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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Datenreduktion von Sensordateninformationen nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
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Die Speicherung von Sensordateninformationen in Pufferspeichern ist allgemein bekannt. Wenn der Pufferspeicher voll ist, muss der Hauptprozessor in die Aufwachphase wechseln. Durch eine Reduktion der nötigen Anzahl an Aufwachphasen des Hauptprozessors, kann der Stromverbrauch des Hauptprozessors gesenkt werden. Die nötige Anzahl an Aufwachphasen des Hauptprozessors kann zwar durch eine größere Speicherkapazität des Pufferspeichers reduziert werden, jedoch führt eine solche Vergrößerung der Speicherkapazität des Pufferspeichers zur Erhöhung der benötigten Fläche und führt somit zu signifikant höheren Kosten.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenreduktion von Sensordateninformationen gemäß den nachgeordneten Ansprüchen, hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die nötige Anzahl an Aufwachphasen des Hauptprozessors und damit verbunden der Stromverbrauch des Hauptprozessors ohne Vergrößerung der Speicherfläche reduziert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Anzahl der im Pufferspeicher abgespeicherten Sensordateninformationen reduziert wird, indem bei einer Vergleichsoperation eine Mehrzahl von Sensordateninformationen einem Datenrahmen zugeordnet wird und somit lediglich der Speicherplatz für den einen Datenrahmen anstelle desjenigen für die Mehrzahl von Sensordateninformationen im Pufferspeicher benötigt wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zu entnehmen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Durchführung der Vergleichsoperation und damit einhergehend die Zuordnung der Sensordateninformationen zu den Sensordatenrepräsentanten dadurch erfolgt, dass
- – in einem ersten Verfahrensschritt – in der Situation, dass eine erste Sensordateninformation verarbeitet wird – eine Speicherinformation in einen Zwischenspeicher gespeichert wird und sich der Verwertungszähler in einem Ausgangszustand befindet,
- – in einem zweiten Verfahrensschritt ein Vergleichsergebnis durch Vergleich der Speicherinformation mit einer zweiten Sensordateninformation erhalten wird,
- – in einem dritten Verfahrensschritt in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses die zweite Sensordateninformation unter Erhöhung des Verwertungszählers verworfen wird.
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Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Anzahl der im Pufferspeicher abgespeicherten Datenrahmen reduziert wird, indem anhand eines Vergleichsergebnisses bestimmt wird, ob die Sensordateninformation gelöscht werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass alternativ im dritten Verfahrensschritt in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ein erster Sensordatenrepräsentant wenigstens einer Sensordateninformation mit einer Verwertungsinformation eines Verwertungszählers in einem Datenrahmen in den Pufferspeicher gespeichert wird und der Verwertungszähler in den Ausgangszustand versetzt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass, wenn durch das Vergleichsergebnis eine Abweichung ermittelt wurde, die über einer vorgegebenen Schwelle liegt, ein Datenrahmen im Pufferspeicher abgespeichert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Speicherinformation entweder – bis zur nächsten Abspeicherung eines Sensordatenrepräsentanten – statisch ist oder variabel bei Änderung der Verwerfungszählerinformation neu berechnet wird. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Speicherinformation entsprechend der jeweiligen Anforderung bestimmt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Speicherinformation statisch ist, nach dem dritten Verfahrensschritt der zweite und dritte Verfahrensschritt mit einer weiteren Sensordateninformation wiederholt wird, wobei für den Fall, dass die Speicherinformation variabel ist, nach dem dritten Verfahrensschritt entweder der zweite und dritte Verfahrensschritt mit einer weiteren Sensordateninformation wiederholt wird oder der erste, der zweite und dritte Verfahrens-schritt mit wenigstens einer weiteren Sensordateninformation wiederholt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass durch die Wiederholung des zweiten und dritten Verfahrensschritts beliebig viele Sensordateninformationen auf Basis des Vergleichsergebnisses entweder unter Erhöhung des Verwertungszählers verworfen werden oder ein Sensordatenrepräsentant der Sensordateninformation in einem Datenrahmen in den Pufferspeicher gespeichert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Sensordatenrepräsentant einer der zugeordneten Sensordateninformationen entspricht oder aus diesen Sensordateninformationen neu bestimmt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass anhand des Sensordatenrepräsentanten Rückschlüsse auf die Sensordateninformationen, die ihm zugeordnet sind, gezogen werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine maximale Lauflänge, die der maximalen Anzahl an Sensordateninformationen, die einem Sensordatenrepräsentanten zugeordnet werden, entspricht, vorgegeben ist, wobei unabhängig vom Vergleichsergebnis bei Erreichen der maximalen Lauflänge abgespeichert wird. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass auch, wenn aufgrund des Vergleichsergebnis die Sensordateninformation verworfen werden würde, in einem festgelegten Abstand, der der maximalen Lauflänge entspricht, regelmäßig ein Sensordatenrepräsentant einer Sensordateninformation in einem Datenrahmen abgespeichert wird.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Sensordatenauswertungsvorrichtung, wobei die Sensordatenauswertungsvorrichtung einen Pufferspeicher und eine Vergleichseinheit umfasst, wobei die Vergleichseinheit einen Zwischenspeicher und eine Recheneinheit umfasst, wobei die Sensordatenauswertungsvorrichtung konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Sensordateninformationen von einem Sensor zu empfangen, wobei die Sensordatenauswertungsvorrichtung konfiguriert ist, um in der Vergleichseinheit mehrere Sensordateninformationen einem Datenrahmen zuzuordnen. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass die nötige Anzahl an Aufwachphasen des Hauptprozessors und damit verbunden der Stromverbrauch des Hauptprozessors ohne Vergrößerung der Speicherfläche reduziert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Sensordatenauswertungsvorrichtung ausgelegt ist, eine Mehrzahl von Ausgangsdaten an einen Mikrocontroller zu übermitteln, wobei die Ausgangsdaten eine Mehrzahl von Datenrahmen oder eine Mehrzahl von dekomprimierten Datenrahmen umfasst. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Ausgangsdaten entsprechend den jeweiligen Anforderungen übermittelt werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Sensordatenauswertungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Anzahl der Sensordatenrepräsentanten, die in einer festen Zeitdauer im Pufferspeicher abgespeichert werden, variabel ist. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Speicherkapazität des Pufferspeichers effizient genutzt werden kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt schematisch eine Sensordatenauswertungsvorrichtung, einen Sensor und einen Mikrocontroller gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt schematisch in einem Übergangsdiagramm ein Verfahren zur Datenreduktion von Sensordateninformationen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 ist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sensordatenauswertungsvorrichtung 15 dargestellt, die einen Pufferspeicher 1 und eine Vergleichseinheit 16 aufweist, wobei die Vergleichseinheit 16 einen Zwischenspeicher 10 und eine Recheneinheit 13 umfasst. Eine Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 wird von einem Sensor 8 an die Sensordatenauswertungsvorrichtung 15 übertragen. In der Vergleichseinheit 16 werden eine Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 einem Datenrahmen 7 zugeordnet. Die Datenrahmen 7 werden im Pufferspeicher 1 gespeichert. Eine Mehrzahl von Ausgangsdaten 17 wird an einen Mikrocontroller 11 übertragen. Die Ausgangsdaten 17 umfassen eine Mehrzahl von Datenrahmen 7 oder eine Mehrzahl von de-komprimierten Datenrahmen. Die Anzahl der Sensordatenrepräsentanten 5, die in einer festen Zeitdauer im Pufferspeicher 1 abgespeichert werden, ist in Abhängigkeit vom Signal variabel.
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In 2 ist schematisch in einem Übergangsdiagramm ein Verfahren zur Datenreduktion von Sensordateninformationen 2 bei einer vorgegebenen maximalen Lauflänge gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei Datenrahmen 7 in einem Pufferspeicher 1 abgespeichert werden, wobei es sich bei dem Pufferspeicher 1 um einen First-In First-Out (FIFO) Speicher handelt.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Reset-Operation 18 ausgeführt, wobei eine erste Verwerfungszählerinformation 6.1 auf null gesetzt wird, eine erste Sensordateninformation 2.1 über den Pufferspeichereingang 19 zur Sensordatenauswertungsvorrichtung übertragen wird und die erste Sensordateninformation 2.1 als eine erste Speicherinformation 3.1 in einem Zwischenspeicher 10 gespeichert wird.
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Dann wird eine zweite Sensordateninformation 2.2 über den Pufferspeichereingang 19 zur Sensordatenauswertungsvorrichtung übertragen. In einem zweiten Verfahrensschritt 12 wird ein erstes Vergleichsergebnis 4.1 durch Vergleich der zweiten Sensordateninformation 2.2 mit der ersten Speicherinformation 3.1 bestimmt, wobei das erste Vergleichsergebnis 4.1 besagt, dass die zweite Sensordateninformation 2.2 der ersten Speicherinformation 3.1 im Rahmen einer vorgegebenen Schwelle entspricht. In einem dritten Verfahrensschritt wird aufgrund des ersten Vergleichsergebnisses 4.1 die zweite Sensordateninformation 2.2 verworfen und eine zweite Verwerfungszählerinformation 6.2 auf eins gesetzt.
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Im Folgenden wird eine dritte Sensordateninformation 2.3 über den Pufferspeichereingang 19 zur Sensordatenauswertungsvorrichtung übertragen und der zweite Verfahrensschritt 12 und der dritte Verfahrensschritt mit der dritten Sensordateninformation 2.3 wiederholt. In einem zweiten Verfahrensschritt 12 wird ein zweites Vergleichsergebnis 4.2 durch Vergleich der dritten Sensordateninformation 2.3 mit der ersten Speicherinformation 3.1, wobei das zweite Vergleichsergebnis 4.2 besagt, dass die dritte Sensordateninformation 2.3 der ersten Speicherinformation 3.1 im Rahmen einer vorgegebenen Schwelle entspricht. In einem dritten Verfahrensschritt wird aufgrund des zweiten Vergleichsergebnisses 4.2 die dritte Sensordateninformation 2.3 verworfen und eine dritte Verwerfungszählerinformation 6.3 auf zwei gesetzt.
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Im Folgenden wird eine vierte Sensordateninformation 2.4 über den Pufferspeichereingang 19 zur Sensordatenauswertungsvorrichtung übertragen und der zweite Verfahrensschritt 12 und der dritte Verfahrensschritt mit der vierten Sensordateninformation 2.4 wiederholt. In einem zweiten Verfahrensschritt 12 wird ein drittes Vergleichsergebnis 4.3 durch Vergleich der vierten Sensordateninformation 2.4 mit der ersten Speicherinformation 3.1 bestimmt, wobei das dritte Vergleichsergebnis 4.2 besagt, dass die vierte Sensordateninformation 2.4 stärker als eine vorgegebene Schwelle von der ersten Speicherinformation 3.1 abweicht. In einem dritten Verfahrensschritt erfolgt aufgrund des dritten Vergleichsergebnisses 4.3 ein Speichervorgang 20, bei dem ein erster Datenrahmen 5.1 in den Pufferspeicher 1 gespeichert wird und der Verwerfungszähler 9 in den Ausgangszustand versetzt. Der erste Datenrahmen 5.1 umfasst die erste Speicherinformation 3.1 und die dritte Verwerfungszählerinformation 6.3. Damit ist ein erster Lauf (21) beendet.
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In einem zweiten Lauf (22) wird die vierte Sensordateninformation 2.4 als eine zweite Speicherinformation 3.2 in einem Zwischenspeicher 10 gespeichert. Im Folgenden wird eine fünfte Sensordateninformation 2.5, eine sechste Sensordateninformation 2.6 und eine siebte Sensordateninformation 2.7 über den Pufferspeichereingang 20 übermittelt und der zweite Verfahrensschritt 12 und der dritte Verfahrensschritt jeweils einmal mit der fünften Sensordateninformation 2.5, der sechsten Sensordateninformation 2.6, der siebten Sensordateninformation 2.7 durchgeführt. Dabei erfolgt im zweiten Verfahrensschritt 12 der Vergleich mit der zweiten Speicherinformation 3.2. Im dritten Verfahrensschritt wird aufgrund des jeweiligen Vergleichsergebnisses, sowohl die fünfte Sensordateninformation 2.5, als auch die sechste Sensordateninformation 2.6 verworfen und jeweils der Verwerfungszählerstand 9 um eins inkrementiert. Nachdem der dritte Verfahrensschritt für die sechste Sensordateninformation 2.6 ausgeführt wurde, ergibt der Verwerfungszählervergleich 23, dass die maximale Lauflänge erreicht ist. Daher wird unabhängig vom Vergleichsergebnis ein zweiter Datenrahmen 5.2 in den Pufferspeicher 1 gespeichert und der Verwerfungszähler 9 in den Ausgangszustand versetzt wird. Der zweite Datenrahmen 5.2 umfasst die zweite Speicherinformation 3.2 und eine Verwerfungszählerinformation 6.7, die der maximalen Lauflänge entspricht. Damit ist der zweite Lauf 22 beendet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird keine maximale Lauflänge vorgegeben, sondern nur in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses 4 ein Sensordatenrepräsentant 5 in einem Datenrahmen 7 in den Pufferspeicher 1 gespeichert.
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Gemäß weiterer alternativer Ausführungsformen wird die Speicherinformation abweichend von der obigen Beschreibung derart gebildet, dass die Speicherinformation:
- – eine Sensordateninformation 2 umfasst oder
- – eine Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst oder
- – einen fließenden Mittelwert berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst oder
- – einen IIR (Infinite Impulse Response) Wert berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst, wobei in der Vergleichsoperation ebenfalls der IIR Wert der Sensordateninformationen 2, die mit der Speicherinformation verglichen werden sollen, berechnet wird oder
- – einen FIR (Finite Impulse Response) Wert berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst, wobei in der Vergleichsoperation ebenfalls der FIR Wert der Sensordateninformationen 2, die mit der Speicherinformation verglichen werden sollen, berechnet wird oder
- – ein sonstiger charakteristischer Wert berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2.
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Gemäß weiterer alternativer Ausführungsformen wird der Datenrahmen abweichend von der obigen Beschreibung derart gebildet, dass der Datenrahmen:
- – einen Mittelwert berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst oder
- – einen Median berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst oder
- – eine Sensordateninformation 2 umfasst oder
- – eine Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst oder
- – ein sonstiger charakteristischer Wert berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2.
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Gemäß weiterer alternativer Ausführungsformen wird die Vergleichsoperation abweichend von der obigen Beschreibung derart gebildet, dass die Vergleichsoperation:
- – Differenzbildung zwischen einer Speicherinformation 3 und einer Sensordateninformation 2 umfasst oder
- – Berechnung einer Standardabweichung aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2 umfasst oder
- – Berechnung der Differenz zwischen einer minimalen Sensordateninformationen und einer maximalen Sensordateninformationen umfasst oder
- – ein sonstiger charakteristischer Wert berechnet aus einer Mehrzahl von Sensordateninformationen 2.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Vergleichsoperation eine Schwelle, mittels derer entschieden wird, ob die Sensordateninformation 2 verworfen wird, wobei die Schwelle in Abhängigkeit davon wie stark der Pufferspeicher 1 gefüllt ist und/oder die Lauflänge in Abhängigkeit davon wie stark der Pufferspeicher 1 gefüllt ist angepasst wird, insbesondere automatisch angepasst wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei der Vergleichsoperation ein Vergleich zwischen einer ersten Anzahl an Sensordateninformationen, auf die eine Funktion angewendet wird, und einer Speicherinformation durchgeführt, wobei die Speicherinformation aus einer Funktion resultiert, die auf eine zweite Anzahl an Sensordateninformationen angewendet wird, wobei die erste Anzahl an Sensordateninformationen und die zweite Anzahl an Sensordateninformationen ungleich ist, wobei insbesondere die erste Anzahl an Sensordateninformationen einem verlängerten Lauf angehört.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Vergleichsoperation den Vergleich von Sensordateninformationen 2 bestehend aus Tupeln, wobei die Differenz einer N-ten Komponente eines Tupels mit einer N-ten Komponente eines anderen Tupels gebildet wird und getestet wird, ob die Differenz eine vorgegebene Schwelle überschreitet, wobei die vorgegebene Schwelle unterschiedlich für verschiedene Komponenten eines Tupels sein kann oder wobei die vorgegebene Schwelle gleich für verschiedene Komponenten eines Tupels, die die gleiche Messgröße betreffen (beispielsweise mehrere Komponenten des Tupels, die Beschleunigungsdaten beinhalten, verfügen über die gleiche Schwelle), ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Vergleichsoperation den Vergleich von Sensordateninformationen 2 bestehend aus Tupeln, wobei aus den Komponenten eines Tupels ein einziger charakteristischer Wert (z. B. Maximalwert-Minimalwert, Median, Summe der Absolutwerte) ermittelt wird, der in der Vergleichsoperation verwendet wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Vergleichsoperation den Vergleich von Sensordateninformationen 2 bestehend aus Tupeln, wobei die Differenz einer N-ten Komponente eines Tupels mit einer N-ten Komponente eines anderen Tupels gebildet wird, dieser Schritt wird für mehrere Komponenten eines Tupels wiederholt und die Differenzen werden aufsummiert. Anhand der Summe wird getestet, ob eine vorgegebene Schwelle überschritten wird.