在用于确定至少两个传感器相对于彼此的布置的方法中，借助于所述至少两个传感器检测被移动的对象并且借助于所述传感器中的各一个确定被移动的对象的至少一个移动参量，其中至少这些移动参量或者分别从中导出的参量共同被用于确定所述传感器相对于彼此的相对布置。传感器网络被构造用于执行这种方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于确定至少两个传感器的布置的方法以及传感器网络。
技术介绍
在传感器网络中、尤其在具有无线传感器、诸如无线电传感器的传感器网络中，多个传感器的测量信息经常被合并并且共同地被分析。多个传感器的测量信息的合并典型地要求对传感器相对于彼此的布置的准确的认识。与单个传感器相比较，传感器网络必须花费大地进行安装、维修或者改变。因为传感器网络的传感器相对于彼此的布置的确定经常要求借助附加的测量设备、例如激光距离测量设备，以便在安装传感器网络之后确定传感器相对于彼此的相对布置。此外已知的是，在传感器网络的协作的传感器以及传感器相互的直接的视线连接的情况下将传感器对传感器通信用于确定传感器相对于彼此的布置。传感器相对于彼此的间距和角度例如通过多边定位方法被确定。此外已知的是，使用传感器网络的传感器的卫星辅助定位或者也可以基于已知位置的多个分布式的固定的地标来估计传感器的位置。然而，前面所提到的方法常常仅利用至少三个传感器或者三个无线电信号源的间距信息以及可选地角度信息。此外，在前面所提到的方法中常常需要使用信号源、地标或者以合适的方式存在的卫星。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是创建用于确定至少两个传感器相对于彼此的布置的方法，借助于所述方法可以花费不大地以及稳健地进行甚至仅仅两个传感器相对于彼此的相对布置。此外，本专利技术的任务是说明一种传感器网络，借助于所述传感器网络能够简单地执行所述方法。本专利技术的任务利用具有在权利要求1中所说明的特征的方法以及利用具有在权利要求11中所说明的特征的传感器网络被解决。本专利技术的优选的改进方案由所属的从属权利要求、随后的描述以及附图得出。在根据本专利技术的用于确定至少两个传感器相对于彼此的布置的方法中，借助于所述至少两个传感器来检测被移动的对象并且借助于所述传感器中的各一个来确定被移动的对象的移动参量，其中至少这些移动参量或者分别从中导出的参量共同地被用于确定传感器相对于彼此的相对布置。适宜地，根据本专利技术的方法被执行用于确定至少两个无线传感器、尤其光学传感器和/或雷达传感器和/或声纳传感器和/或激光雷达传感器的布置。有利地，在根据本专利技术的方法中不需要用于确定传感器相对于彼此的布置的附加的辅助装置，而是仅使用传感器本身的测量值就足以确定所述布置。有利地，借助于根据本专利技术的方法能够显著降低传感器网络的首次安装、维修或者变化的花费。根据本专利技术的方法尤其不要求附加的基础设施，即无须设置卫星信号、比如GPS信号。也不需要设置有源标签、例如无线电目标或者雷达目标。根据本专利技术的方法的独立性使得能够在采用该方法时有高的灵活性，尤其所述方法在布置传感器网络的传感器时开放自由空间；因此例如不强制地需要传感器网络的各两个传感器之间的视线连接。借助于根据本专利技术的方法能够显著降低维修花费。例如可以以时间控制的方式、例如以预先确定的时间周期进行传感器相对于彼此的布置的重新确定。替代于所设置的时间周期，尤其可以借助于统计评估方法确定对再次确定传感器相对于彼此的布置的需求并且必要时开始传感器相对于彼此的布置的重新确定。根据本专利技术的核心方法论是为了传感器的自我定位在移动对象的情况下使用所述对象的借助于传感器所检测的轨迹的时间演化。从每个传感器的角度看，对象的轨迹依赖于所检测的移动参量的类型或者这些移动参量所基于的测量值经历过不同的、然而唯一的路径。这些不同的轨迹彼此的偏差反映传感器的基本的布置，这被所述方法利用。术语“轨迹”在此不仅仅意指目标在笛卡尔坐标中的位置，而是一般地涉及移动参量或者这些移动参量所基于的测量值的被表达为数学函数的变化过程。根据本专利技术的方法原则上不要求参数化，即与相应的传感器或者与环境的特点的花费大的算法上的适配不是必要的。更确切地说，根据本专利技术的方法基于确定以及使用移动参量或者从该移动参量中导出的参量。根据本专利技术的方法以这种方式也能够在具有异类的传感器系统的、例如包括不同的传感器类型和/或传感器配置的传感器网络的情况下被采用。有利地，只要相应的、随后被进一步解释的移动参量是能够检测的，根据本专利技术的方法就能够以相应的方式针对大量的无线传感器被执行。在根据本专利技术的方法的一种有利的改进方案中，传感器相对于彼此的相对布置至少包括传感器相对于彼此的相对定向。优选地，在根据本专利技术的方法中，至少一个借助于各一个传感器所确定的移动参量至少包括被移动的对象至少相对于传感器的移动方向。从传感器中的各一个传感器的角度看，被移动的对象分别沿着不同的、然而唯一的轨迹移动。所述传感器中的各个传感器的这些不同的轨迹彼此的偏差反映各个传感器的基本的不同的布置。这些轨迹的不同的定向尤其与各个传感器的不同的定向相关。因此能够从轨迹相互之间的偏差推断出各个传感器的定向。在本申请的范围中的移动方向要么是被移动的对象在确定的时间点的瞬时移动方向要么是沿着直线被移动的对象的在一时间间隔期间不变的移动方向。易于理解，相对于传感器的移动方向应被理解为相对于传感器的定向的移动方向。适宜地，在根据本专利技术的方法中被移动的对象的移动方向借助于传感器中的各一个传感器被确定，使得被移动的对象的位置轨迹的时间导数、即二个或三个空间坐标中的时间导数首先被检测。被这样检测的速度向量利用其定向说明移动方向。合适地，速度向量可以根据其量值被归一化。被移动的对象的速度向量例如能够利用传感器中的各一个被确定，使得这种传感器被使用，所述传感器被构造用于检测对象与传感器的间距以及用于检测对象的方向，所述对象从传感器的角度看处于所述方向上。间距例如能够通过由传感器发射的信号的传播时间测量被确定，所述信号被对象反射并且随后又被传感器检测。对象的方向例如能够借助于被反射的无线电信号的相位敏感的检测来实现。借助于传感器中的各一个被确定的移动方向之间的角度因此直接提供相应的传感器的相对的定向角度。易于理解，借助于传感器中的各一个传感器，所述方向能够不仅仅借助于一个角度、而且在三维空间中借助于两个角度被检测。根据本专利技术的方法因此也能够在三维空间中以相应的方式被执行。在根据本专利技术的方法的一种有利的改进方案中，所述至少一个借助于传感器中的各一个被确定的移动参量至少包括对象沿着分别连接传感器和对象的直线线段的方向的速度。适宜地，在根据本专利技术的方法中该速度借助于多普勒效应被检测。优选地，在根据本专利技术的方法中，对象的从传感器的角度看所处于的方向借助于传感器中的各一个被确定并且被用于确定布置。这种方向确定例如可以在雷达传感器的情况下借助于传感器的两个或者更多相位敏感的天线的布置来进行。特别优选地，在根据本专利技术的方法中，对象的从传感器的角度看所处于的方向借助于传感器中的各一个被确定并且根据对象沿着分别连接传感器和对象的直线线段的方向的速度被检测，其中所确定的速度分别消失的那些方向被用于确定布置。如之前已经解释的，适宜地在根据本专利技术的方法中多普勒效应被用于确定速度。（如之前所提及的）速度以及通过角度表征的方向形成所谓的角度-多普勒轨迹，所述角度-多普勒轨迹借助于如下分配准则来形成笛卡尔坐标系中的圆。这种圆的中心是从相应的传感器角度看被移动的对象在笛卡尔坐标中的逐分量的速度的一半。该圆的半径代表被移动的对象的速度的一半的量值。如果被移动的对象到达靠近传感器的最近的点、即切向移本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于确定至少两个传感器相对于彼此的布置的方法，其中借助于所述至少两个传感器检测被移动的对象并且借助于所述传感器中的各一个来确定所述被移动的对象的至少一个移动参量，其中至少这些移动参量或者分别从中导出的参量共同被用于确定所述传感器相对于彼此的相对布置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.06 DE 102013225164.51.用于确定至少两个传感器相对于彼此的布置的方法，其中借助于所述至少两个传感器检测被移动的对象并且借助于所述传感器中的各一个来确定所述被移动的对象的至少一个移动参量，其中至少这些移动参量或者分别从中导出的参量共同被用于确定所述传感器相对于彼此的相对布置。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器的相对布置至少包括所述传感器相对于彼此的相对定向。3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述至少一个借助于所述传感器中的各一个被确定的移动参量至少包括所述被移动的对象至少相对于该传感器的速度。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中借助于所述传感器中的各一个相对于该传感器被确定的移动方向的角度被确定并且被用于确定所述布置。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述至少一个借助于所述传感器中的各一个被确定的移动参量至少包括所述对象沿着分别连接该传感器和所述对象的线段的方向的速度。6.根据前述权利要求之...
【专利技术属性】
技术研发人员：DM策克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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