DE102018220543A1 - Verfahren zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors - Google Patents

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Bernhard Radzio
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors, umfassend die Schritte
- Zumindest ein definiertes Anregen des Sensors pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anregungsrichtungen unterschiedlich sind, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des Sensors entspricht,
- Messen aller Werte entlang aller Achsen für jedes einzelne Anregen,
- Ermitteln von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten,
- Berechnen von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten, und
- Bereitstellen der Korrekturparameter für einen Signalpfad des Sensors zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensorsystems umfassend zumindest zwei Teilsysteme mit jeweils zumindest einem Sensor.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung mit einem Sensorsystem.
  • Die Erfindung betrifft weiter einen Sensor mit zumindest zwei Achsen.
  • Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Sensoren anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf MEMS-Sensoren beschrieben.
  • Stand der Technik
  • Sensoren wie beispielsweise Beschleunigungssensoren, Gyroskope, Magnetsensoren oder Sensorsysteme aus einer Kombination von vorstehend genannter Sensoren oder dergleichen mit mehreren räumlichen Sensorachsen weisen Querempfindlichkeiten auf, welche aufgrund von nicht zu vermeidenden Toleranzen in der Fertigungskette oder aus Designeigenschaften resultieren. Je kleiner der Sensor bzw. dessen Strukturen ausgebildet werden, desto größer wirken sich beispielsweise Fertigungstoleranzen auf die Querempfindlichkeiten und damit auf die Messgenauigkeit des Sensors oder Sensorsystems aus. Bei Sensorsystemen ist neben der jeweiligen Sensor-internen Querempfindlichkeit zusätzlich die Querempfindlichkeiten zwischen verschiedenen Sensoren des Sensorsystems zu berücksichtigen. Querempfindlichkeiten lassen sich dabei im Wesentlichen in zwei Kategorien unterteilen:
    • - Ausrichtungsfehler führen dazu, dass ein rechtwinkliges Sensorkoordinatensystem von Achsen des Sensors zu seiner Außenwelt verdreht ist.
    • - Eine intrinsische Querempfindlichkeit entsteht dadurch, dass einzelne Achsen des Sensorkoordinatensystems nicht mehr rechtwinklig auf den anderen Achsen des Sensorkoordinatensystems stehen.
  • Ausrichtungsfehler entstehen vor allem durch Toleranzen beim Einbau der einzelnen MEMS-Sensoren in das sogenannte second level package. Bei Sensorsystemen mit mehreren Teilsystemen können diese auch zueinander verdreht sein. Zudem entstehen weitere Ausrichtungsfehler beim Löten auf der Kundenplatine. Intrinsische Querempfindlichkeiten hingegen entstehen bereits im Sensorsystem beziehungsweise Sensor selbst und können auch durch Verbesserung der Toleranzen bei weiteren Positionierung des Sensors nicht mehr beeinflusst werden.
  • Für Anwendungen die große Präzision benötigen, ist die genaue Kalibrierung der Sensitivitäten und eine sehr kleine Querempfindlichkeit wünschenswert. Für Anwendungen, die eine hohe Genauigkeit verlangen, zum Beispiel Indoor navigation, dead reckoning, virtual reality, augumented reality oder dergleichen, ist es wünschenswert, dass die Querempfindlichkeit in der gleichen Größenordnung liegt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors bereit, umfassend die Schritte
    • - Zumindest ein definiertes Anregen des Sensors pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anregungsrichtungen unterschiedlich sind, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des Sensors entspricht,
    • - Messen aller Werte entlang aller Achsen für jedes einzelne Anregen,
    • - Ermitteln von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten,
    • - Berechnen von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten, und
    • - Bereitstellen der Korrekturparameter für einen Signalpfad des Sensors zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensorsystems bereit, umfassend die Schritte
    • - Zumindest ein definiertes, einzelnes Anregen jedes Sensors in jedem Teilsystem pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des jeweiligen Sensors entspricht,
    • - Messen von Werten aller Sensoren entlang jeder ihrer Achsen für jedes einzelne Anregen,
    • - Ermitteln von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten,
    • - Berechnen von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten, und
    • - Bereitstellen der Korrekturparameter für einen Signalpfad des jeweiligen Teilsystems zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung einen Sensor mit zumindest zwei Achsen bereit, umfassend einen Speicher zum Speichern der bereitgestellten Korrekturparameter und einer Korrektureinrichtung zum Korrigieren von Messwerten des Sensors anhand der bereitgestellten Korrekturparameter.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung mit einem Sensorsystem bereit, wobei das Sensorsystem zumindest zwei Teilsysteme mit jeweils zumindest einem Sensor umfasst, mit den Schritten:
    • - Bereitstellen von Korrekturparametern gemäß einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6-7 für das Sensorsystem,
    • - Anordnen des Sensorsystems in der Vorrichtung,
    • - Ermitteln einer Position und/oder Orientierung zumindest eines Sensors des Sensorsystems in der Vorrichtung,
    • - Berechnen von Anpassungsparametern aus der ermittelten Position und/oder Orientierung für den zumindest einen Sensor,
    • - Berechnen von Anpassungsparametern für das Sensorsystem anhand der berechneten Anpassungsparameter für den zumindest einen Sensor,
    • - Bereitstellen von angepassten Korrekturparametern basierend auf den berechneten Anpassungsparametern und den bereitgestellten Korrekturparametern für einen Signalpfad des Sensorsystems zur Ausgabe von korrigierten Messwerten des Sensorsystems.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors bereit, umfassend eine Aufnahmeeinrichtung zum definierten Aufnehmen eines zumindest zweiachsigen Sensors,
    eine Anregungseinrichtung zum definierten einzelnen Anregen des Sensors pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des Sensors entspricht, insbesondere wobei die Anregungsrichtungen senkrecht zueinander stehen und
    eine Messeinrichtung, die mit dem Sensor verbindbar ist, und die zum Messen von Werten aller Sensoren entlang jeder ihrer Achsen für jedes einzelne Anregen ausgebildet ist,
    eine Recheneinrichtung ausgebildet zum Ermitteln von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten, und zum Berechnen von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten, und
    eine Bereitstellungseinrichtung, insbesondere umfassend einen Speicher und eine Schnittstelle, ausgebildet zum Bereitstellen der Korrekturparameter für den Signalpfad des Sensors zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
  • Unter dem Begriff „Anregungsrichtung“ in Bezug auf eine Achse ist eine Richtung einer Anregung entlang der Achse zu verstehen. Mit anderen Worten kann eine Anregung entlang einer Achse zwei Richtungen aufweisen. Beispielsweise kann bei einem Beschleunigungssensor eine Anregung entlang positiver und negativer x-Richtung erfolgen.
  • Einer der Vorteile ist, dass durch das Messen von Werten sämtlicher Achsen pro Stimuli entlang von Anregungsrichtungen eine äußerst genaue Kalibrierung von Sensoren und Sensorsystemen mit mehreren Sensoren ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass damit die Genauigkeit von Messwerten von Sensoren und Sensorsystemen wesentlich erhöht wird. Weiterhin können Fehlsignale reduziert werden, was eine höhere Präzision bei sogenannten Sensorfusion-Anwendungen ermöglicht.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden Ausrichtungsfehler anhand der Querempfindlichkeiten und Achsenabweichungsfehler von Achsen des Sensors bestimmt. Damit wird auf einfache Weise eine Bestimmung sämtlicher Querempfindlichkeitskategorien möglich. Achsenabweichungsfehler sind hierbei diejenigen Fehler, die zu einem nicht rechtwinkligen Sensorachsenkoordinatensystem führen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die Korrekturparameter in einem Speicher des Sensors gespeichert. Damit wird die Anwenderfreundlichkeit des Sensors erhöht, wenn beispielsweise ein Anwender die entsprechenden Daten aus dem Speicher auslesen kann und diese für anderweitige Zwecke nutzen kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird nach dem Bereitstellen der Korrekturparameter und nach Einbauen des Sensors in eine Vorrichtung der Sensor in seiner Einbaulage in der Vorrichtung kalibriert und es werden die bereitgestellten Korrekturparameter angepasst. Damit kann der Sensor auf einfache und zuverlässige Weise in einem Endprodukt kalibriert werden, was die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messwerte des Sensors in dem Endprodukt erheblich verbessert. So kann beispielsweise eine nicht optimale Einbaulage im Endprodukt, was zu ungenauen Messwerten führt, entsprechend kompensiert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die Anregungsrichtungen senkrecht zueinander bereitgestellt. Vorteil hiervon ist, dass bei Stimuli, die senkrecht zueinander erfolgen, eine Anregung mehrerer Achsen gleichzeitig möglich ist. Dies verkürzt die Zeit zum Kalibrieren des Sensors. Die Anregungen können dabei insbesondere parallel zu den Achsen des Sensors erfolgen, können jedoch auch hiervon abweichend erfolgen, beispielsweise in einem Winkel von 30 Grad, 45 Grad oder 60 Grad Winkel zu diesen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden aus den gemessenen Werten angepasste Werte berechnet, aus denen dann die Querempfindlichkeiten ermittelt werden. Vorteil hiervon ist, dass beispielsweise Offsets, Drifts oder dergleichen in den gemessenen Werten kompensiert werden können. Dies erhöht insgesamt die Genauigkeit bei der Ermittlung der Querempfindlichkeiten.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens zum Kalibrieren eines Sensorsystems werden anhand der ermittelten Querempfindlichkeiten relative Ausrichtungsfehler der zumindest zwei Teilsysteme zueinander bestimmt. Damit lassen sich in Multisensorsystemen, beispielsweise Sensorsysteme mit Drehraten- und Beschleunigungssensoren, die einzelnen Teilsysteme bzw. die einzelnen Sensoren gegeneinander hinsichtlich ihrer Ausrichtung kalibrieren.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Sensors weist der Sensor zumindest eine Schnittstelle zum Auslesen und/oder Anpassen der Korrekturparameter auf. Damit wird die Flexibilität des Sensors beispielsweise beim Endkunden oder dergleichen erhöht, indem dieser Zugriff auf die Korrekturparameter über die Schnittstelle bekommt, insbesondere diese auch gegebenenfalls noch verändern kann, beispielsweise in Abhängigkeit der Einbaulage des Sensors.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
  • Figurenliste
  • Dabei zeigt
    • 1 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 3 in schematischer Form einen Sensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 4 eine Kalibriervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 5 Schritte eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Sensorsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 6 Schritte eines Verfahrens zum Kalibrieren einer Vorrichtung mit einem Sensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Detail sind in 1 Schritte eines Verfahrens zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors gezeigt. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte.
  • In einem ersten Schritt S1 erfolgt zumindest ein definiertes Anregen des Sensors pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anregungsrichtungen unterschiedlich sind, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des Sensors entspricht.
  • In einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein Messen aller Werte entlang aller Achsen für jedes einzelne Anregen.
  • Beispielsweise können die Schritte S1 und S2 wie folgt durchgeführt werden:
    • - Anregen des Sensors in einer ersten Richtung, und Messen aller Werte entlang jeder Achse,
    • - Anregen des Sensors in einer zweiten Richtung, und Messen aller Werte entlang jeder Achse,
    • - ...
  • Mit anderen Worten können Teile der Schritte S1 und S2 wiederholt durchgeführt werden. Bei einem n-achsigen Sensorsystem erhält man so n*n gemessenen bzw. aus den gemessenen berechneten Werte.
  • Allgemein können aus den gemessenen Werten zunächst hiervon weitere Größen basierend auf den gemessenen Werten berechnet werden. Mit diesen Größen, die aus den gemessenen Werten abgeleitet sind, kann dann der folgende Schritt S3 durchgeführt werden.
  • In dem weiteren Schritt S3 erfolgt ein Ermitteln von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten.
  • In einem weiteren Schritt S4 erfolgt ein Berechnen von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten.
  • In einem weiteren Schritt S5 erfolgt ein Bereitstellen der Korrekturparameter für einen Signalpfad des Sensors zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
  • 2 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In Detail sind in 2 Schritte eines Verfahrens für eine Live-Korrektur von Messwerten eines Sensors gezeigt. Hierbei werden in einem ersten Schritt W1 Messdaten eines Sensors bereitgestellt. In einem zweiten Schritt W2 werden anhand von bereitgestellten Korrekturparametern (Bezugszeichen W3) korrigierte Messdaten berechnet und diese in einem weiteren Schritt W4 ausgegeben.
  • 3 zeigt in schematischer Form einen Sensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Detail ist in schematischer Form ein Sensor 1, insbesondere ein MEMS-Sensor in Form eines Gyroskops, eines Beschleunigungssensors, eines Magnetsensors oder dergleichen gezeigt. Der Sensor 1 umfasst dabei einen Speicher 2 zum Speichern von Korrekturparametern, eine Schnittstelle 3 zum Auslesen und/oder Anpassen der Korrekturparameter sowie eine Korrektureinrichtung 4 zum Korrigieren von Messwerten des Sensors anhand der bereitgestellten Korrekturparameter.
  • 4 zeigt eine Kalibriervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Detail zeigt 4 eine Kalibriervorrichtung 10 zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors. Die Kalibriervorrichtung 10 umfasst dabei eine Aufnahmeeinrichtung 11 zum definierten Aufnehmen eines zumindest zweiachsigen Sensors 1. Die Aufnahmeeinrichtung 11 ist mit einer Anregungseinrichtung 12 verbunden. Die Anregungseinrichtung 12 ist dabei zum definierten einzelnen Anregen des Sensors pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen ausgebildet, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des Sensors entspricht, insbesondere wobei die Anregungsrichtungen senkrecht zueinander. Mit der Anregungseinrichtung 12 beziehungsweise der Aufnahmeeinrichtung 11 ist eine Messeinrichtung 13 verbunden, die zum Messen von Werten aller Sensoren entlang jeder ihrer Achsen für jedes einzelne Anregen ausgebildet ist. Die Messeinrichtung 13 leitet die gemessenen Werte an eine Recheneinrichtung 14 weiter, die anhand der gemessenen Werte die Querempfindlichkeiten ermittelt und hieraus Korrekturparameter für Messsignale des Sensors 1 berechnet. Die Recheneinrichtung 14 übermittelt die Werte einer Bereitstellungseinrichtung 15. Die Bereitstellungseinrichtung 15 umfasst einen Speicher 15a und eine Schnittstelle 15b. Die Bereitstellungseinrichtung 15 ist zum Bereitstellen der Korrekturparameter für den Signalpfad des Sensors zur Ausgabe von korrigierten Messwerten ausgebildet.
  • Im Detail arbeitet die Kalibriervorrichtung 10 wie folgt.
  • Bei n-achsigen Sensorsystemen werden n definierte Stimuli durch die Anregungseinrichtung 12 an der Aufnahmeeinrichtung 11 angelegt, die exakt rechtwinklig zueinanderstehen. Pro Stimuli werden aber alle n Sensorachsen durch die Messeinrichtung 13 gemessen. Daraus wird eine n x n Matrix berechtigt, nun Ausrichtungsfehler, hier inklusive Positionierungsfehler innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 11 sowie intrinsische Querempfindlichkeiten berechtigt werden. Bei Multi-Sensorsystemen lässt sich durch einen konstant bleibenden Positionierungsfehler innerhalb der Aufnahmeeinrichtung aus den gemessenen Ausrichtungsinformationen der Teilsysteme der Positionierungsfehler der Teilsysteme untereinander ermitteln. Beide Informationen, also intrinsische Querempfindlichkeiten und Positionierungsfehler werden im Speicher des Sensors hinterlegt. Zur Kompensation der Querempfindlichkeit kann nun in der weiteren Signalverarbeitung das Sensorsystem rechnerisch wieder rechtwinklig gemacht werden, indem Signalanteile einer oder mehrerer Achsen einer anderen oder mehreren anderen Achse zugeführt werden. Dies kann über einen einfachen Algorithmus mit Multiplikations- und Additionsgliedern entweder direkt in einem ASIC des Sensors oder nachfolgend über einen internen Mikrocontroller/FPGA oder eine externe Recheneinheit erfolgen. Die abgespeicherten Ausrichtungsinformationen bei Multi-Sensorsystemen können dem Kunden für weitere Ausrichtungsoperationen zur Verfügung gestellt und bieten so einen Mehrwert. Mit den im Speicher hinterlegten intrinsischen Querempfindlichkeiten und Positionierungsfehler beziehungsweise den entsprechenden Korrekturparametern für die einzelnen Teilsysteme ist es möglich, alle Teilsysteme zu einer Kundenplattform, beispielsweise einem Mobiltelefon oder dergleichen, rechnerisch zu rotieren. Bei einem Multisensorsystem mit Beschleunigungs- und Drehratensensor kann ein Kunde das Alignement zwischen Sensorsystem und Kundenplattform auf Basis des Beschleunigungssensors vornehmen und für den Drehratensensor anhand der hinterlegten intrinsischen Querempfindlichkeiten und Positionierungsfehler beziehungsweise den entsprechenden Korrekturparametern rechnerisch ermitteln. So muss der Kunde keine Drehrate anlegen, sondern kann das komplette Multi-Sensor-System allein beispielsweise über die Erdbeschleunigung ausrichten, was deutlich einfacher und zuverlässiger ist.
  • 5 zeigt Schritte eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Sensorsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Detail sind in 5 Schritte eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Sensorsystems gezeigt. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte.
  • In einem ersten Schritt T1 erfolgt zumindest ein definiertes, einzelnes Anregen jedes Sensors in jedem Teilsystem pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des jeweiligen Sensors entspricht.
  • In einem zweiten Schritt T2 erfolgt ein Messen von Werten aller Sensoren entlang jeder ihrer Achsen für jedes einzelne Anregen.
  • In einem weiteren Schritt T3 erfolgt ein Ermitteln von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten.
  • In einem weiteren Schritt T4 erfolgt ein Berechnen von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten.
  • In einem weiteren Schritt T5 erfolgt ein Bereitstellen der Korrekturparameter für einen Signalpfad des jeweiligen Teilsystems zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
  • 6 zeigt Schritte eines Verfahrens zum Kalibrieren einer Vorrichtung mit einem Sensorsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Detail sind in 6 Schritte eines Verfahrens zum Kalibrieren einer Vorrichtung mit einem Sensorsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
  • Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:
    • In einem ersten Schritt V1 erfolgt ein Bereitstellen von Korrekturparametern gemäß einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7-8 für das Sensorsystem.
  • In einem zweiten Schritt V2 erfolgt ein Anordnen des Sensorsystems in der Vorrichtung.
  • In einem weiteren Schritt V3 erfolgt ein Ermitteln einer Position und/oder Orientierung zumindest eines Sensors des Sensorsystems in der Vorrichtung,
  • In einem weiteren Schritt V4 erfolgt ein Berechnen von Anpassungsparametern aus der ermittelten Position und/oder Orientierung für den zumindest einen Sensor.
  • In einem weiteren Schritt V5 erfolgt ein Berechnen von Anpassungsparametern für das Sensorsystem anhand der berechneten Anpassungsparameter für den zumindest einen Sensor.
  • In einem weiteren Schritt V6 erfolgt ein Bereitstellen von angepassten Korrekturparametern basierend auf den berechneten Anpassungsparametern und den bereitgestellten Korrekturparametern für einen Signalpfad des Sensorsystems zur Ausgabe von korrigierten Messwerten des Sensorsystems.
  • Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
    • • Reduzierung der Querempfindlichkeiten zwischen den Messeachsen des Sensors.
    • • Einfache Ermittlung des Ausrichtungsfehlers in der Endanwendung bei Sensorsystemen.
    • • Höhere Präzision bei Sensorfusion-Anwendungen.
    • • Fehlsignalreduzierung.
    • • Höhere Genauigkeit.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors (1), umfassend die Schritte - Zumindest ein definiertes Anregen (S1) des Sensors (1) pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anregungsrichtungen unterschiedlich sind, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des Sensors (1) entspricht, - Messen (S2) aller Werte entlang aller Achsen für jedes einzelne Anregen, - Ermitteln (S3) von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten, - Berechnen (S4) von Korrekturparametern aus den ermittelten Querem pfi ndlichkeiten, - Bereitstellen (S5) der Korrekturparameter für einen Signalpfad des Sensors (1) zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei anhand der Querempfindlichkeiten Ausrichtungsfehler und Achsenabweichungsfehler von Achsen des Sensors (1) bestimmt werden.
  3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-2, wobei die Korrekturparameter in einem Speicher des Sensors gespeichert über eine Schnittstelle zum Auslesen bereitgestellt werden.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei nach dem Bereitstellen der Korrekturparameter und nach Einbauen des Sensors (1) in eine Vorrichtung, der Sensor in seiner Einbaulage in der Vorrichtung kalibriert wird und die bereitgestellten Korrekturparameter angepasst werden.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei die Anregungsrichtungen senkrecht zueinander bereitgestellt werden.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei aus den gemessenen Werten angepasste Werte berechnet werden, aus denen dann die Querempfindlichkeiten ermittelt werden.
  7. Verfahren zum Kalibrieren eines Sensorsystems, umfassend zumindest zwei Teilsysteme mit jeweils zumindest einem Sensor (1), umfassend die Schritte - Zumindest ein definiertes, einzelnes Anregen (T1) jedes Sensors in jedem Teilsystem pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des jeweiligen Sensors entspricht, - Messen (T2) von Werten aller Sensoren entlang jeder ihrer Achsen für jedes einzelne Anregen, - Ermitteln (T3) von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten, - Berechnen (T4) von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten, und - Bereitstellen (T5) der Korrekturparameter für einen Signalpfad des jeweiligen Teilsystems zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei anhand der ermittelten Querempfindlichkeiten relative Ausrichtungsfehler der zumindest zwei Teilsysteme zueinander bestimmt werden.
  9. Sensor (1) mit zumindest zwei Achsen, kalibriert gemäß einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-6, umfassend einen Speicher (2) zum Speichern der bereitgestellten Korrekturparameter und einer Korrektureinrichtung (4) zum Korrigieren von Messwerten des Sensors (1) anhand der bereitgestellten Korrekturparameter.
  10. Sensor gemäß Anspruch 8, wobei der Sensor (1) zumindest eine Schnittstelle (3) zum Auslesen und/oder Anpassen der Korrekturparameter aufweist.
  11. Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung mit einem Sensorsystem, wobei das Sensorsystem zumindest zwei Teilsysteme mit jeweils zumindest einem Sensor umfasst, mit den Schritten: - Bereitstellen (V1) von Korrekturparametern gemäß einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7-8 für das Sensorsystem, - Anordnen (V2) des Sensorsystems in der Vorrichtung, - Ermitteln (V3) einer Position und/oder Orientierung zumindest eines Sensors des Sensorsystems in der Vorrichtung, - Berechnen (V4) von Anpassungsparametern aus der ermittelten Position und/oder Orientierung für den zumindest einen Sensor, - Berechnen (V5) von Anpassungsparametern für das Sensorsystem anhand der berechneten Anpassungsparameter für den zumindest einen Sensor, - Bereitstellen (V6) von angepassten Korrekturparametern basierend auf den berechneten Anpassungsparametern und den bereitgestellten Korrekturparametern für einen Signalpfad des Sensorsystems zur Ausgabe von korrigierten Messwerten des Sensorsystems.
  12. Kalibriervorrichtung (10) zum Kalibrieren eines zumindest zweiachsigen Sensors, umfassend eine Aufnahmeeinrichtung (11) zum definierten Aufnehmen eines zumindest zweiachsigen Sensors, eine Anregungseinrichtung (12) zum definierten einzelnen Anregen des Sensors pro Anregungsrichtung für mehrere Anregungsrichtungen, wobei die Anzahl der Anregungsrichtungen zumindest der Anzahl der Achsen des Sensors entspricht, insbesondere wobei die Anregungsrichtungen senkrecht zueinander stehen und eine Messeinrichtung (13), die mit dem Sensor (1) verbindbar ist, und die zum Messen von Werten aller Sensoren entlang jeder ihrer Achsen für jedes einzelne Anregen ausgebildet ist, eine Recheneinrichtung (14), ausgebildet zum Ermitteln von Querempfindlichkeiten aus den gemessenen Werten, und zum Berechnen von Korrekturparametern aus den ermittelten Querempfindlichkeiten, und eine Bereitstellungseinrichtung (15), insbesondere umfassend einen Speicher (15a) und eine Schnittstelle (15b), ausgebildet zum Bereitstellen der Korrekturparameter für den Signalpfad des Sensors (1) zur Ausgabe von korrigierten Messwerten.
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