用于校准车辆的传感器的方法和设备与流程

本发明涉及一种用于校准车辆的传感器的方法。此外，本发明还涉及一种用于校准车辆的传感器的数据处理装置。

背景技术：

现代车辆配备有多个传感器，所述多个传感器尤其可以用于检测车辆的环境。在一个车辆类型的车辆如例如一个车辆系列的车辆中和/或在不同车辆类型的车辆中，相同的传感器有时可以提供不同的传感器测量值和/或测量值。这可以通过以下引起：相应的传感器的传感器自身的参数如例如安装位置和/或取向相互不同。车辆特定的参数也可以影响借助相应的传感器检测的传感器测量值。这样的车辆特定的参数的示例例如是牵引负荷、挂车运行、轮胎大小和/或运输负荷。在各个车辆上的附件如例如后导流板、脚踏车架、车顶主梁和/或行李架也可以影响借助相应的传感器检测的传感器测量值。借助适合的校准值可以补偿这样的对传感器测量值的影响。

然而，传感器的车辆特定的和/或车辆各自的校准和/或传感器在各个车辆中的应用有时可以是昂贵的并且导致提高的研发费用。

技术实现要素：

借助本发明的实施方式可以有利地提供改善的用于校准车辆的传感器的方法。

本发明的一方面涉及一种用于校准车辆的传感器的方法。所述方法在此具有以下步骤：借助数据处理装置接收借助所述传感器求取的至少一个传感器测量值、在行车道上的测量位置以及测量时间，所述传感器测量值已经在所述测量位置上被求得，所述传感器测量值已经在所述测量时间被求得。测量时间在此可以是测量时刻和/或时间段。所述方法的特征尤其在于以下步骤：

基于所述测量位置和所述测量时间将所述传感器测量值分配给至少一个参考测量值，所述至少一个参考测量值已经借助参考车辆的参考传感器在所述行车道的参考位置上和在参考测量时间求得，其中，如果传感器测量值的测量时间和所述参考测量时间相互偏差最大30分钟，则将所述传感器测量值分配给所述参考测量值；

给所述车辆提供和/或传送所述参考传感器的至少一个参考校准值，用于基于所述参考校准值匹配所述传感器的当前校准值。

借助传感器求取的传感器测量值一般可以是传感器原始值和/或基于传感器的至少一个当前校准值求取的测量值。传感器尤其可以构型和/或设置用于检测车辆的环境。借助传感器求取的传感器测量值可以连同测量位置和测量时间提供给数据处理装置，例如基于由车辆传送和/或传输给数据处理装置。这样的传送和/或传输可以尤其无线地实现，例如通过互联网连接、蓝牙连接和/或电话网。也可以设置，给数据处理装置提供传感器的当前校准值和/或传送传感器的当前校准值给数据处理装置。数据处理装置可以在此至少部分地布置在车辆中。替代地或附加地，数据处理装置可以是车辆外部的数据处理装置。例如数据处理装置可以具有至少一个服务器和/或云服务器。数据处理装置也可以具有多个数据处理元件，从而根据本发明的方法可以部分地在车辆自身的数据处理元件上实施并且部分地在车辆外部的数据处理元件上实施。传感器的传感器类型也可以传送和/或提供给数据处理装置。此外，测量位置可以包括地理坐标，地理坐标例如已经借助车辆的定位设备(例如gps)求得。

参考车辆一般可以表示任意的另外的车辆。然而，与本车辆的传感器不同，参考车辆的参考传感器可以基于参考校准值正确地校准。在数据处理装置中和/或在数据处理装置的数据存储器中可以存储参考传感器的一个或多个参考测量值连同所属的参考测量位置和参考测量时间。一个或多个参考校准值也可以存储在数据处理装置中。此外，每个参考传感器的类型和/或类型名称可以存储在数据处理装置中。参考车辆的车辆类型也可以存储在数据存储器中。

根据本发明设置，尤其在车辆的运行期间给数据处理装置提供传感器测量值连同测量位置和测量时间。数据处理装置可以基于测量位置求取至少一个参考测量值，所述至少一个参考测量值已经在行车道上的与测量位置相似和/或相同的位置上被求得。此外，数据处理装置可以基于测量时间求取至少一个参考测量值，所述至少一个参考测量值的参考测量时间与测量时间偏差不大于30分钟。通过这种方式可以给传感器测量值分配一个或多个参考测量值。

可选地，数据处理装置和/或数据处理装置的数据处理元件然后可以基于一个参考测量值(或多个参考测量值)与传感器测量值的比较求取这些值之间的偏差。数据处理装置和/或所属的数据处理元件可以在此布置在车辆中或车辆之外。如果所求取的偏差达到或超过阈值，该阈值例如可以存储在车辆的和/或数据处理装置的数据存储器中，则数据处理装置可以给车辆提供参考校准值。参考校准值在此可以由数据处理装置传送给车辆和/或提供给车辆。

基于参考校准值可以匹配和/或改变车辆的当前校准值。参考校准值可以在此表示用于当前校准值的校正值，基于该校正值可以匹配当前校准值。替代地或附加地，参考校准值可以表示用于传感器的参数化值，基于该参数化值可以对传感器参数化。参考校准值因此例如可以覆盖当前校准值。

本发明尤其可以视为基于以下描述的认识。有时，车辆的环境条件、行车道状态和/或行车道参数可以在相对短的时间段中变化。例如，车辆与行车道之间的摩擦值、光影响、行车道上的积雪层和/或水位在确定的行车道位置上可以相对快速地变化，其中，行车道上的水位也一同包括行车道的湿度。参考测量值——其虽然在与传感器测量值相同的行车道位置上然而在传感器测量值的测量时间很久之前或很久之后的参考测量时间已经求得——的比较可以因此导致参考测量值与传感器测量值的显著偏差。然而，这样的偏差不可以通过传感器的有错误的校准值而是基本上通过参考测量时间与传感器测量值的测量时间的偏差和由此引起的、所属测量参量的变化引起。

根据本发明因此设置，仅仅当参考测量时间与传感器测量值的测量时间相互偏差最大30分钟时才将传感器测量值分配给参考测量值。由此可以确保：在相似、相同和/或基本上相同的条件下求取参考测量值和传感器测量值。总体上可以由此避免在参考校准值的求取中的错误。换言之可以由此确保：始终给车辆提供正确的参考校准值。总体上可以由此提供用于校准车辆的传感器的改善和更稳健的方法。

根据本发明的一种实施方式，如果所述传感器测量值的测量时间与所述参考测量时间相互偏差最大十分钟、尤其最大五分钟，则将所述传感器测量值分配给所述参考测量值。换言之可以设置，仅仅当测量时间和参考测量时间相互偏差仅仅在小于十分钟的范围中时才将传感器测量值分配给参考测量值。由此可以确保：已经求得参考测量值的条件和已经求得传感器测量值的条件基本上相同、相似和/或不变，从而可以基于所分配的参考测量值给车辆提供正确的参考校准值。

根据一种实施方式，所述方法还具有以下步骤：求取参考测量值与传感器测量值之间的偏差并且比较所求取的偏差与阈值，其中，如果所求取的偏差超过阈值，则参考传感器的所述至少一个参考校准值传送给车辆。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还具有以下步骤：求取以下车道：所述车辆在求取所述传感器测量值期间位于所述车道上。车道在此可以通过车辆求取并且传送给数据处理装置。数据处理装置也可以例如基于测量位置求取车道。替代地或附加地，所述方法具有以下步骤：提供、传输和/或接收与车道相关的参量给数据处理装置，其中，如果参考测量值已经在相同的车道上通过参考车辆求得，则将传感器测量值分配给参考测量值。例如在不同车道上的水位在确定的测量位置上可以明显不同。通过如果在相同车道上已经求得两个值则将参考测量值分配给传感器值，可以确保：在基本上相同和/或相似的条件下求得参考测量值和传感器测量值。由此可以进一步改善地以及更稳健地并且更不容易出错地构型用于校准传感器的方法。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还具有以下步骤：求取以下行驶方向：所述车辆在求取所述传感器测量值期间位于所述行驶方向上。行驶方向在此可以由车辆和/或数据处理装置求取，例如基于两个彼此相继的传感器测量值的两个测量位置。替代地或附加地，所述方法具有以下步骤：提供、传送和/或传输与行驶方向相关的参量给数据处理装置，其中，如果参考测量值沿相同行驶方向通过参考车辆已经求得，则将传感器测量值分配给参考测量值。类似于基于车道的分配地，由此可以进一步改善地以及更稳健地并且更不容易出错地构型用于校准传感器的方法。

也可以求取传感器的传感器类型、将其提供和/或传输给数据处理装置。例如数据处理装置可以将传感器测量值分配给相同的传感器类型的参考传感器的参考测量值。

根据本发明的一种实施方式，如果参考车辆在求取参考测量值期间位于与该车辆相同的车道上和相同的行驶方向上，则将传感器测量值分配给参考测量值。换言之，如果该车辆和参考车辆依次在最大30分钟的时间段中沿相同行驶方向位于相同的车道上，则可以将参考测量值分配给传感器测量值。这也可以提高用于校准传感器的方法的稳健性以及降低易出错性。

根据本发明的一种实施方式，数据处理装置是车辆外部的数据处理装置。替代地或附加地，数据处理装置具有至少一个云服务器和/或构型为云服务器。数据处理装置可以具有例如数据存储器，数据存储器具有多个参考车辆的存储在数据存储器中的多个参考测量值和/或参考校准值。因此可以提供全面的数据库用于校准多个传感器。

根据本发明的一种实施方式，至少一个传感器设置用于求取至少一个参数，所述至少一个参数选自由以下组成的组：所述行车道上的水位、亮度、摩擦值、降水量、积雪层、行车道结冰、道路不平整性、风速、环境温度、气压和空气湿度。传感器例如可以是用于检测行车道状态、行车道条件、车辆的环境和/或周围环境的传感器。这样的测量参量可以例如相比于行车道上的对象——该对象可以在对象识别的范围中借助摄像机识别——在相对短的时间段中变化，从而对于这样的传感器可以以特别有利的方式应用根据本发明的方法。但是应强调，本发明不限于前述传感器，而是原则上可以用于校准任意的传感器。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还具有求取车辆的车辆类型的步骤。替代地或附加地，所述方法具有提供、传输和/或传送当前校准值和与车辆类型相关的参量的步骤。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还具有借助数据处理装置求取相同的车辆类型的多个车辆的多个当前校准值的平均值和/或标准偏差(standardabweichung)的步骤。替代地或附加地，所述方法具有以下步骤：将所述平均值作为平均校准值和/或所述标准偏差提供给相同的车辆类型的至少一个另外的车辆用于校准所述至少一个另外的车辆的另外的传感器。通过这种方式可以借助平均校准值校准例如一个车辆类型的和/或一个车辆系列的车辆的传感器。因此可以省去在车辆制造商处的预校准。多个当前校准值也可以事先通过一个或多个参考车辆的一个或多个参考校准值来匹配。通过应用如此匹配的当前校准值以便校准另外的传感器，因此可以确保另外的车辆的因此匹配的校准值的正确性。通过形成平均值还可以提高平均校准值的精度和/或精确性。此外，标准偏差可以用于估计平均值的和/或平均校准值的不精确性。

根据本发明的一种实施方式，方法还具有以下步骤：基于所求取的平均值和所求取的标准偏差求取所述平均校准值的上边界和下边界。此外，所述方法具有以下步骤：提供、传送和/或传输所述上边界和所述下边界给相同的车辆类型的至少一个另外的车辆用于校准所述至少一个另外的车辆的所述另外的传感器。上边界和下边界可以用作平均校准值的不确定性和/或精确性的度量。该不确定性可以例如在传感器的传感器测量值的处理和/或分析处理的范围中通过车辆的控制设备来考虑。

根据本发明的一种实施方式，方法还具有借助所述数据处理装置求取多个参考车辆的多个参考校准值的中位数的步骤以及将所述中位数作为参考校准值传输给所述车辆的步骤。由此，所述方法可以有利地相对于参考校准值的异常值(ausreiβer)更稳健地构型并且总体上可以进一步改善校准。例如这样的异常值当参考传感器有缺陷和/时或当附件例如车顶主梁或诸如此类位于所属的参考车辆上时可以出现。

本发明的另一方面涉及一种用于校准车辆的传感器的数据处理装置，其中，数据处理装置设置用于实施如先前和在下面描述那样的方法。数据处理装置可以具有数据存储器和处理器。在数据存储器上可以存储程序元素和/或软件指令，软件指令在执行在处理器上时指导数据处理装置：实施如先前和接下来描述那样的方法。在数据存储器上也还可以存储一个或多个参考测量值连同所属的参考测量位置和参考测量时间。在数据存储器中也可以存储一个或多个参考校准值。此外，可以在数据存储器上存储一个或多个传感器测量值连同所属的测量位置、测量时间和/或当前校准值。数据存储装置可以尤其具有一个或多个云服务器。

所述方法的如先前和以下描述那样的特征、元件和/或步骤可以是数据处理装置的特征和/或元件，反之亦然。

附图说明

在下文中参照附图详细描述本发明的实施例。

图1示出根据本发明的一个实施例的数据处理装置；

图2示出根据本发明的一个实施例的数据处理装置和车辆；以及

图3示出用于阐明根据本发明的一个实施例的用于校准传感器的方法的步骤的流程图。

附图仅仅示意性的并且是不按比例的。在附图中，相同的、作用相同的或相似的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一个实施例的数据处理装置10。

数据处理装置10具有数据存储器12和处理器18。

在数据存储器12上可以存储一个或多个参考测量值连同所属的参考测量位置和参考测量时间。在数据存储器12中也可以存储一个或多个参考校准值。此外，在数据存储器12上也可以存储一个或多个车辆18的一个或多个传感器20(参见图2)的一个或多个传感器测量值连同所属的测量位置、测量时间和/或相应的传感器的当前校准值。

数据存储器装置10可以尤其具有一个或多个云服务器和/或以一个或多个云服务器的形式构型。

此外，数据处理装置10具有用于与车辆18(参见图2)通信、尤其用于双向和/或无线通信的接口16。基于该接口例如可以与一个或多个车辆18建立互联网连接、电话网连接、数据网连接、蓝牙连接和/或任意的其他无线连接。

图2示出根据本发明的一个实施例的数据处理装置10和车辆18。只要没有另外描述，图2的数据处理装置10具有与图1的数据处理装置10相同的元件和特征。

车辆18具有传感器20。传感器20可以设置用于求取行车道上的水位、亮度、摩擦值、降水量、积雪层、行车道结冰、道路不平整性、风速、环境温度、气压和空气湿度。车辆也可以具有多个这样的传感器20。

此外，车辆18具有用于与数据处理装置10通信的接口22。车辆18的接口22在此可以对应于数据处理装置10的接口16地构型。

车辆18可以通过接口传送传感器20的传感器测量值、测量位置、测量时间、传感器20的传感器类型、行车道——车辆18位于其上、行驶方向——车辆18沿该行使方向运动、行驶速度、车辆18的车辆类型和/或另外的参数或参量给数据处理装置10。

此外，在图2中示出参考车辆24，所述参考车辆可以传送参考车辆24的一个或多个参考传感器28的一个或多个参考测量值给数据处理装置10。也可以传送所属的参考测量位置、参考测量时间。为此，参考车辆24具有用于与数据处理装置10通信的接口28。通过接口28，此外，可以传送至少一个参考校准值给数据处理装置10。也可以传送参考传感器26的传感器类型、参考车辆24的车辆类型、行车道、行驶方向、参考车辆24的行驶速度和/或另外的参量给数据处理装置10。

图3示出用于阐明根据本发明的一个实施例的用于校准车辆18的传感器20的方法的步骤的流程图。

在步骤s1中，给数据处理装置10提供借助传感器20求取的至少一个传感器测量值、在行车道上的测量位置以及测量时间，所述传感器测量值已经在所述测量位置上被求得，所述传感器测量值已经在所述测量时间被求得。例如可以将传感器测量值、测量位置和测量时间通过接口22和16传送给数据处理装置10。

可选地，在步骤s1中，可以求取传感器20的传感器类型、车道——车辆18运动在其上、行驶方向——车辆18沿该行驶方向运动、车辆18的行驶速度、车辆18的车辆类型和/或另外的参量和/或将其提供给数据处理装置10。

在另一步骤s2中，将传感器测量值分配给至少一个参考测量值，其中，借助参考车辆24的参考传感器26在行车道的参考位置上和在参考测量时间已经求得参考测量值。如果传感器测量值的测量时间和参考测量时间相互偏差最大30分钟、例如最大10分钟并且尤其最大5分钟，则将传感器测量值分配给参考测量值。

可选地，在步骤s2中，仅仅当参考车辆24和车辆18在相同的车道上和/或沿相同的行驶方向运动时，才可以将传感器测量值分配给参考测量值。在分配中也可以考虑传感器20的和参考传感器26的传感器类型、参考车辆24和车辆18的车辆速度和/或车辆类型。

在另一步骤s3中，求取参考测量值与传感器测量值之间的偏差并且比较所求取的偏差与阈值。该步骤可以在车辆18和/或数据处理装置10中进行。

在另一步骤s4中，如果在步骤s3中求取的偏差达到和/或超过阈值，则由数据处理装置10将参考传感器26的至少一个参考校准值传送给车辆18。

可选地，在步骤s4中，还可以求取多个参考车辆24的多个参考校准值的中位数。所求取的中位数然后可以作为参考校准值传送给车辆18。

在可选的步骤s5中，可以基于所传送的参考校准值匹配车辆18的传感器20的当前校准值。例如可以基于参考校准值改变、校正和/或覆盖当前校准值。

在下文中描述方法的另外的可选的步骤，这些步骤可以对于先前的步骤中的一个或多个替代地或附加地实施。例如可以借助数据处理装置10求取相同的车辆类型的多个车辆18的多个当前校准值的平均值和/或标准偏差。标准偏差和/或平均值可以作为平均校准值传送给相同的车辆类型的至少一个另外的车辆用于校准所述至少一个另外的车辆的另外的传感器。也可以基于所求取的平均值和/或标准偏差求取平均校准值的上边界和下边界。上边界和下边界也可以传送给至少一个另外的车辆用于校准所述至少一个另外的车辆的另外的传感器。

在下文中汇总本发明的方面、特征和/或步骤。如果具有要校准的传感器20的车辆18和参考车辆24相继行驶，则根据本发明可以使要校准的传感器20与参考车辆24的参考传感器26的参考测量值相协调。

具有经校准的参考传感器26的参考车辆24和要校准的车辆18可以定期地将其位置和/或行驶方向发送给数据处理装置10。如果参考车辆24和要校准的车辆18相继行驶，则数据处理装置10可以要求两个车辆18、24传输例如其传感器原始值和由其计算的测量值也即参考测量值和传感器测量值连同其参考测量位置和参考测量时间或者连同测量位置和测量时间给数据处理装置10。也可以传输相应的车道、行驶方向和另外的参数，如例如行驶速度。因为许多环境条件对于两个车辆18、24在相同位置在紧挨着的时刻没有显著地不同，所以可以将在传感器测量值与参考测量值相互偏差的传感器20、26中的长期的系统偏差归因于其安装位置和/或有偏差的车辆特征对传感机构的影响。

如果要校准的车辆18的传感器20例如水位传感器20在较长的时间上相比于参考车辆24的参考传感器26测得在道路上的更高的水位，则可以如此匹配车辆18的当前校准值(或者相应的校正值)，使得借助经匹配的校准值，要校准的车辆18在相同的环境条件下提供与参考车辆24相同的测量值或传感器测量值。同样的适用于任意的其他传感器。

所学习的校正值和/或经更新的或经匹配的校准值可以通过数据处理装置10在结构相同的车辆18之间交换。因此可能的是，合并多个车辆18的经匹配的校准值并且将其传输到以下车辆18上：所述车辆18自身还没有借助上述方法根据参考车辆24校准。

为了避免校准时的错误，首先可以在工厂侧确定多个车辆18的校准值的最小和最大边界。这些边界可以由数据处理装置10再次限制和/或匹配。数据处理装置10可以由关于结构相同的多个车辆18的校准值的和/或相应的校正值的平均值和/或标准偏差求取经限制的边界并且将其连同平均值传送给例如相同系列的结构相同的所有其他车辆18。车辆可以将平均值用作校准值的替代值，直至所述车辆有机会根据参考车辆24校准其传感器。因为取代值可能是不准确的，所以可能有利的是，尽可能快速地通过参考车辆24的参考校准值取代所述替代值。如果没有参考车辆24在附近，所述参考车辆24能够实现学习，则仍然可以有利的是，接受车辆18的替代值，其自身已经由参考车辆24校准。然而一旦车辆18具有直接从参考车辆24接收参考校准值的可能性，就可以覆盖当前校准值和/或替代值。

车辆18可以尝试基于尽可能多的不同的参考车辆18校准传感器测量值。因此可以考虑，在相同测量位置借助多个参考车辆24分别求取一个参考校准值(和/或计算校正值)并且数据处理装置10由这些参考校准值(和/或校正值)求取中位数或中位数值并且将其作为参考校准值传送给另外的车辆18。因为参考车辆原则上也可以被改装(宽轮胎、低悬挂、车顶行李架、挂车，等)，所以数据处理装置10可以检查：例如如果参考车辆24在短时间内行驶相同的路程，是否这些参考车辆24提供一致的参考测量值。参考测量值与其他参考车辆24的其他值越一致，则在校准其他车辆18时越强地考虑相应的参考测量值。

总体上可以通过本发明有利地降低用于车辆18的研发费用，因为新的车型可以自动地在第一运行小时期间校准其传感机构的确定的一部分。由此，此外可以将新的传感器更快速地集成到车型中。此外，本发明能够实现车辆18的正确的校准值的更稳健的求取，例如因为在车辆18上的变化连同例如通过污染或通过连接挂车对传感机构的影响可以通过借助参考车辆24的校准来自动地考虑。

本发明有利地可以应用在所联网的所有车辆18、24中。所述方法尤其可以对于在“滑水警告器”中的应用是有利的，例如以便超出车辆变型地保持应用费用最小并且可以使特征尽可能快速地量产。

补充地在此应指出，“包括”不排除其他元素，并且，“一个”或“单个”不排除多个。此外，应指出，已经参考上述实施例中的一个实施例描述的特征也可以与上述实施例中的其他实施例的其他特征组合地应用。权利要求中的附图标记不应视为限制。