[發(fā)明專利]包括用于共同處理信號(hào)的融合濾波器的傳感器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280055228.X
• 申請(qǐng)日: 2012-09-12
• 公開（公告）號(hào): CN103930312B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·施泰因哈特;J·馬丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司
• 主分類號(hào): B60R16/023
• 分類號(hào): B60R16/023;G01C21/16;G01C25/00;G01S19/49
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 張魯濱;吳鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的傳感器系統(tǒng)及其在機(jī)動(dòng)車、尤其是在汽車中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

公開文獻(xiàn)DE102010063984A1描述了一種傳感器系統(tǒng)，包括多個(gè)傳感器元件和信號(hào)處理裝置，其中，信號(hào)處理裝置這樣設(shè)計(jì)，使得傳感器元件的輸出信號(hào)被共同分析處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種傳感器系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)提供或者說允許在其信號(hào)處理方面相對(duì)高的精度和/或所述傳感器系統(tǒng)適用于對(duì)安全性苛刻的應(yīng)用或者說對(duì)安全性苛刻的使用。

所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的傳感器系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

融合濾波器優(yōu)選構(gòu)造成卡爾曼濾波器，作為替換方案優(yōu)選構(gòu)造成粒子濾波器，或者作為替換方案構(gòu)造成信息濾波器或作為替換方案構(gòu)造成“無(wú)跡”卡爾曼濾波器。

優(yōu)選融合濾波器這樣構(gòu)造，使得融合數(shù)據(jù)組作為所述至少一個(gè)物理參量的值包括相對(duì)值，尤其是補(bǔ)償值和/或變化值和/或校正值和/或誤差值。

符合目的的是，融合數(shù)據(jù)組的各物理參量的相對(duì)值是校正值，給所述校正值分別配置差異信息或者說差異或者說差異范圍、尤其是方差，作為關(guān)于其數(shù)據(jù)品質(zhì)的信息。

優(yōu)選融合濾波器這樣構(gòu)造，使得融合數(shù)據(jù)組的至少一個(gè)物理參量的值直接或間接基于多個(gè)傳感器元件的傳感器信號(hào)來計(jì)算，其中，這些傳感器元件冗余地以直接或間接的方式檢測(cè)所述至少一個(gè)物理參量。所述冗余的檢測(cè)特別優(yōu)選實(shí)現(xiàn)直接或者說并行的冗余度和/或作為分析冗余度來實(shí)現(xiàn)——源于計(jì)算導(dǎo)出的或推導(dǎo)出的參量/值和/或模型假設(shè)。

融合濾波器優(yōu)選構(gòu)造成卡爾曼濾波器，所述卡爾曼濾波器迭代地至少執(zhí)行預(yù)測(cè)步驟以及校正步驟并且至少部分地提供融合數(shù)據(jù)組。尤其是融合濾波器構(gòu)造成誤差狀態(tài)空間序貫擴(kuò)展卡爾曼濾波器，即構(gòu)造成這樣的卡爾曼濾波器，所述卡爾曼濾波器特別優(yōu)選包括線性化并且在所述卡爾曼濾波器中計(jì)算和/或估計(jì)誤差狀態(tài)信息和/或所述卡爾曼濾波器序貫地工作并且在此使用/考慮在序貫的各功能步驟中可供使用的輸入數(shù)據(jù)。

符合目的的是，傳感器系統(tǒng)具有慣性傳感器裝置，所述慣性傳感器裝置包括至少一個(gè)加速度傳感器元件和至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)率傳感器元件；傳感器系統(tǒng)包括捷聯(lián)算法單元，在所述捷聯(lián)算法單元中執(zhí)行捷聯(lián)算法，用所述捷聯(lián)算法至少處理慣性傳感器裝置的傳感器信號(hào)以形成尤其是經(jīng)校正的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和/或行駛動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)——以設(shè)置有傳感器系統(tǒng)的車輛為參考。

特別優(yōu)選捷聯(lián)算法單元將其計(jì)算的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和/或行駛動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)直接或間接提供給融合濾波器。

傳感器系統(tǒng)優(yōu)選具有慣性傳感器裝置，所述慣性傳感器裝置這樣構(gòu)造，使得所述慣性傳感器裝置至少可檢測(cè)沿著確定的第二軸線、尤其是車輛的橫向軸線的加速度并且至少可檢測(cè)繞確定的第三軸線、尤其是車輛的垂直軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)率，其中，確定的第一和第三軸線形成一個(gè)生成系統(tǒng)，并且在此尤其是彼此相對(duì)垂直地取向，其中，傳感器系統(tǒng)還包括至少一個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器元件、尤其是至少或剛好四個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器元件，所述車輪轉(zhuǎn)速傳感器元件檢測(cè)車輛的一個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速或分別檢測(cè)車輪之一的車輪轉(zhuǎn)速并且尤其是附加地檢測(cè)設(shè)置有傳感器系統(tǒng)的車輛的所屬的車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，其中，傳感器系統(tǒng)附加地包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)向角傳感器元件，所述轉(zhuǎn)向角傳感器元件檢測(cè)車輛的轉(zhuǎn)向角，其中，傳感器系統(tǒng)還包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)尤其是這樣構(gòu)造，使得所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)檢測(cè)和/或提供分別在所屬的衛(wèi)星與車輛之間的距離數(shù)據(jù)或與此相關(guān)的參量以及分別在所屬的衛(wèi)星與車輛之間的速度信息數(shù)據(jù)或與此相關(guān)的參量。

特別優(yōu)選慣性傳感器裝置這樣構(gòu)造，使得所述慣性傳感器裝置至少可檢測(cè)沿著確定的第一、第二和第三軸線的加速度并且至少可檢測(cè)繞所述確定的第一軸線、繞所述確定的第二軸線和繞所述確定的第三軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)率，其中，所述確定的第一、第二和第三軸線形成一個(gè)生成系統(tǒng)，并且在此尤其是分別彼此相對(duì)垂直地取向。

優(yōu)選慣性傳感器裝置將其傳感器信號(hào)提供給捷聯(lián)算法單元并且捷聯(lián)算法單元這樣構(gòu)造，使得所述捷聯(lián)算法單元至少由慣性傳感器裝置的傳感器信號(hào)以及尤其是至少一個(gè)誤差狀態(tài)信息和/或方差和/或配置給傳感器信號(hào)或物理參量并且由融合濾波器提供的關(guān)于數(shù)據(jù)品質(zhì)的信息作為測(cè)量參量和/或?qū)Ш綌?shù)據(jù)和/或行駛動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算和/或提供至少沿著確定的第一、第二和第三軸線的校正的加速度、至少繞所述三個(gè)確定的軸線的校正的轉(zhuǎn)動(dòng)率、至少關(guān)于所述三個(gè)確定的軸線的速度以及至少位置參量。