用于初始化传感器融合系统的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于初始化传感器融合系统的方法，其中，该传感器融合系统包括基础系统（101、201）和至少一个修正系统（103、104、203、204），其中，从基础系统（101、201）和从至少一个修正系统（103、104、203、204）分别测定测量值，其中，所述测量值直接或间接地说明物理的参量，其中，所述测量值分别受到误差值的影响，其中，所述误差值说明所述测量值与所说明的物理的参量的偏差，其中，在所述传感器融合系统的初始化期间不能够确定至少在所述基础系统（101、201）的测量值中间接地被说明的物理的参量以及其误差值，其中，所述测量值在所述初始化结束后连续地融合为融合数据集，并且其中，对于在所述基础系统（101、201）的测量值中间接地被说明的物理的参量中的至少一个参量以及该参量的误差值，从所述至少一个修正系统（103、104、203、204）的测量值中确定开始值。本发明专利技术还涉及相应的系统以及该系统的用途。

Method and system for initializing a sensor fusion system

The invention relates to a method for initialization, sensor fusion system which includes the sensor fusion system based system (101, 201) and at least one correction system (103, 104, 203, 204), which, from the basic system (101, 201) and from at least one correction system (103, 104, 203 204) measurement value, respectively, among them, the measurements directly or indirectly that physical parameters, including the measurements are affected by error, the error value that the measured value of physical parameters and shows the deviation, which, during the initialization the sensor fusion system can not be determined at least in the base system (101, 201) measurement of the physical parameters on the ground is illustrated and the error value, among them, the measured value in the initialization. After the continuous fusion for the integration of data sets, and for which, in the foundation of the system (101, 201) of the measured value of the at least one physical parameter parameter indirectly illustrated in and error of the parameter values from the at least one correction system (103, 104, 203. 204) measurements to determine the start value. The invention also relates to a corresponding system and the use of the system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于初始化传感器融合系统的方法和系统本专利技术涉及按照权利要求1的前序部分的用于初始化传感器融合系统的方法、按照权利要求9的前序部分的用于初始化传感器融合系统的系统以及该系统的用途。所有的测量数据在原则上受到误差的影响并且此外在许多情形中未给定测量数据的连续的可用性。除了测量数据与传感器固有的特性的相关性，所述测量数据还常常也依赖于环境条件。传感器误差或测量误差在此分为准稳定态的、关于多个测量恒定的份额（例如所谓的偏置量）和统计学的、从测量至测量偶然的份额（例如噪音）。虽然偶然的份额在原则上不能够肯定被修正，但准稳定态的误差一般在所给定的可观测性中能够被修正。能够在所给定的可识别性中通常至少避免不能够修正的显著的误差。此外，常常在测定和评估一系列的比较测量之后，才能够识别在测量数据中的误差。在现有技术中，就此而论已经已知传感器融合方法，该传感器融合方法通常也合适用于：对不同的传感器或传感器系统的测量数据进行修正或滤波。在此，尤其在汽车范围中要考虑特别的需求，因为多个不同的传感器借助不同的测量原理测定共同的周围情况或机动车状态并且借助多个不同的测量数据来说明这种周围情况或这种机动车状态。由此，对于在汽车范围中能够运用的传感器融合，需要针对偶然的故障的尽可能大的稳健性以及识别和补偿在系统方面的误差。同样要修正对测量数据的时间上的影响和弥补传感器的临时的失效或不可用状态。DE102012216211Al说明了用于挑选卫星的方法，其中，该卫星是全球的导航系统的卫星。在此，在考虑这样的卫星用于或者说车辆的位置确定前，以不同的方式来核准所接收的GNSS信号。对于这种确认，分别利用不同的冗余或已知的关联。从而DE102012216211Al例如公开了：从卫星的信号中确定车辆至卫星的间距以及车辆至卫星的相对速度。在此，该间距能够借助信号的运行时间来确定，而该相对速度能够借助信号的相位测量来确定。因为该间距和该相对速度彼此相关，则它们能够相互确认。此外，能够实现把从所述信号中确定的值相对于已知的边界条件进行确认，因为车辆本身通常在特定的速度范围内前进运动。同样说明的是，在从不同的卫星接收到多个信号时，确定相对于多个卫星的间距并且将这些间距同时借助三角学的关联和卫星的已知的间距进行相互确认。最后，从所述信号中确定的间距的确认或从所述信号中确定的速度的确认也能够借助其它的传感器进行，该传感器同样允许位置确定或速度确定。只要不能够确认卫星的信号，则该卫星不被考虑用于位置确定或速度确定。由DE102010063984A1中已知包括多个传感器元件的传感器系统。传感器元件如此地构造，使得该传感器元件至少部分地测定不同的初级的测量参量并且至少部分地使用不同的测量原理。然后从传感器元件的初级的测量参量中至少部分地导出另外的测量参量。此外，所述传感器系统包括信号处理设备、接口设备以及多个功能设备。所述传感器元件以及全部的功能设备在此与信号处理设备相连。因而初级的测量参量提供冗余的信息，该信息在信号处理设备中能够彼此比较或相互支持。从以不同的途径所计算的可观察量的比较中能够作出对可观察量的可靠性和准确性的推断。所述信号处理设备评定可观察量的准确性并且经过接口设备把所述可观察量连同准确性说明提供给不同的功能设备。DE102012219478Al公开了用于独立地评价其数据的完整性的传感器系统。所述传感器系统优选地应用在机动车中并且包括多个传感器元件，该传感器元件如此地构造，使得该传感器元件至少部分地测定不同的初级的测量参量或至少部分地使用不同的测量原理。所述传感器系统还包括信号处理设备，该信号处理设备至少部分地共同地评估传感器信号并且同时评价所述传感器信号的信息品质。信号处理设备还提供关于物理的参量的至少一个日期的一致性的信息，其中，基于传感器元件的传感器信号来计算所述物理的参量的日期，该传感器元件要么直接地测定所述物理的参量要么从其传感器信号中能够计算所述物理的参量。关于所述日期的一致性的信息此时基于直接或间接地冗余地存在的传感器信息来计算。但是，在现有技术中已知的、所属类型的方法和传感器系统就此而言受到缺点的影响，即在初始化这些传感器系统时产生的问题未得到恰当的考虑。在初始化时，首先未知多个物理的参量，因为不能够直接地测定对于这些参量的测量数据。同时，这些物理的参量的可能的误差能够如此大，即对于所属类型的传感器数据融合所假定的在融合滤波器中的线性化条件无效，从而所述融合滤波器和由该融合滤波器实施的误差估计变得不稳定。这导致传感器融合的失败。因此本专利技术的任务是，建议一种用于初始化传感器融合系统的经改善的方法。该任务根据本专利技术通过按照权利要求1所述的用于初始化传感器融合系统的方法来解决。本专利技术涉及用于初始化传感器融合系统的方法，其中，传感器融合系统包括基础系统和至少一个修正系统，其中，由所述基础系统和由所述至少一个修正系统分别测定测量值，其中，测量值直接或间接地说明物理的参量，其中，所述测量值分别受到误差值的影响，其中，所述误差值说明测量值与所说明的物理的参量的偏差，其中，至少在基础系统的测量值中间接地被说明的物理的参量以及其误差值在传感器融合系统的初始化的期间不能够被确定，其中，所述测量值在该初始化结束后连续地被融合为融合数据集，并且其中，对于在所述基础系统的测量值中间接地被说明的物理的参量中的至少一个参量以及其误差值，从所述至少一个修正系统的测量值中确定开始值。从中得到的优点是，在启动运行或启动传感器融合系统时，从一开始便存在对于所有的由传感器融合系统所需的物理的参量的测量值。由此，所述传感器融合系统基本上从一开始便最大程度地完全地功能有效。已知的传感器融合系统在此通常包括所谓的融合滤波器，该融合滤波器作为递归的滤波器进行工作。这因而意味着，所述融合滤波器从来自过去的测量值中推断出当前。但是，在初始化传感器融合系统时，还不存在来自过去的测量值，因此根据本专利技术的方法考虑来自所述至少一个修正系统的测量值的开始值，以便给融合滤波器提供所述测量值作为开始值。本专利技术利用的情况是：所述至少一个修正系统在初始化时通常基本上立即测定并且能够提供测量值。所述传感器融合系统在运行中通常融合基础系统的以及修正系统的测量数据为共同的融合数据集，该融合数据集相对于单个的测量数据更加可靠和更加精准并且尤其允许借助于误差估计对经融合的测量数据的准确性或可靠性进行评价。概念“在传感器融合系统的初始化期间”在本专利技术的意义中与“在传感器融合系统的启动运行期间”或“在传感器融合系统的启动期间”意义相同地使用并且指代传感器融合系统的初始化过程的时间范围。当融合滤波器获得由基础系统提供的所有的为其正确的工作方式所需的信息、也即在所述基础系统的测量值中直接地以及间接地所说明的物理的参量并且仅还需要所述修正系统的测量值以用于确定所述基础系统的误差值时，根据本专利技术将所述初始化视为结束。优选地，不仅在传感器融合系统的第一初始化中而且也在若干或所有的下述的重初始化中时实施根据本专利技术的方法。间接地被说明的物理的参量以及尤其其误差值优选地借助来自直接地被测量的物理的参量的物理的或数学的关联来确定。用于间接地被说明的物理的参量的示例例如是速度，间接地经过关于时间的位置改变说明该速度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于初始化传感器融合系统的方法，其中，该传感器融合系统包括基础系统（101、201）和至少一个修正系统（103、104、203、204），其中，从所述基础系统（101、201）和从所述至少一个修正系统（103、104、203、204）分别测定测量值，其中，所述测量值直接或间接地说明物理的参量，其中，所述测量值分别受到误差值的影响，其中，所述误差值说明所述测量值与所说明的物理的参量的偏差，其中，在所述传感器融合系统的初始化期间不能够确定至少在所述基础系统（101、201）的测量值中间接地被说明的物理的参量以及该参量的误差值，并且其中，在所述初始化结束后将所述测量值连续地融合为融合数据集，其特征在于，对于在所述基础系统（101、201）的测量值中间接地被说明的物理的参量中的至少一个参量以及该参量的误差值，从所述至少一个修正系统（103、104、203、204）的测量值中确定开始值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 DE 102014211175.71.用于初始化传感器融合系统的方法，其中，该传感器融合系统包括基础系统（101、201）和至少一个修正系统（103、104、203、204），其中，从所述基础系统（101、201）和从所述至少一个修正系统（103、104、203、204）分别测定测量值，其中，所述测量值直接或间接地说明物理的参量，其中，所述测量值分别受到误差值的影响，其中，所述误差值说明所述测量值与所说明的物理的参量的偏差，其中，在所述传感器融合系统的初始化期间不能够确定至少在所述基础系统（101、201）的测量值中间接地被说明的物理的参量以及该参量的误差值，并且其中，在所述初始化结束后将所述测量值连续地融合为融合数据集，其特征在于，对于在所述基础系统（101、201）的测量值中间接地被说明的物理的参量中的至少一个参量以及该参量的误差值，从所述至少一个修正系统（103、104、203、204）的测量值中确定开始值。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个修正系统（103、104、203、204）分别借助独立的测量值处理部来确定所述开始值。3.按照权利要求1和2中至少任一项所述的方法，其特征在于，所述基础系统（101、201）是惯性导航系统（101、201），并且所述至少一个修正系统（103、104、203、204）是全球的卫星导航系统（104、204）和/或里程表导航系统（103、203）。4.按照权利要求1至3中至少任一项所述的方法，其特征在于，基于所述至少一个修正系统（103、104、203、204）的测量不准确性作为方差来确定用于所述误差值的所述开始值。5.按照权利要求1至4中至少任一项所述的方法，其特征在于，在基础系统（101、201）的测量值中间接地被说明的物理的参量包括全球的卫星导...

【专利技术属性】
技术研发人员：N斯坦哈特，
申请(专利权)人：大陆特韦斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE