DE102022208176A1 - Method for evaluating sensor data, computing unit for evaluating sensor data and sensor system, method for producing a sensor system - Google Patents

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Juergen Gut
Timo Heikkilae
Ivan Melendez Vazquez
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten von Sensordaten zumindest eines Sensors. Zunächst werden Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten und ein Parameter eines Prozessrauschens des Sensors eingelesen. Das Prozessrauschen umfasst zumindest eine zeitliche Drift einer Kenngröße des Sensors. Anschließend werden die Sensorrohdaten und/oder der verarbeiteten Sensordaten in einem probabilistischen Filter verarbeitet, wobei das Prozessrauschen verwendet wird, um einen Sensorfehlerzustand des probabilistischen Filters abzuschätzen. Anschließend werden abgeschätzte Sensorfehlern aus den Sensorrohdaten und/oder den verarbeiteten Sensordaten entfernt und daraus Messdaten ermittelt. Die Messdaten können beispielsweise aus den Sensorrohdaten und/oder den verarbeiteten Sensordaten berechnet sein. Zuletzt werden die Messdaten ausgegebenThe invention relates to a method for evaluating sensor data from at least one sensor. First, raw sensor data and/or processed sensor data and a process noise parameter of the sensor are read in. The process noise includes at least a time drift of a parameter of the sensor. The raw sensor data and/or the processed sensor data are then processed in a probabilistic filter, with the process noise being used to estimate a sensor error condition of the probabilistic filter. Estimated sensor errors are then removed from the raw sensor data and/or the processed sensor data and measurement data is determined from them. The measurement data can be calculated, for example, from the raw sensor data and/or the processed sensor data. Finally, the measurement data is output

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten von Sensordaten, eine Recheneinheit eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens, ein Sensorsystem sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems.The invention relates to a method for evaluating sensor data, a computing unit set up to carry out the method, a sensor system and a method for producing a sensor system.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen Sensorrohdaten oder verarbeitete Sensordaten mittels eines probabilistischen Filters weiterverarbeitet werden können. Dabei kann es vorgesehen sein, die Sensorrohdaten und/oder die verarbeiteten Sensordaten anhand eines Filtermodells zu korrigieren und dann Messdaten aus den korrigierten Sensorrohdaten beziehungsweise den korrigierten verarbeiteten Sensordaten zu ermitteln. Der probabilistische Filter kann dabei beispielsweise einen Kalman-Filter umfassen. Insbesondere kann ein solches Verfahren zur Auswertung von Beschleunigungssensordaten und Drehratensensordaten verwendet werden.Methods are known from the prior art in which raw sensor data or processed sensor data can be further processed using a probabilistic filter. It can be provided to correct the raw sensor data and/or the processed sensor data using a filter model and then to determine measurement data from the corrected raw sensor data or the corrected processed sensor data. The probabilistic filter can include, for example, a Kalman filter. In particular, such a method can be used to evaluate acceleration sensor data and rotation rate sensor data.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Auswerten von Sensordaten, eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens, ein verbesserstes Sensorsystem sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems bereitzustellen. Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.An object of the invention is to provide an improved method for evaluating sensor data, a computing unit for carrying out the method, an improved sensor system and a method for producing a sensor system. These tasks are solved with the subject matter of the independent patent claims. Advantageous further developments are specified in the dependent patent claims.

Nach einem ersten Aspekt umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Auswerten von Sensordaten zumindest eines Sensors, welches die im Folgenden erläuterten Schritte umfasst. Zunächst werden Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten eingelesen und ein Parameter eines Prozessrauschens des Sensors eingelesen. Das Prozessrauschen umfasst zumindest eine zeitliche Drift einer Kenngröße des Sensors. Der Parameter des Prozessrauschens beschreibt die zeitliche Drift der Kenngröße des Sensors. Sensorrohdaten können dabei unbearbeitete Daten des Sensors sein. Ist innerhalb des Sensors bereits eine Datenbearbeitung vorgesehen, werden verarbeitete Sensordaten eingelesen. Anschließend werden die Sensorrohdaten und/oder der verarbeiteten Sensordaten in einem probabilistischen Filter verarbeitet, wobei der Parameter des Prozessrauschens verwendet wird, um einen Sensorfehlerzustand des probabilistischen Filters abzuschätzen. Anschließend werden abgeschätzte Sensorfehlern aus den Sensorrohdaten und/oder den verarbeiteten Sensordaten entfernt und daraus Messdaten ermittelt. Die Messdaten können beispielsweise aus den Sensorrohdaten und/oder den verarbeiteten Sensordaten berechnet sein. Zuletzt werden die Messdaten ausgegeben.According to a first aspect, the invention comprises a method for evaluating sensor data of at least one sensor, which comprises the steps explained below. First, raw sensor data and/or processed sensor data are read in and a parameter of process noise of the sensor is read in. The process noise includes at least a time drift of a parameter of the sensor. The process noise parameter describes the time drift of the sensor's parameter. Raw sensor data can be unprocessed data from the sensor. If data processing is already planned within the sensor, processed sensor data is read in. Subsequently, the raw sensor data and/or the processed sensor data are processed in a probabilistic filter, wherein the process noise parameter is used to estimate a sensor error condition of the probabilistic filter. Estimated sensor errors are then removed from the raw sensor data and/or the processed sensor data and measurement data is determined from them. The measurement data can be calculated, for example, from the raw sensor data and/or the processed sensor data. Finally, the measurement data is output.

Dadurch, dass mittels des Parameters des Prozessrauschens der Sensorfehlerzustand des probabilistischen Filters abgeschätzt wird, ergibt sich eine einfache Umsetzung der Berücksichtigung des Prozessrauschens. Ist das Prozessrauschen, beispielsweise für unterschiedliche Sensoren, unterschiedlich, ist eine einfache Adaption des Verfahrens möglich. Das Prozessrauschen beziehungsweise der Parameter des Prozessrauschens kann dabei experimentell bestimmt werden und in einem Speicher hinterlegt werden, damit es während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung steht.The fact that the sensor error state of the probabilistic filter is estimated using the process noise parameter results in a simple implementation of taking the process noise into account. If the process noise is different, for example for different sensors, a simple adaptation of the method is possible. The process noise or the parameters of the process noise can be determined experimentally and stored in a memory so that it is available during the execution of the method according to the invention.

Nach einem zweiten Aspekt umfasst die Erfindung eine Recheneinheit mit einem Eingang, einem Ausgang und einem Prozessor. Die Recheneinheit ist eingerichtet, über den Eingang Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten zu empfangen, anschließend mittels des Prozessors das erfindungsgemäße Verfahren zum Auswerten von Sensordaten durchzuführen und daran anschließend die Messdaten über den Ausgang auszugeben.According to a second aspect, the invention comprises a computing unit with an input, an output and a processor. The computing unit is set up to receive raw sensor data and/or processed sensor data via the input, then use the processor to carry out the method according to the invention for evaluating sensor data and then output the measurement data via the output.

Nach einem dritten Aspekt umfasst die Erfindung ein Sensorsystem mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit und zumindest einem Sensor, wobei der Sensor eingerichtet ist, eine physikalische Messgröße in Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten umzusetzen und an den Eingang der Recheneinheit auszugeben.According to a third aspect, the invention comprises a sensor system with a computing unit according to the invention and at least one sensor, wherein the sensor is set up to convert a physical measurement variable into raw sensor data and/or processed sensor data and to output it to the input of the computing unit.

Nach einem vierten Aspekt umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems, wobei der Parameter des Prozessrauschens des Sensors in einer Testumgebung mit definierten Umgebungsparametern ermittelt und anschließend in einem Speicher der Recheneinheit abgelegt wird.According to a fourth aspect, the invention comprises a method for producing a sensor system, wherein the parameter of the process noise of the sensor is determined in a test environment with defined environmental parameters and then stored in a memory of the computing unit.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst der probabilistische Filter einen Kalman-Filter. Der Kalman-Filter kann beispielsweise als nichtlinearer Kalman-Filter, also unter anderem als erweiterter Kalman-Filter oder als Cubature Kalman-Filter, insbesondere als Quadratwurzel Cubature Kalman-Filter (square-root cubature Kalman filter), ausgestaltet sein. Alternativ kann der probabilistische Filter als H-unendlich-Filter oder als sequenzieller Monte-Carlo-Filter (SMC-Filter) ausgestaltet sein.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the probabilistic filter comprises a Kalman filter. The Kalman filter can be designed, for example, as a nonlinear Kalman filter, i.e., among other things, as an extended Kalman filter or as a Cubature Kalman filter, in particular as a square-root Cubature Kalman filter. Alternatively, the probabilistic filter can be designed as an H-infinity filter or as a sequential Monte Carlo filter (SMC filter).

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten werden die korrigierten Sensordaten ferner mittels des probabilistischen Filters integriert, um die Messdaten zu erzeugen. Ist dies der Fall, ist das erfindungsgemä-ße Verfahren einfach umsetzbar.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the corrected sensor data is further integrated using the probabilistic filter to generate the measurement data If this is the case, the method according to the invention can be easily implemented.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst das Prozessrauschen eine zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und eine zeitlich definierte Verschiebung einer Skala des Sensors umfasst. Die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten kann als zeitliche Drift der Sensorwerte bezeichnet werden. Die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors kann als zeitliche Skalendrift bezeichnet werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the process noise includes a time-defined shift of sensor values and a time-defined shift of a scale of the sensor. The temporally defined shift of sensor values can be referred to as temporal drift of the sensor values. The temporally defined shift in the scale of the sensor can be referred to as temporal scale drift.

Die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und/oder die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors kann dabei für einen einzelnen Sensor bestimmt worden sein. In diesem Fall können diese Werte im Speicher abgelegt sein für einen einzelnen Sensor. Allerdings muss dann jeder Sensor beim Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems in der Testumgebung mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl von Sensoren, beispielsweise einhundert, in der Testumgebung mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden und anschließend ein Durchschnittswert für die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und/oder die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors verwendet wird.The time-defined shift of sensor values and/or the time-defined shift of the scale of the sensor can have been determined for a single sensor. In this case, these values can be stored in memory for a single sensor. However, each sensor must then be evaluated in the test environment with defined environmental parameters during the process of producing a sensor system. Alternatively, it can be provided that a number of sensors, for example one hundred, are evaluated in the test environment with defined environmental parameters and then an average value is used for the time-defined shift of sensor values and/or the time-defined shift of the scale of the sensor.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst das Prozessrauschen ferner eine Verschiebung der Sensorwerte abhängig von einer Messgröße und eine Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße. Die Messgröße kann ebenfalls einen Einfluss auf die Genauigkeit des Sensors haben und so die Sensorrohdaten beziehungsweise die verarbeiteten Sensordaten beeinflussen.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the process noise further comprises a shift in the sensor values depending on a measured variable and a shift in the scale depending on the measured variable. The measured variable can also have an influence on the accuracy of the sensor and thus influence the raw sensor data or the processed sensor data.

Die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße kann dabei für einen einzelnen Sensor bestimmt worden sein. In diesem Fall können diese Werte im Speicher abgelegt sein für einen einzelnen Sensor. Allerdings muss dann jeder Sensor beim Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems in der Testumgebung mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl von Sensoren, beispielsweise einhundert, in der Testumgebung mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden und anschließend ein Durchschnittswert für die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße verwendet wird. In der Testumgebung kann dabei die Messgröße eingestellt und verändert werden, wobei andere Einflussfaktoren konstant gehalten werden.The shift of the sensor values depending on the measured variable and/or the shift of the scale depending on the measured variable can have been determined for a single sensor. In this case, these values can be stored in memory for a single sensor. However, each sensor must then be evaluated in the test environment with defined environmental parameters during the process of producing a sensor system. Alternatively, it can be provided that a number of sensors, for example one hundred, are evaluated in the test environment with defined environmental parameters and then an average value is used for the shift of the sensor values depending on the measured variable and/or the shift of the scale depending on the measured variable. In the test environment, the measurement variable can be set and changed, while other influencing factors are kept constant.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten ist die Messgröße eine Temperatur. In der Testumgebung kann also die Temperatur eingestellt und die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Temperatur und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Temperatur für verschiedene Temperaturen ermittelt werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the measured variable is a temperature. In the test environment, the temperature can be set and the shift of the sensor values depending on the temperature and/or the shift of the scale depending on the temperature can be determined for different temperatures.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst das Prozessrauschen ferner eine weitere Verschiebung der Sensorwerte abhängig von einer weiteren Messgröße und eine weitere Verschiebung der Skala abhängig von der weiteren Messgröße umfasst. Dies kann analog zur Messgröße umgesetzt sein.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the process noise further comprises a further shift of the sensor values depending on a further measured variable and a further shift of the scale depending on the further measured variable. This can be implemented analogously to the measurement variable.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten ist die weitere Messgröße eine Luftfeuchtigkeit. In der Testumgebung kann also die Luftfeuchtigkeit eingestellt und die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Luftfeuchtigkeit und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Luftfeuchtigkeit für verschiedene Temperaturen ermittelt werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the further measurement variable is air humidity. In the test environment, the humidity can be set and the shift of the sensor values depending on the humidity and/or the shift of the scale depending on the humidity can be determined for different temperatures.

Neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind auch noch andere Größen als Messgröße und/oder weitere Messgröße denkbar. Diese können beispielsweise einen Druck, eine thermale Spannung, oder einen zeitlichen Gradienten der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, des Drucks und/oder der thermalen Spannung umfassen.In addition to temperature and humidity, other variables are also conceivable as measured variables and/or further measured variables. These can include, for example, a pressure, a thermal voltage, or a time gradient of temperature, humidity, pressure and/or thermal voltage.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten ist der Sensor ein Drehratensensor. Ferner werden Sensorrohdaten und/oder verarbeiteten Sensordaten eines Beschleunigungssensors eingelesen. Mittels des probabilistischen Filters werden eine Position und eine Geschwindigkeit als Messdaten ermittelt. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für den Drehratensensor als auch für den Beschleunigungssensor angewendet werden. Zusätzlich kann ferner ein Magnetfeldsensor vorgesehen sein, der ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet wird. Insbesondere können für den Beschleunigungssensor die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und/oder die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors ermittelt werden, gegebenenfalls erweitert um die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße sowie gegebenenfalls die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der weiteren Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der weiteren Messgröße. Die Messgröße kann dabei insbesondere die Temperatur sein, die weitere Messgröße insbesondere die Luftfeuchtigkeit. Gleiches gilt für den Beschleunigungssensor und falls vorhanden auch für den Magnetfeldsensor. Der Drehratensensor kann als Gyroskop ausgestaltet sein beziehungsweise bezeichnet werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the sensor is a rotation rate sensor. Furthermore, raw sensor data and/or processed sensor data from an acceleration sensor are read in. Using the probabilistic filter, a position and a speed are determined as measurement data. The method according to the invention can be used both for the rotation rate sensor and for the acceleration sensor. In addition, a magnetic field sensor can also be provided, which is also evaluated using the method according to the invention. In particular, the time-defined shift of sensor values and/or the time-defined shift of the scale of the sensor can be determined for the acceleration sensor, optionally expanded to include the shift of the sensor values depending on the measured variable and/or the shift of the scale depending on the measured variable and, if necessary, the Shift of the sensor values depending on the other measured variable and/or the shift of the scale depending on the other measured variable. The The measured variable can be in particular the temperature, the further measured variable in particular the humidity. The same applies to the acceleration sensor and, if available, also to the magnetic field sensor. The rotation rate sensor can be designed or referred to as a gyroscope.

In einer Ausführungsform des Sensorsystems ist der Sensor ein Drehratensensor. Das Sensorsystem umfasst ferner einen Beschleunigungssensor. Der Beschleunigungssensor ist eingerichtet, eine physikalische Messgröße in Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten umzusetzen und an den Eingang der Recheneinheit auszugeben. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Sensorsystem außerdem einen Magnetfeldsensor umfasst.In one embodiment of the sensor system, the sensor is a rotation rate sensor. The sensor system further includes an acceleration sensor. The acceleration sensor is set up to convert a physical measurement variable into raw sensor data and/or processed sensor data and output it to the input of the computing unit. In addition, it can be provided that the sensor system also includes a magnetic field sensor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen:

  • 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten;
  • 2 ein Sensorsystem;
  • 3 eine Testumgebung, die während eines Verfahrens zum Herstellen eines Sensorsystems genutzt werden kann; und
  • 4 eine Übersicht über ein Sensorsystem.
Embodiments of the invention are explained using the following drawings. Show in the schematic drawing:
  • 1 a flowchart of a method for evaluating sensor data;
  • 2 a sensor system;
  • 3 a test environment that may be used during a process for manufacturing a sensor system; and
  • 4 an overview of a sensor system.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm 100 eines Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten zumindest eines Sensors. Dabei werden die folgenden Schritte durchgeführt. Zunächst werden Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten in einem ersten Verfahrensschritt 101 eingelesen. Die Sensorrohdaten können dabei direkt die vom Sensor ausgegebenen Analog- oder Digitaldaten sein. Die verarbeiteten Sensordaten können weiterverarbeitete Analog- oder Digitaldaten sein. Ferner können im ersten Verfahrensschritt 101 auch Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten von mehr als einem Sensor eingelesen werden. In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird ein Parameter eines Prozessrauschens des Sensors eingelesen, wobei das Prozessrauschen zumindest eine zeitliche Drift einer Kenngröße des Sensors umfasst. Sind im ersten Verfahrensschritt 101 Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten von mehr als einem Sensor eingelesen worden, so kann im zweiten Verfahrensschritt 102 auch der Parameter des Prozessrauschens für mehr als einen Sensor, insbesondere für alle Sensoren , eingelesen werden. Anschließend werden die Sensorrohdaten und/oder die verarbeiteten Sensordaten in einem dritten Verfahrensschritt 103 in einem probabilistischen Filter verarbeitet, wobei der Parameter des Prozessrauschens verwendet wird, um einen Sensorfehlerzustand des probabilistischen Filters abzuschätzen. Der probabilistische Filter kann dabei insbesondere Zustände für die Sensorrohdaten beziehungsweise die verarbeitenden Sensordaten aufweisen. In einem vierten Verfahrensschritt 104 werden abgeschätzte Sensorfehler aus den Sensorrohdaten und/oder den verarbeiteten Sensordaten entfernt und Messdaten daraus ermittelt. Die Messdaten können dabei einerseits korrigierte Sensordaten beinhalten, andererseits aber auch aus den Sensordaten ermittelte abgeleitete Werte. Beispielsweise könnte aus den Sensordaten eines Beschleunigungssensors eine Geschwindigkeit und/oder eine Position als abgeleitete Werte ermittelt werden. In einem fünften Verfahrensschritt 105 werden die Messdaten ausgegeben. 1 shows a flowchart 100 of a method for evaluating sensor data of at least one sensor. The following steps are carried out. First, raw sensor data and/or processed sensor data are read in in a first method step 101. The raw sensor data can be the analog or digital data output by the sensor. The processed sensor data can be further processed analog or digital data. Furthermore, raw sensor data and/or processed sensor data from more than one sensor can also be read in in the first method step 101. In a second method step 102, a parameter of a process noise of the sensor is read in, the process noise comprising at least a time drift of a parameter of the sensor. If raw sensor data and/or processed sensor data from more than one sensor have been read in in the first method step 101, the process noise parameter can also be read in for more than one sensor, in particular for all sensors, in the second method step 102. Subsequently, the raw sensor data and/or the processed sensor data are processed in a probabilistic filter in a third method step 103, wherein the parameter of the process noise is used to estimate a sensor error state of the probabilistic filter. The probabilistic filter can in particular have states for the raw sensor data or the processing sensor data. In a fourth method step 104, estimated sensor errors are removed from the raw sensor data and/or the processed sensor data and measurement data is determined therefrom. The measurement data can, on the one hand, contain corrected sensor data, but on the other hand also derived values determined from the sensor data. For example, a speed and/or a position could be determined as derived values from the sensor data of an acceleration sensor. In a fifth method step 105, the measurement data are output.

Dadurch, dass mittels des Parameters des Prozessrauschens der Sensorfehlerzustand des probabilistischen Filters abgeschätzt wird, ergibt sich eine einfache Umsetzung der Berücksichtigung des Prozessrauschens. Ist das Prozessrauschen, beispielsweise für unterschiedliche Sensoren, unterschiedlich, ist eine einfache Adaption des Verfahrens möglich. Der Parameter des Prozessrauschens kann dabei experimentell bestimmt werden und in einem Speicher hinterlegt werden, damit es während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung steht.The fact that the sensor error state of the probabilistic filter is estimated using the process noise parameter results in a simple implementation of taking the process noise into account. If the process noise is different, for example for different sensors, a simple adaptation of the method is possible. The parameter of the process noise can be determined experimentally and stored in a memory so that it is available during the execution of the method according to the invention.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst der im dritten Verfahrensschritt 103 verwendete probabilistische Filter einen Kalman-Filter. Der Kalman-Filter kann beispielsweise als nichtlinearer Kalman-Filter, also unter anderem als erweiterter Kalman-Filter oder als Cubature Kalman-Filter, insbesondere als Quadratwurzel Cubature Kalman-Filter (square-root cubature Kalman filter), ausgestaltet sein. Alternativ kann der probabilistische Filter als H-unendlich-Filter oder als sequenzieller Monte-Carlo-Filter (SMC-Filter) ausgestaltet sein.In an exemplary embodiment of the method for evaluating sensor data, the probabilistic filter used in the third method step 103 comprises a Kalman filter. The Kalman filter can be designed, for example, as a nonlinear Kalman filter, i.e., among other things, as an extended Kalman filter or as a Cubature Kalman filter, in particular as a square-root Cubature Kalman filter. Alternatively, the probabilistic filter can be designed as an H-infinity filter or as a sequential Monte Carlo filter (SMC filter).

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten werden die korrigierten Sensordaten ferner mittels des probabilistischen Filters im vierten Verfahrensschritt 104 integriert werden, um die Messdaten zu erzeugen. Dies ist insbesondere für den Kalman-Filter einfach umsetzbar, wobei dann mittels des Kalman-Filters sowohl der dritte Verfahrensschritt 103 als auch der vierte Verfahrensschritt 104 durchgeführt werden.In an exemplary embodiment of the method for evaluating sensor data, the corrected sensor data are further integrated using the probabilistic filter in the fourth method step 104 in order to generate the measurement data. This is particularly easy to implement for the Kalman filter, with both the third method step 103 and the fourth method step 104 then being carried out using the Kalman filter.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst das Prozessrauschen eine zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und eine zeitlich definierte Verschiebung einer Skala des Sensors umfasst. Die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten kann als zeitliche Drift der Sensorwerte bezeichnet werden. Die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors kann als zeitliche Skalendrift bezeichnet werden. Für diese Arten des Prozessrauschens kann ein Parameter des Prozessrauschens bestimmt und im Verfahren genutzt werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the process noise includes a time-defined shift of sensor values and a time-defined shift of a scale of the sensor. The temporally defined shift of sensor values can be referred to as temporal drift of the sensor values. The time-defined shift in the scale of the sensor can be called time scale drift be referred to. For these types of process noise, a process noise parameter can be determined and used in the process.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst das Prozessrauschen ferner eine Verschiebung der Sensorwerte abhängig von einer Messgröße und eine Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße. Die Messgröße kann ebenfalls einen Einfluss auf die Genauigkeit des Sensors haben und so die Sensorrohdaten beziehungsweise die verarbeiteten Sensordaten beeinflussen. Für diese Arten des Prozessrauschens kann ein Parameter des Prozessrauschens bestimmt und im Verfahren genutzt werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the process noise further includes a shift in the sensor values depending on a measured variable and a shift in the scale depending on the measured variable. The measured variable can also have an influence on the accuracy of the sensor and thus influence the raw sensor data or the processed sensor data. For these types of process noise, a process noise parameter can be determined and used in the process.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten ist die Messgröße eine Temperatur. Damit kann eine bei den meisten Sensoren auftretende Verschiebung der Sensorwerte abhängig von der Temperatur und eine bei den meisten Sensoren auftretende Verschiebung der Skala abhängig von der Temperatur berücksichtigt werden und so genauere Messdaten erzielt werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the measured variable is a temperature. This means that a shift in the sensor values that occurs with most sensors depending on the temperature and a shift in the scale that occurs with most sensors depending on the temperature can be taken into account and thus more precise measurement data can be achieved.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten umfasst das Prozessrauschen ferner eine weitere Verschiebung der Sensorwerte abhängig von einer weiteren Messgröße und eine weitere Verschiebung der Skala abhängig von der weiteren Messgröße. So können weitere, gegebenenfalls Einfluss nehmende, Messgrößen berücksichtigt werden. Für diese Arten des Prozessrauschens kann ein Parameter des Prozessrauschens bestimmt und im Verfahren genutzt werden.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the process noise further comprises a further shift of the sensor values depending on a further measured variable and a further shift of the scale depending on the further measured variable. In this way, other measurement variables that may have an influence can be taken into account. For these types of process noise, a process noise parameter can be determined and used in the process.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten ist die weitere Messgröße eine Luftfeuchtigkeit. Damit kann eine bei den meisten Sensoren auftretende Verschiebung der Sensorwerte abhängig von der Luftfeuchtigkeit und eine bei den meisten Sensoren auftretende Verschiebung der Skala abhängig von der Luftfeuchtigkeit berücksichtigt werden und so genauere Messdaten erzielt werden.In an exemplary embodiment of the method for evaluating sensor data, the further measurement variable is humidity. This means that a shift in the sensor values that occurs with most sensors depending on the humidity and a shift in the scale that occurs with most sensors depending on the humidity can be taken into account and thus more precise measurement data can be achieved.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auswerten von Sensordaten ist der Sensor ein Drehratensensor. Ferner werden Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten eines Beschleunigungssensors im ersten Verfahrensschritt 101 eingelesen. Im zweiten Verfahrensschritt 102 wird dann das Prozessrauschen des Drehratensensors und das Prozessrauschen des Beschleunigungssensors eingelesen. Mittels des probabilistischen Filters werden im vierten Verfahrensschritt 104 eine Position und eine Geschwindigkeit als Messdaten ermittelt.In one embodiment of the method for evaluating sensor data, the sensor is a rotation rate sensor. Furthermore, raw sensor data and/or processed sensor data from an acceleration sensor are read in in the first method step 101. In the second method step 102, the process noise of the rotation rate sensor and the process noise of the acceleration sensor are then read in. Using the probabilistic filter, a position and a speed are determined as measurement data in the fourth method step 104.

2 zeigt ein Sensorsystem 110, welches einen Drehratensensor 111, einen Beschleunigungssensor 112 und einen Magnetfeldsensor 113 aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass nur einer der genannten Sensoren 111, 112, 113 vorhanden ist. Ferner können auch einer oder mehrere alternative Sensoren, beispielsweise ein GPS-Sensor vorgesehen sein. Die Sensoren 111, 112, 113 sind eingerichtet, eine physikalische Messgröße (eine Drehrate für den Drehratensensor 111, eine Beschleunigung für den Beschleunigungssensor 112 und ein Magnetfeld für den Magnetfeldsensor 113) in Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten umzusetzen und an Eingänge 121, 122, 123 der Recheneinheit auszugeben. Der Drehratensensor 111 ist mit einem ersten Eingang 121 einer Recheneinheit 120 verbunden. Der Beschleunigungssensor 112 ist mit einem zweiten Eingang 122 der Recheneinheit 120 verbunden. Der Magnetfeldsensor 113 ist mit einem dritten Eingang 123 der Recheneinheit 120 verbunden. Die Anzahl der Eingänge 121, 122, 123 kann dabei an die Anzahl der Sensoren 111, 112, 113 angepasst sein. Die Recheneinheit 120 weist ferner einen Prozessor 124 auf. Die Recheneinheit ist eingerichtet, über die Eingänge 121, 122, 123 Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten zu empfangen, anschließend mittels des Prozessors 124 das im Zusammenhang mit 1 erläuterte Verfahren durchzuführen und daran anschließend die Messdaten über einen Ausgang 125 auszugeben. 2 shows a sensor system 110, which has a rotation rate sensor 111, an acceleration sensor 112 and a magnetic field sensor 113. It can be provided that only one of the sensors 111, 112, 113 mentioned is present. Furthermore, one or more alternative sensors, for example a GPS sensor, can also be provided. The sensors 111, 112, 113 are set up to convert a physical measurement variable (a rotation rate for the rotation rate sensor 111, an acceleration for the acceleration sensor 112 and a magnetic field for the magnetic field sensor 113) into raw sensor data and/or processed sensor data and to inputs 121, 122, 123 of the computing unit to output. The rotation rate sensor 111 is connected to a first input 121 of a computing unit 120. The acceleration sensor 112 is connected to a second input 122 of the computing unit 120. The magnetic field sensor 113 is connected to a third input 123 of the computing unit 120. The number of inputs 121, 122, 123 can be adapted to the number of sensors 111, 112, 113. The computing unit 120 also has a processor 124. The computing unit is set up to receive raw sensor data and/or processed sensor data via the inputs 121, 122, 123, then in connection with this by means of the processor 124 1 carry out the procedures explained and then output the measurement data via an output 125.

Ferner ist in 2 dargestellt, dass die Recheneinheit 120 ferner optional eine vierten Eingang 126 und einen Speicher 127 aufweist. Es kann vorgesehen sein, der Parameter des Prozessrauschens der Sensoren 111, 112, 113 in einer Testumgebung mit definierten Umgebungsparametern ermittelt, über den Eingang 126 bereitgestellt und anschließend im Speicher 127 abgelegt wird.Furthermore, in 2 shown that the computing unit 120 also optionally has a fourth input 126 and a memory 127. It can be provided that the parameter of the process noise of the sensors 111, 112, 113 is determined in a test environment with defined environmental parameters, provided via the input 126 and then stored in the memory 127.

Für das in 2 gezeigte Sensorsystem 110 kann beispielweise vorgesehen sein, dass während des mittels des Prozessors 124 ausgeführten Verfahrens ein Kalman-Filter als probabilistischer Filter verwendet wird. Ist dies der Fall, kann das Prozessrauschen in Form eines Rauschmodells mit Q-Werten für alle relevanten Größen berücksichtigt werden. Das Rauschmodell kann dabei als Kovarianzmatrix Q bezeichnet werden, wobei einzelne Komponenten der Kovarianzmatrix mit den folgenden Gleichungen bestimmt werden können: Q g y r o B i a s = d t O D g y r o + Δ T e m p T C O g y r o

Figure DE102022208176A1_0001
Q g y r o S c a l e = d t S D g y r o + Δ T e m p T C S g y r o
Figure DE102022208176A1_0002
Q a c c B i a s = d t O D a c c + Δ T e m p T C O a c c
Figure DE102022208176A1_0003
Q a c c S c a l e = d t S D a c c + Δ T e m p T C S a c c
Figure DE102022208176A1_0004
Q m a g B i a s = d t O D m a g + Δ T e m p T C O m a g
Figure DE102022208176A1_0005
Q m a g S c a l e = d t S D m a g + Δ T e m p T C S m a g
Figure DE102022208176A1_0006
For the in 2 Sensor system 110 shown can, for example, be provided that a Kalman filter is used as a probabilistic filter during the method carried out by means of processor 124. If this is the case, the process noise can be taken into account in the form of a noise model with Q values for all relevant variables. The noise model can be referred to as a covariance matrix Q, whereby individual components of the covariance matrix can be determined using the following equations: Q G y r O b i a s = d t O D G y r O + Δ T e m p T C O G y r O
Figure DE102022208176A1_0001
Q G y r O S c a l e = d t S D G y r O + Δ T e m p T C S G y r O
Figure DE102022208176A1_0002
Q a c c b i a s = d t O D a c c + Δ T e m p T C O a c c
Figure DE102022208176A1_0003
Q a c c S c a l e = d t S D a c c + Δ T e m p T C S a c c
Figure DE102022208176A1_0004
Q m a G b i a s = d t O D m a G + Δ T e m p T C O m a G
Figure DE102022208176A1_0005
Q m a G S c a l e = d t S D m a G + Δ T e m p T C S m a G
Figure DE102022208176A1_0006

Das Subskript „gyro“ bezieht sich dabei auf den Drehratensensor 111. Das Subskript „acc“ bezieht sich dabei auf den Beschleunigungssensor 112. Das Subskript „mag“ bezieht sich dabei auf den Magnetfeldsensor 113. Das Subskript „Bias“ die Sensorwerte als solches. Das Subskript „Scale“ bezieht sich dabei auf eine Skala der Sensorwerte. OD entspricht einer zeitlich definierten Verschiebung der jeweiligen Sensorwerte (offset drift). SD bezieht sich dabei auf eine zeitlich definierte Verschiebung einer Skala des Sensors (scale drift). TCO ist eine Veränderung der Verschiebung der jeweiligen Sensorwerte abhängig von der Temperatur (offset change over temperature). TCS ist eine Veränderung der Verschiebung der Skala des Sensors (scale change over temperature). OS, SD, TCO und TCS können dabei experimentell für einen Sensor 111, 112, 113 bestimmte Werte sein oder mittels Durchscnittsbildung über mehrere Sensoren 111, 112, 113 ermittelt werden. Mittels dt wird ein zeitlicher Unterschied zweier Durchläufe des Kalman-Filters ausgedrückt. Mittels ΔTemp wird ein Temperaturunterschied berücksichtigt. Ist nur vorgesehen, eine zeitliche Komponente in der Kovarianzmatrix zu berücksichtigen, können die temperaturabhängigen Terme weggelassen werden. Ferner kann anstelle der Temperatur als Messgröße auch eine andere Messgröße mit analogen Formeln berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist es möglich, zusätzlich zur Temperatur als Messgröße auch eine weitere Messgröße zu berücksichtigen, indem weitere entsprechende Terme in die Formeln integriert werden.The subscript “gyro” refers to the rotation rate sensor 111. The subscript “acc” refers to the acceleration sensor 112. The subscript “mag” refers to the magnetic field sensor 113. The subscript “Bias” refers to the sensor values as such. The subscript “Scale” refers to a scale of sensor values. OD corresponds to a time-defined shift in the respective sensor values (offset drift). SD refers to a time-defined shift in a scale of the sensor (scale drift). TCO is a change in the shift of the respective sensor values depending on the temperature (offset change over temperature). TCS is a change in the shift of the sensor's scale (scale change over temperature). OS, SD, TCO and TCS can be experimentally determined values for a sensor 111, 112, 113 or can be determined by averaging over several sensors 111, 112, 113. Using dt, a time difference between two runs of the Kalman filter is expressed. A temperature difference is taken into account using Δ Temp . If only a temporal component is intended to be taken into account in the covariance matrix, the temperature-dependent terms can be omitted. Furthermore, instead of temperature as a measured variable, another measured variable with analogous formulas can also be taken into account. In addition, it is possible to take another measurement variable into account in addition to temperature as a measurement variable by integrating additional corresponding terms into the formulas.

3 zeigt eine Testumgebung 130, in der sechs Drehratensensoren 111 angeordnet sind, wobei auch mehr oder weniger als sechs Drehratensensoren 111 angeordnet sein können. Diese Testumgebung 130 kann für ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems 110, wie es beispielsweise in 2 gezeigt ist, verwendet werden. Der Parameter des Prozessrauschens der Drehratensensoren 111 wird in der Testumgebung 130 mit definierten Umgebungsparametern ermittelt und anschließend im Speicher 127 der Recheneinheit 120 abgelegt. Anstelle der Drehratensensoren 111 können auch mehrere Beschleunigungssensoren 112 oder mehrere Magnetfeldsensoren 113 in der Testumgebung 130 angeordnet sein. 3 shows a test environment 130 in which six rotation rate sensors 111 are arranged, although more or fewer than six rotation rate sensors 111 can also be arranged. This test environment 130 can be used for a method of producing a sensor system 110, for example as shown in 2 shown can be used. The parameter of the process noise of the rotation rate sensors 111 is determined in the test environment 130 with defined environmental parameters and then stored in the memory 127 of the computing unit 120. Instead of the rotation rate sensors 111, several acceleration sensors 112 or several magnetic field sensors 113 can also be arranged in the test environment 130.

Die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und/oder die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors kann dabei für einen einzelnen Drehratensensoren 111 bestimmt werden. In diesem Fall können diese Werte im Speicher 127 abgelegt werden für einen einzelnen Drehratensensor 111, so dass jedes Sensorsystem 110 einen individuellen Wert erhält. Allerdings muss dann jeder Drehratensensor 111 beim Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems 120 in der Testumgebung 130 mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl von Drehratensensoren 111, beispielsweise einhundert, in der Testumgebung 130 mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden und anschließend ein Durchschnittswert für die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und/oder die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors verwendet wird. Identisch kann für die Beschleunigungssensoren 112 oder die Magnetfeldsensoren 113 vorgegangen werden.The time-defined shift of sensor values and/or the time-defined shift of the scale of the sensor can be determined for an individual rotation rate sensor 111. In this case, these values can be stored in memory 127 for an individual rotation rate sensor 111, so that each sensor system 110 receives an individual value. However, each rotation rate sensor 111 must then be evaluated in the test environment 130 with defined environmental parameters in the method for producing a sensor system 120. Alternatively, it can be provided that a number of rotation rate sensors 111, for example one hundred, are evaluated in the test environment 130 with defined environmental parameters and then an average value is used for the time-defined shift of sensor values and/or the time-defined shift of the scale of the sensor. The same procedure can be followed for the acceleration sensors 112 or the magnetic field sensors 113.

Analog kann die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße für einen einzelnen Drehratensensor 111 bestimmt worden sein. In diesem Fall können diese Werte im Speicher 127 abgelegt sein für einen einzelnen Drehratensensor 111. Allerdings muss dann jeder Drehratensensor 111 beim Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems 120 in der Testumgebung 130 mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl von Drehratensensoren 111, beispielsweise einhundert, in der Testumgebung 130 mit definierten Umgebungsparametern ausgewertet werden und anschließend ein Durchschnittswert für die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße verwendet wird. In der Testumgebung 130 kann dabei die Messgrö-ße eingestellt und verändert werden, wobei andere Einflussfaktoren konstant gehalten werden. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für den Drehratensensor 111 als auch für den Beschleunigungssensor 112 angewendet werden. Zusätzlich kann ferner ein Magnetfeldsensor 113 vorgesehen sein, der ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet wird. Insbesondere können für den Drehratensensor 111, den Beschleunigungssensor 112 und den Magnetfeldsensor 113 die zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und/oder die zeitlich definierte Verschiebung der Skala des Sensors ermittelt werden, gegebenenfalls erweitert um die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße sowie gegebenenfalls die Verschiebung der Sensorwerte abhängig der der weiteren Messgröße und/oder die Verschiebung der Skala abhängig von der weiteren Messgröße. Die Messgröße kann dabei insbesondere die Temperatur sein, die weitere Messgröße insbesondere die Luftfeuchtigkeit.Analogously, the shift of the sensor values depending on the measured variable and/or the shift of the scale depending on the measured variable can have been determined for an individual rotation rate sensor 111. In this case, these values can be stored in memory 127 for a single yaw rate sensor 111. However, each yaw rate sensor 111 must then be evaluated in the test environment 130 with defined environmental parameters during the method for producing a sensor system 120. Alternatively, it can be provided that a number of rotation rate sensors 111, for example one hundred, are evaluated in the test environment 130 with defined environmental parameters and then an average value is used for the shift of the sensor values depending on the measured variable and/or the shift of the scale depending on the measured variable . In the test environment 130, the measurement variable can be set and changed, with other influencing factors being kept constant. The method according to the invention can be used both for the rotation rate sensor 111 and for the acceleration sensor 112. In addition, a magnetic field sensor 113 can also be provided, which is also evaluated using the method according to the invention. In particular, the time-defined shift of sensor values and/or the time-defined shift of the scale of the sensor can be determined for the rotation rate sensor 111, the acceleration sensor 112 and the magnetic field sensor 113, optionally expanded to include the shift of the sensor values depending on the measured variable and/or the shift the scale depending on the measured variable and, if necessary, the shift of the sensor values depending on the further measured variable and/or the shift of the scale depending on the further measured variable. The measured variable can be in particular the temperature, the further measured variable in particular the humidity.

4 zeigt eine Übersicht 135 über ein Sensorsystem 120, das dem Sensorsystem 120 der 2 entsprechen kann. Zunächst wird eine Sensorcharakterisierung 140 durchgeführt, wie beispielsweise im Zusammenhang mit 3 erläutert. Mittels weiterer Sensoren, hier beispielhaft mit einem Temperatursensor 114, einem Luftfeuchtigkeitssensor 115, einem Drucksensor 116 sowie einem Stresssensor 117 können Informationen über das charakterisierte Verhalten des Drehratensensors 111, des Beschleunigungssensors 112 und des Magnetfeldsensors 113 gewonnen werden. Der Stresssensor 117 kann dabei eingerichtet sein, einen mechanischen Stress oder einen thermischen Stress zu messen. Dabei müssen nicht zwingend alle der in 4 gezeigten weiteren Sensoren 114, 115, 116, 117 vorgesehen sein. In einer Kovarianzmatrixbestimmung 141 wird dann aus der Sensorcharakterisierung 140 und den Daten der weiteren Sensoren 114, 115, 116, 117 der Parameter des Prozessrauschens 142 bestimmt, beispielsweise mittels den im Zusammenhang mit 2 erläuterten Gleichungen. In einem probabilistischen Filter 143, beispielsweise einem Kalman-Filter, wird der Parameter des Prozessrauschens 142 weiterverarbeitet, zusammen mit den Sensorrohdaten und/oder verarbeiteten Sensordaten des Drehratensensors 111, des Beschleunigungssensors 112 und des Magnetfeldsensors 113. Als Ausgabe 144 können dann Position, Geschwindigkeit und Orientierung des Sensorsystems 120 ausgegeben werden. Die weiteren Sensoren 114, 115, 116, 117 können ebenfalls im Sensorsystem 120 der 2 angeordnet werden, gegebenenfalls einzeln derart, dass nur ein Temperatursensor 114 angeordnet ist. 4 shows an overview 135 of a sensor system 120, which corresponds to the sensor system 120 of 2 can correspond. First there is a sensor characterization 140 carried out, for example in connection with 3 explained. By means of further sensors, here for example a temperature sensor 114, a humidity sensor 115, a pressure sensor 116 and a stress sensor 117, information about the characterized behavior of the rotation rate sensor 111, the acceleration sensor 112 and the magnetic field sensor 113 can be obtained. The stress sensor 117 can be set up to measure mechanical stress or thermal stress. Not all of them necessarily have to be in 4 additional sensors 114, 115, 116, 117 shown can be provided. In a covariance matrix determination 141, the parameter of the process noise 142 is then determined from the sensor characterization 140 and the data from the further sensors 114, 115, 116, 117, for example by means of the in connection with 2 explained equations. In a probabilistic filter 143, for example a Kalman filter, the parameter of the process noise 142 is further processed, together with the raw sensor data and / or processed sensor data of the yaw rate sensor 111, the acceleration sensor 112 and the magnetic field sensor 113. Position, speed and Orientation of the sensor system 120 are output. The other sensors 114, 115, 116, 117 can also be in the sensor system 120 2 be arranged, if necessary individually in such a way that only one temperature sensor 114 is arranged.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen hieraus können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited to the examples disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (10)

Verfahren zum Auswerten von Sensordaten zumindest eines Sensors (111, 112, 113), mit den folgenden Schritten: - Einlesen von Sensorrohdaten und/oder verarbeiteten Sensordaten; - Einlesen eines Parameters eines Prozessrauschens (142) des Sensors (111, 112, 113), wobei das Prozessrauschen (142) zumindest eine zeitliche Drift einer Kenngröße des Sensors (111, 112, 113) umfasst; - Verarbeiten der Sensorrohdaten und/oder der verarbeiteten Sensordaten in einem probabilistischen Filter (143), wobei der Parameter des Prozessrauschens (142) verwendet wird, um einen Sensorfehlerzustand des probabilistischen Filters (143) abzuschätzen; - Entfernen von abgeschätzten Sensorfehlern aus den Sensorrohdaten und/oder den verarbeiteten Sensordaten und Ermittlung von Messdaten daraus; - Ausgeben der Messdaten.Method for evaluating sensor data of at least one sensor (111, 112, 113), with the following steps: - Reading raw sensor data and/or processed sensor data; - reading in a parameter of a process noise (142) of the sensor (111, 112, 113), the process noise (142) comprising at least one time drift of a parameter of the sensor (111, 112, 113); - Processing the raw sensor data and/or the processed sensor data in a probabilistic filter (143), wherein the process noise parameter (142) is used to estimate a sensor error state of the probabilistic filter (143); - Removing estimated sensor errors from the raw sensor data and/or the processed sensor data and determining measurement data therefrom; - Outputting the measurement data. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die korrigierten Sensordaten ferner mittels des probabilistischen Filters (143) integriert werden, um die Messdaten zu erzeugen.Procedure according to Claim 1 , wherein the corrected sensor data is further integrated using the probabilistic filter (143) to generate the measurement data. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Prozessrauschen (142) eine zeitlich definierte Verschiebung von Sensorwerten und eine zeitlich definierte Verschiebung einer Skala des Sensors (111, 112, 113) umfasst.Procedure according to one of the Claims 1 or 2 , wherein the process noise (142) comprises a time-defined shift of sensor values and a time-defined shift of a scale of the sensor (111, 112, 113). Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Prozessrauschen (142) ferner eine Verschiebung der Sensorwerte abhängig von einer Messgröße und eine Verschiebung der Skala abhängig von der Messgröße umfasst.Procedure according to Claim 3 , wherein the process noise (142) further comprises a shift in the sensor values depending on a measured variable and a shift in the scale depending on the measured variable. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Messgröße eine Temperatur ist.Procedure according to Claim 4 , where the measured variable is a temperature. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Prozessrauschen (142) ferner eine weitere Verschiebung der Sensorwerte abhängig von einer weiteren Messgröße und eine weitere Verschiebung der Skala abhängig von der weiteren Messgröße umfasst.Procedure according to Claim 4 or 5 , wherein the process noise (142) further comprises a further shift of the sensor values depending on a further measured variable and a further shift of the scale depending on the further measured variable. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sensor ein Drehratensensor (111) ist und ferner Sensorrohdaten und/oder verarbeiteten Sensordaten eines Beschleunigungssensors (112) eingelesen werden, und wobei mittels des probabilistischen Filters (143) eine Position und eine Geschwindigkeit als Messdaten ermittelt werden.Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the sensor is a rotation rate sensor (111) and raw sensor data and/or processed sensor data from an acceleration sensor (112) are also read in, and a position and a speed are determined as measurement data by means of the probabilistic filter (143). Recheneinheit (120) mit einem Eingang (121, 122, 123), einem Ausgang (125) und einem Prozessor (124), wobei die Recheneinheit (120) eingerichtet ist, über den Eingang (121, 122, 123) Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten zu empfangen, anschließend mittels des Prozessors (124) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen und daran anschließend die Messdaten über den Ausgang (125) auszugeben.Computing unit (120) with an input (121, 122, 123), an output (125) and a processor (124), the arithmetic unit (120) being set up to receive raw sensor data and/or via the input (121, 122, 123). to receive processed sensor data, then use the processor (124) to carry out the method according to one of the Claims 1 until 7 and then output the measurement data via the output (125). Sensorsystem (110) mit einer Recheneinheit (120) nach Anspruch 8 und zumindest einem Sensor (111, 112, 113), wobei der Sensor (111, 112, 113) eingerichtet ist, eine physikalische Messgröße in Sensorrohdaten und/oder verarbeitete Sensordaten umzusetzen und an den Eingang (121, 122, 123) der Recheneinheit auszugeben.Sensor system (110) with a computing unit (120). Claim 8 and at least one sensor (111, 112, 113), wherein the sensor (111, 112, 113) is set up to convert a physical measurement variable into raw sensor data and/or processed sensor data and to output it to the input (121, 122, 123) of the computing unit . Verfahren zum Herstellen eines Sensorsystems (110) nach Anspruch 9, wobei der Parameter des Prozessrauschens des Sensors (111, 112, 113) in einer Testumgebung (130) mit definierten Umgebungsparametern ermittelt und anschließend in einem Speicher (127) der Recheneinheit (120) abgelegt wird.Method for producing a sensor system (110). Claim 9 , wherein the parameter of the process noise of the sensor (111, 112, 113) in a test environment (130) with a defined environment Exercise parameters are determined and then stored in a memory (127) of the computing unit (120).
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