用于传感器信号的评估方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对传感器装置上的信号曲线进行评估的方法。首先，利用传感器装置检测时间上的信号曲线(10a)。由该信号曲线形成了时间上的区段，并且针对每个区段计算出至少一个上实际区间值(11a)和至少一个下实际区间值(11b)。随后，将每个区段的区间值与具有比较区间值(5a、5b)的所存储的模板的配属的区段进行比较，其中，针对每个区段确定在实际区间值(11a、11b)之间的区间是否处于比较区间值(5a、5b)的区间之内，并且进而确定是否存在有效的操纵信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于传感器信号的评估方法。本专利技术尤其涉及一种应用传感器装置的方法，这些传感器装置依赖于扫描的过程来提供随时间变化的信号。
技术介绍
随时间变化的传感器信号使用在众多的应用领域中。这样的信号例如借助接近传感器来检测，接近传感器对在某一区域内物体的接近或人员的接近进行扫描。在检测操作手势(同样通过接近传感器或例如通过对触摸敏感的表面(电容式屏幕)来探测)的区域内，也检测到随时间变化的信号。根据评估算法对传感器值的时间序列进行分析，以便允许对传感器值的解读。例如可以评估接近传感器，以便在车辆上获知对车门或车尾门的操作愿望或打开愿望。EP 2 616 287 A1描述了这种类型的方法，其中，电容式传感器电极检测传感器值的时间序列，这些传感器值紧接着被输送给用于评估的神经网络。根据这样的评估值应确保的是，将使用者的清楚的操纵愿望或指令选定与无意的操纵或周边环境的其他变化过程进行区分。另一方面，由于人为操纵所固有的不准确性，必须考虑到在识别时有一定的容差。在此，针对评估尤其考虑到阈值比较、偏移校正和检验信号的变化速度。
技术实现思路
然而，公知的方法有时对所属的技术装置(譬如处理器)的计算能力提出了很高的要求。所期望的是，以尽可能简单和可靠的计算方法执行评估。因此，本专利技术的任务在于提供一种改进的用于在传感器信号中进行模式识别的方法。上述任务通过根据本专利技术的具有权利要求1的特征的方法来解决。根据本专利技术，检测传感器装置上的时间上的信号曲线。传感器装置可以是提供能随时间变化的传感器信号的任意装置，该传感器信号可以伴随着要检测的事件而出现。传感器装置例如可以通过接近传感器、光学传感器、超声波传感器或触摸传感器来形成。根据本专利技术，随时间变化的传感器信号划分成信号曲线的时间上的区段。对于技术实现而言，始终离散地、也就是以一定的时间间隔来进行传感器评估，其中，这些时间间隔可以选择得非常小。按照根据本专利技术的方法，沿着时间轴将一个或多个测量到的传感器值概括成时间上的区段。在该区段中，传感器信号具有值或值序列。针对其中每个区段，现在计算出上实际区间值(IUN)和所属的下实际区间值(ILN)，其中，N表示区间的连续的脚标。也就是说，区间边界由在所考量的区段中的传感器值推导出。这些区间值确定了关系到所考量的区段中的信号值的值范围[ILN，IUN]。重要的是，由信号序列(其中，在每个时间点都存在信号值)分区段地形成具有大小(或宽度)为IUN-ILN的区段范围[ILN，IUN]。在考量能由沿着时间轴的值形成的一维信号值时，以这种方式将通过连接这些值而形成的线扩展为宽度为IUN-ILN的二维区间带。根据本专利技术，执行集合比较，其中，一方面由当前信号曲线产生集合，并且另
一方面将集合存储作为用于比较的模板。如何由测量值计算出区间值可以依赖于信号值的类型。例如，可以给信号值加上或减去离散的值，以便得到区间边界。但是，也可以施行的是，区间边界依赖于信号值或信号值的变化率。在带有高信号动态的范围中，例如可以增大或减小区间边界的间距。此外，也可以通过如下方式计算出信号边界，即，首先对当前信号值进行预处理，例如形成平均值或进行其他滤波。根据本专利技术，针对检测到的信号曲线，在实施这些步骤之后存在时间上的区间范围曲线(IUN)N、(ILN)N。现在根据本专利技术设置的是，将该区间范围与所存储的模板的区间范围曲线(VIUN)N、(VILN)N进行比较。该模板范围由模式信号形成相应的区间范围。例如以如下方式形成这种模板范围，即，应用与针对测量数据所进行的计算相同的计算来确定区间。然而为此，必要时可以应用另外的参数。比较信号，例如传感器在要检测的操纵的情况下的信号，随后引向所存储的被考虑用于与实际测量值附近的区间进行比较的模板。在此检验的是，计算出的区间范围是否可以与其在存储的模板范围中的时间曲线相匹配。如下面在实施例中进一步示出的那样，这并不等同于检验原始信号曲线或原始信号曲线的已滤波的样本是否处于模板之内。通过将测量值扩大到至少一个另外的维度中，也就是将信号线曲线转换成信号带，并且通过将该信号带与模板进行比较，可以执行改善的比较分析。这是因为，在比原始信号维度更高的维度中执行比较。即使在实际区间的区间边界由原始信号曲线推导出时，根据本专利技术的比较运算也优于与原始信号曲线进行的比较。例如，以这种方式也可以将特定的信号区段比其他的信号区段更多地进行加权或者例如可以对信号带上的另外的对象进行运算。在本专利技术的优选实施方式中，时间上的信号曲线被划分成使得每个区段包括至少一个信号测量值。虽然原则上可行的是，与信号检测之间的间距相比，区段划分更小地选择，并且随后通过内插值或外插值得出区间边界。然而优选的是，在其中每个区段中存在至少一个信号值。在例如由于干扰过程或由于传感器装置的为了节能而减小的周期而存在无信号的区域的时间中，会导致区段范围的增大。在本专利技术的有利实施方式中，针对每个信号区段，以如下方式来选择推导出的区间，即，使信号值处于在计算出的区间值之间的所考量的区段中。获知的区间于是形成针对信号值的间隔开的、包络的轮廓。在本专利技术的改进方案中还考虑的是，信号值依赖于随时间变化的周边环境条件，例如传感器装置或环境条件的变化的布局和变化的受污程度。在这个实施方式中，由信号曲线或由信号曲线和模板计算出用于变换的至少分段的至少连续的函数。例如，可以计算出用于变换的分段的仿射函数，其表现为偏移校正。在该示例的范围内，计算出用于偏移校正的分段的至少连续的函数，并且将其从时间上的信号曲线中减去，以便实现偏移校正。分段的仿射函数的支持点的数量可以依赖于预计的信号曲线来选择。例如，使用两个或三个支持点就可以足以补偿例如在测量持续时间上的线性的偏移变化。这例如由于在测量持续时间信号的下降或上升而是必需的。例如具有在信号范围的起始处和结束处的支持点的分段的仿射函数相应于以线性函数对信号曲线的校正。于是，紧接着使用所变换的数据(其中，变换在所说明的实例中是校正)，以便根据与之适配的数据计算出区间值。以这种方式，所存储的比较模板随时可供适当的、已转换的数据来应用，并且可以施
行更具体的评估。附加或替选地也可行的是，在计算区间边界之前，对信号曲线进行滤波。滤波例如可以在平滑装置中进行，但是也能使用另外的滤波装置，例如用于抑制噪声的滤波器(例如维纳滤波器)。在替选的构造方案中，附加或替选地对区间边界应用滤波。在本专利技术的改进方案中，可以在集合和区间的比较之前对在区间边界中的由测量值产生的集合进行标准化。在此，标准化涉及将由测量值产生的区间的宽度与模式模板的宽度进行比较。该比较可以区段式地进行，也可以按在整个测量持续时间上进行平均的方式进行。通过标准化，减小了在当前测量中可能存在但是在产生模板时不存在的干扰效应，尤其是噪声。在简单的构造方案中，计算出如下用来与区间边界相乘的因数，其中，该因数通过模板的平均宽度被以测量值计算出的区间宽度的平均宽度相除来实现。标准化可以按与滤波和/或偏移校正相组合的方式来应用。附图说明下面结合附图详细阐述本专利技术。其中：图1示例性示出传感器装置的示意性的信号曲线；图2以示意性的方式示出根据本专利技术的无效信号曲线的区域比较；图3以示意性的方式示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对传感器装置上的信号曲线进行评估的方法，所述方法具有以下步骤：利用传感器装置检测至少一个时间上的信号曲线(6；10a)(sn)，确定所述信号曲线(6；10a)的时间上的区段，针对其中每个时间上的区段，根据计算规则计算出至少一个上实际区间值(IUN)(7a；11a)和至少一个下实际区间值(ILN)(7b；11b)，其中，所述计算规则至少将配属的信号区段的信号计算在内，将其中每个区段的计算出的上实际区间值(IUN)(7a；11a)和下实际区间值(ILN)(7b；11b)与所存储的比较区间值(VIUN、VILN)(5a、5b；)的配属的区段进行比较，其中，针对每个区段确定在实际区间值(IUN、ILN)之间的区间是否处于比较区间值(VIUN、VILN)的区间之内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.28 DE 102014100974.61.一种用于对传感器装置上的信号曲线进行评估的方法，所述方法具有以下步骤：利用传感器装置检测至少一个时间上的信号曲线(6；10a)(sn)，确定所述信号曲线(6；10a)的时间上的区段，针对其中每个时间上的区段，根据计算规则计算出至少一个上实际区间值(IUN)(7a；11a)和至少一个下实际区间值(ILN)(7b；11b)，其中，所述计算规则至少将配属的信号区段的信号计算在内，将其中每个区段的计算出的上实际区间值(IUN)(7a；11a)和下实际区间值(ILN)(7b；11b)与所存储的比较区间值(VIUN、VILN)(5a、5b；)的配属的区段进行比较，其中，针对每个区段确定在实际区间值(IUN、ILN)之间的区间是否处于比较区间值(VIUN、VILN)的区间之内。2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个区段包含至少一个信号测量值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对信号值的其中每个时间上的区段，所述至少一个上实际区间值(IUN)和至少一个下实际区间值(ILN)以如下方式计算出，即，使得在各个区段中，信号值处于上实际区间值(IUN)与下实际区间值(ILN...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨保罗·施托伊尔曼，贝特霍尔德·西格，
申请(专利权)人：胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE