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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE HAVING A SENSOR UNIT AND A SELF-CALIBRATION FUNCTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035191
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (10) comprising a sensor unit (20) and a processing unit (30), wherein the sensor unit (20) is configured to detect at least one measurement value (22) at a predefined point in time, One aspect of the invention is that the processing unit (30) is configured to carry out self-calibration of the device (10) on the basis of the detected measurement value (22). The invention further relates to a method for self-calibration of a device (10) according to the invention.

Inventors:
SUAREZ LAINEZ FERNANDO (DE)
WERNER MARTIN (DE)
WEICHEL CHRISTIAN (DE)
FISCHER SEBASTIAN (DE)
BARTHOLOMEYCZIK JULIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/065772
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
June 14, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
G01D18/00
Foreign References:
DE102015202784A12016-08-18
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Claims:
Ansprüche

1. Vorrichtung (10) mit einer Sensoreinheit (20) und einer Verarbeitungseinheit (30), wobei die Sensoreinheit (20) dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert (22) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu erfassen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert (22) eine Selbstkalibrierung der Vorrichtung (10)

durchzuführen.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, mittels eines mathematischen Modells einen Kalibrierungs-Wert in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert (22) zu ermitteln und die Selbstkalibrierung in Abhängigkeit von dem ermittelten

Kalibrierungs-Wert durchzuführen.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das

mathematische Modell als eine adaptive Filterung oder eine unbeaufsichtigte Binär- Klassifikation oder eine Nächster- Nachbar- Klassifikation oder ein k-Means- Algorithmus ausgebildet ist.

4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, den erfassten Messwert (22) zu filtern, insbesondere in Abhängigkeit von einem zu einem früheren Zeitpunkt erfassten Messwert (24).

5. Verfahren zur Selbstkalibrierung einer Vorrichtung (10) gemäß einem der

Ansprüche 1 bis 4, aufweisend wenigstens folgende Verfahrensschritte: a. Erfassen wenigstens eines Messwertes (22) mittels der Sensoreinheit (20) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt,

b. Durchführen einer Selbstkalibrierung der Vorrichtung (10) in Abhängigkeit von dem wenigstens einen erfassten Messwert (22).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt b mittels eines mathematischen Modells ein Kalibrierungs-Wert in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert (22) ermittelt wird und die Selbstkalibrierung in

Abhängigkeit von dem ermittelten Kalibrierungs-Wert erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mathematische Modell eine adaptive Filterung oder eine unbeaufsichtigte Binär- Klassifikation oder eine Nächster- Nachbar- Klassifikation oder einen k-Means- Algorithmus nutzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen dem Verfahrensschritt a und dem Verfahrensschritt b ein

Verfahrensschritt c abläuft, in welchem der erfasste Messwert (22) gefiltert wird, insbesondere in Abhängigkeit von einem zu einem früheren Zeitpunkt erfassten Messwert (24).

Description:
Beschreibung

Vorrichtung mit einer Sensoreinheit und einer Selbstkalibrierungsfunktion

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Sensoreinheit und einer Verarbeitungseinheit, wobei die Sensoreinheit dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu erfassen.

Die Vorrichtung kann beispielsweise derartig ausgestaltet sein, dass diese zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums dient. Hierfür weist die Sensoreinheit beispielsweise einen Magnetfeldsensor auf, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, mittels durch den

Magnetfeldsensor erfassten Magnetfeld messwerten den Belegungszustand des Stellplatzes zu bestimmen.

Ein typisches Problem bei solch einer Vorrichtung ist es, dass sich die

Messbedingungen über die Zeit ändern können, beispielsweise weil ein

Fahrzeug auf einem Nachbar- Stellplatz parkt oder aber weil die Sensoreinheit einen Drift aufweist. Hierdurch kann die Bestimmung des Belegungszustands des Stellplatzes verfälscht beziehungsweise fehlerhaft sein.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Selbstkalibrierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Sensoreinheit und einer Verarbeitungseinheit, wobei die Sensoreinheit dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu erfassen.

Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert eine

Selbstkalibrierung der Vorrichtung durchzuführen. Unter Selbstkalibrierung ist zu verstehen, dass sich die Vorrichtung an unterschiedliche Messbedingungen eigenständig anpasst, um weiterhin basierend auf einer Messung mittels der Sensoreinheit eine entsprechend korrekte Schlussfolgerung treffen zu können. Hierfür werden die

Umgebungsparameter entsprechend als Messwert erfasst und in Abhängigkeit davon erfolgt eine Kalibrierung der Vorrichtung.

Unter einem vorbestimmten Zeitpunkt ist hierbei zu verstehen, dass die

Sensoreinheit den Messwert beispielsweise mit einer vorgegebenen Frequenz erfasst, zum Beispiel einmal pro Stunde. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Erfassung zufällig erfolgt.

Des Weiteren ist es auch denkbar, dass die Messwerterfassung dann erfolgt, wenn die Sensoreinheit einen Interrupt- Befehl erhält, welcher beispielsweise durch eine auftretende Messwertänderung ausgelöst oder aber durch ein Signal von außerhalb der Vorrichtung empfangen werden kann.

Es ist auch denkbar, dass die Sensoreinheit dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl an Messwerten zu verschiedenen Zeitpunkten zu erfassen beziehungsweise Messwerte über eine vorbestimmte Zeitspanne mit einer entsprechenden Frequenz zu erfassen, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sein kann, die Selbstkalibrierung der Vorrichtung in Abhängigkeit von einer Vielzahl dieser Messwerte durchzuführen.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Selbstkalibrierung der Vorrichtung während der Nutzung der Vorrichtung keine Interaktion zwischen dem Nutzer und der Vorrichtung notwendig ist, wodurch die Nutzung der Vorrichtung entsprechend vereinfacht wird. Außerdem kann hierdurch eine Installation der Vorrichtung an einem beliebigen Ort schneller erfolgen, das heißt die Vorrichtung kann schneller plausible Ergebnisse liefern. Zudem können entsprechende Messergebnisse der Vorrichtung eine erhöhte Qualität aufweisen, was wiederum bedeutet, dass die Langzeitstabilität der Vorrichtung verbessert werden kann. Dies liegt darin begründet, dass die Vorrichtung auf sich ändernde Umgebungsparameter oder aber auf einen Drift des Sensors entsprechend reagieren kann, wodurch ein zuverlässiges Funktionieren der Vorrichtung sichergestellt werden kann, was wiederum bedeutet, dass die Bestimmung des Belegungszustands des

Stellplatzes mit einer höheren Wahrscheinlichkeit korrekt ist als dies der Fall wäre, wenn keine Selbstkalibrierung der Vorrichtung durchgeführt werden würde.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, mittels eines mathematischen Modells einen Kalibrierungs-Wert in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert zu ermitteln und die Selbstkalibrierung in Abhängigkeit von dem ermittelten Kalibrierungs-Wert durchzuführen.

Vorteilhaft ist hierbei, dass dies eine besonders effektive Möglichkeit bietet, den Selbstkalibrierungsprozess durchzuführen.

Unter Kalibrierungs-Wert ist zum Beispiel ein Wert zu verstehen, bei welchem berücksichtigt wurde, wie wahrscheinlich es ist, dass der erfasste Messwert durch sich ändernde Umgebungsparameter oder durch einen Drift der

Sensoreinheit beeinflusst worden ist, wobei die entsprechende Erkenntnis dann als Basis für die Selbstkalibrierung herangezogen wird. Der erfasste Messwert wird hierfür typischerweise mit zuvor erfassten Messwerten verglichen, um auf dessen Plausibilität schließen zu können.

Bei einer Vorrichtung zur Bestimmung des Belegungszustands eines Stellplatzes wird beispielsweise ein Kalibrierungs-Magnetfeld bestimmt, welches die entsprechenden äußeren Einflüsse oder auch den Drift der Sensoreinheit wiederspiegelt. Bei der Bestimmung des Belegungszustands wird dann das Kalibrierungs- Magnetfeld von einem erfassten Magnetfeld abgezogen und das Ergebnis dann entsprechend ausgewertet, um daraus folgern zu können, ob der Stellplatz belegt oder unbelegt ist. Der Kalibrierungs-Wert stellt somit eine Art Offset dar, welcher bei einer aktuellen Bestimmung des Belegungszustands mit einfließt, um die Bestimmung des Belegungszustands durch die Vorrichtung derart bestimmen zu können, als wäre sie noch im Ausgangszustand ohne jegliche auf sie einwirkente Veränderungen, welche eine Bestimmung negativ beeinflussen könnten. Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das mathematische Modell als eine adaptive Filterung oder eine

unbeaufsichtigte Binär- Klassifikation oder eine Nächster- Nachbar- Klassifikation oder ein k-Means- Algorithmus ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch solch ein mathematisches Modell ein besonders schneller Selbstkalibrierungsprozess möglich ist, welcher zudem ressourcenarm ausgestaltet sein kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, den erfassten Messwert zu filtern, insbesondere in Abhängigkeit von einem zu einem früheren Zeitpunkt erfassten Messwert.

Hierdurch erhält man einen gefilterten Messwert. Die Verarbeitungseinheit ist dann entsprechend dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem gefilterten Messwert eine Selbstkalibrierung der Vorrichtung durchzuführen.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch einen gefilterten Messwert die

Selbstkalibrierung der Vorrichtung nochmals exakter durchgeführt werden kann.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Selbstkalibrierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit wenigstens folgenden Verfahrensschritten: a. Erfassen wenigstens eines Messwertes mittels der Sensoreinheit zu einem vorbestimmten Zeitpunkt,

b. Durchführen einer Selbstkalibrierung der Vorrichtung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen erfassten Messwert.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Selbstkalibrierung der Vorrichtung während der Nutzung der Vorrichtung keine Interaktion zwischen dem Nutzer und der Vorrichtung notwendig ist, wodurch die Nutzung der Vorrichtung entsprechend vereinfacht wird. Außerdem kann hierdurch eine Installation der Vorrichtung an einem beliebigen Ort schneller erfolgen, das heißt die Vorrichtung kann schneller plausible Ergebnisse liefern. Zudem können entsprechende Messergebnisse der Vorrichtung eine erhöhte Qualität aufweisen, was wiederum bedeutet, dass die Langzeitstabilität der Vorrichtung verbessert werden kann. Dies liegt darin begründet, dass die Vorrichtung auf sich ändernde Umgebungsparameter oder aber auf einen Drift des Sensors entsprechend reagieren kann, wodurch ein zuverlässiges Funktionieren der Vorrichtung sichergestellt werden kann, was wiederum bedeutet, dass die Bestimmung des Belegungszustands des

Stellplatzes mit einer höheren Wahrscheinlichkeit korrekt ist als dies der Fall wäre, wenn keine Selbstkalibrierung der Vorrichtung durchgeführt werden würde.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt b mittels eines mathematischen Modells ein Kalibrierungs- Wert in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert ermittelt wird und die

Selbstkalibrierung in Abhängigkeit von dem ermittelten Kalibrierungs-Wert erfolgt. Vorteilhaft ist hierbei, dass dies eine besonders effektive Möglichkeit bietet, den Selbstkalibrierungsprozess durchzuführen.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das mathematische Modell eine adaptive Filterung oder eine unbeaufsichtigte Binär- Klassifikation oder eine Nächster- Nachbar- Klassifikation oder einen k- Means-Algorithmus nutzt.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch solch ein mathematisches Modell ein besonders schneller Selbstkalibrierungsprozess möglich ist, welcher zudem ressourcenarm ausgestaltet sein kann.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zwischen dem Verfahrensschritt a und dem Verfahrensschritt b ein

Verfahrensschritt c abläuft, in welchem der erfasste Messwert gefiltert wird, insbesondere in Abhängigkeit von einem zu einem früheren Zeitpunkt erfassten Messwert.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch einen gefilterten Messwert die

Selbstkalibrierung der Vorrichtung nochmals exakter durchgeführt werden kann.

Die Erfindung kann zudem auch einen Parkraum mit wenigstens einem Stellplatz betreffen, wobei der Stellplatz eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Selbstkalibrierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Dargestellt ist eine Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 weist eine Sensoreinheit 20 und eine Verarbeitungseinheit 30 auf. Die Sensoreinheit 20 ist derartig mit der Verarbeitungseinheit 30 verbunden, dass von der Sensoreinheit 20 erfasste Messwerte von der Verarbeitungseinheit 30 abgegriffen werden können. Die Verbindung kann hierfür sowohl kabelgebunden als auch drahtlos ausgestaltet sein.

Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise derartig ausgestaltet sein, dass diese zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums dient. Hierfür weist die Sensoreinheit 20 beispielsweise einen Magnetfeldsensor auf, wobei die Verarbeitungseinheit 30 dazu eingerichtet ist, mittels durch den Magnetfeldsensor erfassten Magnetfeld messwerten den Belegungszustand des Stellplatzes zu bestimmen.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Selbstkalibrierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zuerst wird in einem Verfahrensschritt a wenigstens ein Messwert 22 mittels der Sensoreinheit 20 der Vorrichtung 10 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt erfasst.

In einem Verfahrensschritt b wird daraufhin eine Selbstkalibrierung der

Vorrichtung 10 in Abhängigkeit von dem wenigstens einen erfassten Messwert 22 durchgeführt.

Hierbei kann im Verfahrensschritt b mittels eines mathematischen Modells ein Kalibrierungs-Wert in Abhängigkeit von dem erfassten Messwert 22 ermittelt werden und anschließend die Selbstkalibrierung in Abhängigkeit von dem ermittelten Kalibrierungs-Wert erfolgen. Als mathematisches Modell kann beispielsweise eine adaptive Filterung oder eine unbeaufsichtigte Binär- Klassifikation oder eine Nächster- Nachbar- Klassifikation oder einen k-Means- Algorithmus genutzt werden.

Optional läuft zudem zwischen dem Verfahrensschritt a und dem

Verfahrensschritt b ein Verfahrensschritt c ab, in welchem der erfasste Messwert 22 gefiltert wird. Hierbei erfolgt die Filterung insbesondere in Abhängigkeit von einem zu einem früheren Zeitpunkt erfassten Messwert 24. Anschließend wird im

Verfahrensschritt b die Selbstkalibrierung in Abhängigkeit von dem gefilterten Messwert durchgeführt.

Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise wie nach Fig. 1 beschrieben zur Bestimmung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums dienen.

So kann beispielsweise nach dem Verfahrensschritt b in einem nicht

dargestellten Verfahrensschritt ein Belegungszustand des Stellplatzes bestimmt werden.




 
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