用于处理车辆的传感器单元的传感器信号的方法和设备以及车辆的传感器系统与流程

本发明涉及一种根据独立权利要求的类型的用于处理车辆的传感器单元的传感器信号的方法、用于处理车辆的传感器单元的传感信号的设备和用于车辆的传感器系统。本发明的主题也是一种计算机程序。

背景技术：

1、惯性测量单元可以在车辆中例如用于主动安全、驾驶辅助系统和高度自动化驾驶的应用，并且测量车辆在加速度和转速中的物理运动。汽车领域中的这种惯性测量单元可能相对于外部影响、尤其相对于周围结构、例如车辆底盘、壳体机械机构等的振动并且相对于与安装位置相关的加速度值是敏感的。

技术实现思路

1、在该背景下，利用在此提出的方案，根据独立权利要求提出了一种用于处理车辆的传感器单元的传感器信号的方法，此外提出了一种使用该方法的设备、一种用于车辆的传感器系统，并且最后提出了一种相应的计算机程序。通过在从属权利要求中列出的措施，可以对在独立权利要求中说明的设备进行有利的扩展和改进。

2、根据实施方式，尤其可以提供加速度传感器布置，并且附加地或备选地提供信号处理、例如具有加速度传感器的特殊布置的信号处理，以用于补偿对这种加速度传感器的加速度信号和转速信号的外部干扰效应。例如，可以提供与信号处理方法组合的冗余的加速度传感器的特殊的布置，以便补偿加速度信号的干扰作用。

3、提出了一种用于处理车辆的传感器单元的传感器信号的方法，其中，传感器单元具有至少两个相同类型的加速度传感器，其中，该方法具有以下步骤：

4、从传感器单元的第一加速度传感器读取第一传感器信号并且从传感器单元的至少一个另外的加速度传感器读取至少一个另外的传感器信号，其中，每个传感器信号表示通过相应的加速度传感器检测的加速度数据；和

5、在使用处理规则的情况下执行加速度传感器的传感器信号的融合，以便产生被处理的传感器信号，其中，处理规则考虑加速度传感器在安装在车辆中的状态下所承受的预定义的干扰加速度参数，其中，干扰加速度参数表示在加速度传感器在车辆中的安装位置处出现的机械振动和由于加速度传感器的安装位置相对于车辆的至少一个运动轴线的位置关系出现的加速度。

6、车辆可以是机动车、例如乘用车、脚踏车或摩托车、卡车或其他商用车辆。加速度数据可以具有由平移并且附加地或备选地由旋转产生的加速度的测量值。加速度传感器也可以被称为惯性测量单元的部件。惯性测量单元可以例如在6d(即关于三个轴线的加速度和关于三个轴线的转速)中捆绑(bündeln)传感器件以用于检测运动状态。传感器单元的加速度传感器可以布置在共同的印刷电路板或电路板上。通过干扰加速度参数表示的振动和加速度可以与待检测的车辆运动的通过传感器信号表示的测量数据叠加。该方法还可以具有提供被处理的传感器信号以输出到车辆的至少一个功能单元的步骤。该方法还可以具有一次或多次实施的获取或调取处理规则的步骤。在这样的获取步骤中，可以通过实验并且附加地或者基于模拟数据来获取处理规则。在此，尤其可以以该方式获取干扰加速度参数。在这样的调取步骤中，可以从存储器中调取处理规则或至少可以调取干扰加速度参数。

7、根据实施方式，处理规则可以包括传感器单元的在读取步骤中读取的所有传感器信号的加权的算术平均值的形成。在此，可以给每个传感器信号分配加权因子，该加权因子与相应的加速度传感器的安装位置相对于车辆的运动轴线的位置关系相关。这样的实施方式提供以下优点，即可以考虑并且补偿加速度传感器在车辆内相对于车辆的运动轴线的不同的位置。因此可以可靠地最小化或去除传感器信号中的干扰影响。

8、通过处理规则的干扰加速度参数表示的机械振动也可以包括传感器单元在安装位置处的机械共振。机械共振可以引起传感器单元的模态运动。这样的实施方式提供以下优点，即可以最小化车辆中的频繁出现的干扰参量。

9、在此，可以在考虑传感器单元的机械共振特性的情况下，在考虑加速度传感器在预定义的共振频率中的敏感性的情况下，并且附加地或备选地在考虑安装位置处的激励特性的情况下获取机械振动。共振特性例如可以是机械共振的共振频率，并且附加地或备选地可以是机械共振的振幅。敏感性可以涉及滤波、干扰敏感性等。激励特性可以说明在应用情况或滥用情况下是否可以激励共振频率。这样的实施方式提供以下优点，即可以精确且安全地减小或消除机械振动的干扰参量。

10、此外，通过处理规则的干扰加速度参数表示的加速度可以相对于车辆的多个或所有运动轴线并且附加地或备选地相对于加速度传感器的至少一个检测方向被获取。这样的实施方式提供以下优点，即可以从传感器信号中减少或去除可能由于传感器单元远离车辆重心的放置而导致的不期望的加速度值。

11、该方法例如可以以软件或硬件，或者以软件和硬件的混合形式，例如在控制器件或设备中实现。

12、此外，在此提出的方案提供一种设备，该设备构造用于在相应的装置中执行、操控或实现在此提出的方法的变型方案的步骤。通过设备形式的本发明的该实施变型方案，也可以快速且有效地解决本发明所基于的任务。

13、为此，该设备可以具有用于处理信号或数据的至少一个计算单元、用于存储信号或数据的至少一个存储单元、通向传感器或执行器的用于从传感器读取传感器信号或用于向执行器输出数据或控制信号的至少一个接口，和/或用于读取或输出嵌入通信协议中的数据的至少一个通信接口。计算单元例如可以是信号处理器、微控制器等，其中，存储单元可以是闪存或磁存储单元。通信接口可以构造用于无线地和/或有线地读取或输出数据，其中，可以有线地读取或输出数据的通信接口可以例如以电或光学方式从相应的数据传输线路读取这些数据，或可以将其输出到相应的数据传输线路中。

14、设备当前可以理解为处理传感器信号并且根据传感器信号输出控制和/或数据信号的电气器件。设备可以具有可基于硬件和/或软件构造的接口。在基于硬件的构造中，接口例如可以是包含设备的不同的功能的所谓的系统asic的一部分。然而也可能的是，接口是单独的集成电路或者至少部分由分离的结构元件构成。在基于软件的构造中，接口可以是例如在微控制器上、在其他的软件模块旁存在的软件模块。

15、还提出了一种用于车辆的传感器系统，其中，传感器系统具有在此提到的设备的实施方式和传感器单元。在此，设备和传感器单元的加速度传感器能传输信号地相互连接。

16、在这样的传感器系统中，在此提到的设备的实施方式可以有利地用于处理传感器单元的传感器信号。在此，尤其可以补偿干扰影响。设备和传感器单元可以集成为结构组件，例如集成为控制器件或集成到已经存在的控制器件中。

17、根据实施方式，传感器单元的加速度传感器可以在安装在车辆中的状态下相对于车辆的重心和/或车辆的运动轴线的交点对称地布置。附加地或备选地，传感器单元的加速度传感器可以在安装在车辆中的状态下布置为，使得通过处理规则的干扰加速度参数表示的机械振动和加速度沿不同的方向作用在加速度传感器上。这样的实施方式提供以下优点，即可以补偿加速度信号中的干扰作用，其中，可以实现与实际要测量的物理的车辆运动的信号偏差的减小。

18、也有利的是一种具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序，程序代码可以存储在机器可读的载体或存储介质、例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上，并且用于执行、实现和/或操控根据前述的实施方式之一的方法的步骤，尤其是当程序产品或程序在计算机或设备上实施时。