[發(fā)明專利]基于推斷狀態(tài)對物理系統(tǒng)的控制

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111665747A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設計）人: V.G.薩托拉斯;M.韋林;V.菲舍爾;Z.阿卡塔
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 畢錚;陳嵐

提供了基于推斷狀態(tài)對物理系統(tǒng)的控制。提供了一種系統(tǒng)（100）和計算機實現的方法，所述系統(tǒng)（100）和計算機實現的方法用于使能實現基于根據傳感器數據（122）推斷的物理系統(tǒng)的狀態(tài)對物理系統(tǒng)（60）的控制。所述系統(tǒng)和方法可以通過在迭代中進行以下各項來迭代地推斷狀態(tài)：使用表示對狀態(tài)的基于先驗知識的建模的數學模型來獲得狀態(tài)的初始推斷；以及通過將經學習的模型應用于狀態(tài)的初始推斷和傳感器測量，其中經學習的模型已經被學習以最小化由數學模型提供的初始推斷與基本事實之間的誤差，并且提供校正值作為輸出以用于校正數學模型的狀態(tài)的初始推斷。輸出數據（142）可以被提供給輸出設備（40），以使能實現基于推斷狀態(tài)對物理系統(tǒng)的控制。

技術領域

本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和計算機實現的方法，所述系統(tǒng)和計算機實現的方法用于使能實現基于根據傳感器數據推斷的物理系統(tǒng)的狀態(tài)對物理系統(tǒng)的控制。本發(fā)明進一步涉及一種包括表示指令的數據的計算機可讀介質，所述指令被布置成引起處理器系統(tǒng)執(zhí)行所述計算機實現的方法。

背景技術

已知基于根據傳感器數據確定的物理系統(tǒng)的狀態(tài)來控制物理系統(tǒng)。例如，諸如機器人、汽車或無人機之類的自主代理（agent）的移動可以基于代理的當前位置來控制，其中當前位置根據從全球定位系統(tǒng)（GPS）傳感器或類似類型的地理定位傳感器獲得的位置數據來確定。然而，這樣的位置數據不表示代理的“真實”位置，而是基于傳感器的測量，所述基于傳感器的測量可能由于測量中的不確定性而偏離真實位置，所述不確定性也被簡單地稱為“噪聲”并且可能由于各種原因，例如，在該示例中由于衛(wèi)星信號阻塞、多徑干擾、無線電干擾等。

然而，合期望的是能夠基于這樣的潛在有噪傳感器數據盡可能準確地確定代理的真實位置。其中合期望的是基于潛在有噪傳感器數據來確定物理系統(tǒng)的狀態(tài)的類似示例包括：用于建筑物的加熱系統(tǒng)（作為物理系統(tǒng)的示例），其中可能合期望的是使用從溫度傳感器獲得的傳感器數據來確定溫度（作為狀態(tài)的示例）；或者電動機（作為物理系統(tǒng)的另一個示例），其中可能合期望的是基于從位置反饋傳感器獲得的傳感器數據來確定轉子的位置（作為狀態(tài)的另一個示例）。

將領會到，傳感器測量可以與狀態(tài)相關聯，但是典型地表示可觀察量的測量，而狀態(tài)本身可以是例如出于根本或實際原因的不可觀察量。例如，溫度典型地例如使用測量電阻的改變的溫度傳感器來被間接測量，其中電阻的這些改變與溫度的變化相關。僅僅間接與物理系統(tǒng)的特定狀態(tài)有關的傳感器測量的其他示例包括但不限于以下：設備的取向（作為狀態(tài)的示例）可以根據測量所謂“固有（proper）”加速度的加速度計來確定，并且房間的占用（作為狀態(tài)的另一個示例）可以根據在房間中獲得的紅外測量來確定。

已知對傳感器數據進行濾波以減少傳感器數據中的噪聲，從而允許根據這樣的傳感器數據更準確地確定狀態(tài)。例如，卡爾曼濾波可以用于基于傳感器測量的時間序列而遞歸地估計物理系統(tǒng)的狀態(tài)。這樣的卡爾曼濾波可以并入關于傳感器測量與物理系統(tǒng)的狀態(tài)之間的關系的先驗知識。例如，可以使用數學模型，所述數學模型表示作為傳感器測量和先前推斷狀態(tài)的函數對狀態(tài)的基于先驗知識的建模。這樣的數學模型可以例如并入運動的物理定律，以基于機器人的先前位置和從機器人中的GPS傳感器獲得的地理定位測量來估計機器人的當前位置。

發(fā)明內容

可能合期望的是使能實現基于根據傳感器數據推斷的物理系統(tǒng)的狀態(tài)對物理系統(tǒng)的控制，其中狀態(tài)的推斷在卡爾曼濾波和類似技術之上被改進。

根據本發(fā)明的第一方面，提供如權利要求1所限定的用于使能實現對物理系統(tǒng)的控制的系統(tǒng)。根據本發(fā)明的另外的方面，提供如權利要求13所限定的用于使能實現對物理系統(tǒng)的控制的計算機實現的方法。根據本發(fā)明的另外的方面，提供如權利要求14所限定的計算機可讀介質以及如權利要求15所限定的計算機可讀介質。