器。在此，校准参数能够确定所述传感器中的至少一个传感器相对于所述车辆的坐标原点的位置。根据本专利技术的方法具有：借助于该至少两个传感器来检测结构。在此优选地，在车辆周围环境中或也在车辆所处的空间中检测这些结构。由此例如检测车辆周围环境中的物件，或也检测周围环境边界、例如壁。在另一步骤中确定：由两个传感器检测到的这些结构是否至少部分地相一致。因此检查了借助于第一传感器检测到的结构是否至少部分地与利用第二传感器检测到的结构相一致。由此间接地检查了两个传感器的视野区域是否至少部分地相一致或者说重叠。此外，该方法包括计算至少所述第一传感器相对于第二传感器的相对位置，其中，该计算优选在确定检测到的这些结构是否至少部分相一致的步骤之后进行。在此，该计算基于所检测到的、相一致的结构。因此计算了第一传感器关于第二传感器处于何处，或者说第二传感器关于第一传感器处于何处。为了该计算，至少使用利用两个传感器检测到的结构，针对这些结构确定一致性。然后，在至少使用所述第一感器相对于所述第二传感器的所计算出的相对位置的情况下确定所述校准参数。借助于根据本专利技术的方法来自行确定，两个传感器的视场是否至少部分地重叠。由此，当确认了这些传感器例如至少部分地发觉了周围环境的相同部分时，就直接确定了两个传感器之间的相对位置。该测量汇入(einflieβen)所述校准，并且由此改善了对校准参数的估计或者说确定。由此使得传感器的安装位置的确定被精细化，这些传感器也被用于无人驾驶运输车辆的导航。在此，使用传感器之间的相对转换(Transformation，变化)能够实现，使相对于车辆坐标原点(例如旋转中心点)的传感器位置的所寻求的转换稳定化，因为校准参数的确定度基于这两个传感器彼此之间的现在附加已了解的转换而提高。优选地，根据本专利技术的方法还具有：检测车辆的运动。优选地，车辆运动的该检测基于测距法(Odometrie)，即基于车辆前进系统(Forttriebsystem)的数据。在此优选地，所述至少一个和第二传感器不用于检测车辆运动，从而使得还优选地不在使用所述至少一个和第二传感器的情况下进行基于测距法来检测车辆运动。此外，优选也在使用车辆的所检测到的运动的情况下进行校准参数的确定。因此，例如通过车辆测距法来确定车辆的运动，并且该测量被用于校准车辆。由此提高了所谓的扫描-匹配法的效率和准确性。优选地，直接在借助于传感器检测周围环境数据之后并进一步优选地直接在检测车辆运动之后进行这种扫描-匹配过程的执行。优选地，根据本专利技术的方法还具有计算车辆运动，其中，该计算基于所检测到的结构。传感器由此在车辆运动期间发觉周围环境，并使得确定传感器的自运动或者说最后确定了车辆的自运动。优选地，还在使用车辆的所述基于所检测到的结构所计算的运动的情况下进行确定所述校准参数。由此可以借助于所谓的扫描-匹配过程来有效地执行对传感器之间的相对转换的估计或者说确定，该相对转换又使得准确确定校准参数。优选地，基于传感器的由此检测到的自运动可以计算传感器相对于车辆坐标原点或还优选相对于车辆的测距中心的转换。优选地，还在使用借助于至少两个传感器检测到的结构的情况下进行确定校准参数。由此利用根据本专利技术的方法不需要外部测量设备，而是有利地使用了由车辆或无人驾驶运输车辆用于导航的传感器。由此，校准参数例如可以被确定，其方式是，由传感器、结构、车辆中间点、车辆旋转点和/或车辆坐标原点展开了相应的相互关系，并且借助于例如三角计算确定了相应的角度和/或距离。为此，例如可以建立一运动学链，该运动学链由分别在两个不同时间点t1和t2的车辆位置(例如基于测距法)和传感器位置(例如基于传感器测量)组成。在此，优选与传感器位置无关地检测车辆位置。优选地，该至少两个传感器被设置用于，执行到车辆周围环境的距离测量。在此，该至少两个传感器优选可以包括激光扫描器、立体相机和/或飞行时间相机，它们全部优选允许执行距离测量。此外优选地，检测所述结构包括执行到车辆周围环境的距离测量。因此，借助于该至少两个传感器执行了距离测量，以便检测或者说识别空间中的物件。因为这些传感器优选也被用于车辆的运行，例如用于车辆导航，所以校准参数可以有效地也在车辆运行期间执行，确切地说利用无论如何都存在的传感器，从而使得不需要附加的传感器。优选地，在车辆的静止状态期间执行检测结构。由此可以避免在确定所检测到的结构是否至少部分地相一致时的混叠效应(Aliasing-Effekte)。替换地，也可在速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定车辆(10)、尤其是无人驾驶运输车辆的校准参数的方法，其中，所述车辆(10)具有至少一个第一传感器和第二传感器(12，13)，并且其中，所述校准参数能够确定所述传感器中的至少一个传感器相对于所述车辆的坐标原点的位置，其中，所述方法具有下列步骤：‑借助于至少两个所述传感器(12，13)来检测结构(21，22，23，24，25，26)；‑确定所检测到的结构(21，22，23，24，25，26)是否至少部分地相一致；‑基于所检测到的相一致的结构来计算至少所述第一传感器相对于所述第二传感器的相对位置；并且然后‑在使用至少所计算出的所述第一传感器相对于所述第二传感器的相对位置的情况下确定所述校准参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 DE 102015205088.21.一种用于确定车辆(10)、尤其是无人驾驶运输车辆的校准参数的方法，其中，所述车辆(10)具有至少一个第一传感器和第二传感器(12，13)，并且其中，所述校准参数能够确定所述传感器中的至少一个传感器相对于所述车辆的坐标原点的位置，其中，所述方法具有下列步骤：-借助于至少两个所述传感器(12，13)来检测结构(21，22，23，24，25，26)；-确定所检测到的结构(21，22，23，24，25，26)是否至少部分地相一致；-基于所检测到的相一致的结构来计算至少所述第一传感器相对于所述第二传感器的相对位置；并且然后-在使用至少所计算出的所述第一传感器相对于所述第二传感器的相对位置的情况下确定所述校准参数。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还具有检测所述车辆(10)的运动，并且其中，还在使用所述车辆(10)的所检测到的运动的情况下进行所述校准参数的确定，其中，对所述车辆(10)的运动的检测优选基于测距法。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还具有基于所检测到的结构(21，22，23，24，25，26)来计算所述车辆(10)的运动，并且其中，还在使用所述车辆(10)的该所计算的运动的情况下进行所述校准参数的确定。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，还在使用所检测到的结构(21，22，23，24，25，26)的情况下进行所述校准参数的确定。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少两个所述传感器(12，13)被设置用于执行所述车辆(10)到周围环境的距离测量，并且其中，所述结构(21，22，23，24，25，26)的检测包括执行所述车辆(10)到周围环境的距离测量，其中，至少两个所述传感器(12，13)优选包括激光扫描器、立体相机和/或飞行时间相机。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述车辆(10)的静止状态期间执行对结构(21，22，23，24，25，26)的检测。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·屈默勒，D·迈耶德利乌斯，P·普法夫，
申请(专利权)人：库卡罗伯特有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE