用于无全旋转安全测量的角度传感器校准方法技术

在一些实现方式中，与小于360度测量范围相关联的感测装置可获得一组信号值。感测装置可以被配置成感测存在于感测装置处的磁场并且基于磁场收集传感器数据。所述一组信号值可以被包括在由感测装置收集的传感器数据中，并且可以对应于感测装置处存在的磁场的一个或多个分量。感测装置可以基于所述一组信号值确定一组校准点和一组角位置。感测装置可以基于所述一组校准点和所述一组角位置计算一组校准参数。感测装置可以利用所述一组校准参数来执行一个或多个安全检查。执行一个或多个安全检查。执行一个或多个安全检查。

【技术实现步骤摘要】
用于无全旋转安全测量的角度传感器校准方法


[0001]本公开涉及角度传感器校准领域，特别地涉及用于角度传感器校准的方法、相关的角度传感器和系统。

技术介绍

[0002]角度传感器可以包括一组感测组件，感测组件感测由目标对象产生或失真的磁场的不同分量(例如，x分量和y分量)的强度。角度传感器可以基于磁场的分量的强度来确定目标对象的角位置，并且可以提供指示由角度传感器确定的角位置的输出。

技术实现思路

[0003]在一些实现方式中，一种方法包括通过感测装置获得一组信号值，感测装置被配置成感测存在于感测装置处的磁场并且基于磁场收集传感器数据，传感器数据与小于360度的测量范围相关联，一组信号值被包括在由感测装置收集的传感器数据中，并且所述一组信号值对应于存在于感测装置处的磁场的一个或多个分量；由感测装置并且基于所述一组信号值确定一组校准点和一组角位置，所述一组校准点中的每个校准点与所述一组角位置中的相应角位置相关联；由感测装置基于所述一组校准点和所述一组角位置计算一组校准参数；由感测装置利用所述一组校准参数来执行一个或多个安全检查；以及由感测装置输出一个或多个安全检查的结果。
[0004]在一些实现方式中，角度传感器包括一个或多个感测元件，感测元件被配置成：感测存在于一个或多个感测元件处的磁场；以及基于磁场收集传感器数据，传感器数据与小于360度的测量范围相关联；以及一个或多个处理器，被配置成：获得一组信号值，所述一组信号值被包括在由一个或多个感测元件收集的传感器数据中，并且所述一组信号值对应于存在于一个或多个感测元件处的磁场的一个或多个分量；基于所述一组信号值确定一组校准点和一组角位置，所述一组校准点中的每个校准点与所述一组角位置中的相应角位置相关联；基于所述一组校准点和所述一组角位置计算一组校准参数；利用所述一组校准点执行一个或多个安全检查；以及输出一个或多个安全检查的结果。
[0005]在一些实现方式中，一种系统包括角度传感器，该角度传感器被配置成：感测存在于角度传感器处的磁场；以及基于磁场收集传感器数据，传感器数据与小于360度的测量范围相关联；以及一个或多个处理器，被配置成：获得一组信号值，所述一组信号值被包括在由角度传感器收集的传感器数据中，并且一组信号值对应于在角度传感器处存在的磁场的一个或多个分量；基于所述一组信号值确定一组校准点和一组角位置，所述一组校准点中的每个校准点与所述一组角位置中的相应角位置相关联；基于所述一组校准点和所述一组角位置计算一组校准参数；利用所述一组校准参数执行一个或多个安全检查；以及输出一个或多个安全检查的结果。
附图说明
[0006]图1A
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图1E是在此描述的用于无全旋转安全测量的示例角度传感器校准方法的图。
[0007]图2A
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图2F是计算图1A
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图1E的用于无全旋转安全测量的角度传感器校准方法的一组校准参数的示例的图。
[0008]图3A
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图3E是基于图1A
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图1E和图2A
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图2F的用于无全旋转安全测量的角度传感器校准方法的一组简易安全措施(ESM)的示例计算的图。
[0009]图4是示例环境的图，其中可以实现本文所述的系统和/或方法。
[0010]图5是图4的一个或多个装置的示例组件的图。
[0011]图6是与用于无全旋转安全测量的角度传感器校准相关的示例过程的流程图。
具体实施方式
[0012]示例实现方式的以下详细描述参考附图。不同图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
[0013]磁性角度传感器(这里称为角度传感器)可以被设计成确定给定应用中的目标对象(例如可旋转对象)的角位置。例如角度传感器可以用于电子动力转向应用中以确定转向柱的角位置。在一些应用中，可能需要确保角度传感器的功能安全性。
[0014]通常，功能安全性可以被定义为不存在由于角度传感器的故障行为(例如，系统故障、随机故障等)所引起的危险而导致的不合理风险(例如，对系统、对环境、对人等)。在汽车环境中，汽车安全完整性等级(ASIL)方案用于规定角度传感器的功能安全性要求。ASIL方案是由国际标准化组织(ISO)26262标准(标题为道路车辆的功能安全性)定义的风险分类方案，该风险分类方案提供了用于在生产汽车时的电气和/或电子系统的功能安全性的标准。ASIL分类定义了必须符合ISO 26262标准的安全要求。通过查看车辆操作场景的严重性、暴露和可控性来执行潜在危险的风险分析，从而建立ASIL。该危险的安全性目标又引导ASIL要求。存在由标准标识的四个ASIL：ASIL A、ASIL B、ASIL C和ASIL D。ASIL D规定了最高完整性要求，而ASIL A规定了最低完整性要求。具有低风险(并且因此不需要根据ISO 26262的安全措施)的危险被标识为质量管理(QM)。在一些情况下，希望或要求角度传感器实现高ASIL。例如，可能希望或要求在给定应用中使用的角度传感器实现ASIL B、ASIL C或ASIL D。
[0015]为了达到特定的ASIL等级，可能需要不同的参数(例如，实时故障率、诊断覆盖率、单点故障度量、潜在故障度量等)来达到目标值(例如，基于期望的ASIL等级)。对于角度传感器，功能安全性目标可以是实现特定等级的角度精度。例如，功能安全性目标可以是确保由角度传感器感测的磁场的角度从磁场的实际角度偏离小于约4.1度。通常，归一化信号用于确定角度传感器是否达到特定ASIL所需的特定等级的角度精度。归一化信号可以从基于由角度传感器获得的原始数据确定的一组校准参数计算。对于具有全旋转(例如，360
°
旋转)的角度传感器，可以基于最大和最小x分量值、最大和最小y分量值以及45
°
和135
°
处的x分量信号和y分量信号的幅度，来计算所述一组校准参数。然而，可能无法准确地计算具有小于全(360
°
)旋转(即，120
°
旋转、40
°
旋转等)的角度传感器的所述一组校准参数，这可能导致角度传感器的特定角度精度被不准确地确定。
[0016]本文描述的一些实现方式提供了用于确定具有少于全旋转的角度传感器的一组校准参数的技术。例如，具有小于全旋转的角度传感器可以被配置成感测角度传感器处存在的磁场并且基于该磁场收集传感器数据。角度传感器可以从传感器数据获得指示在一组已知的校准点处存在于角度传感器处的磁场的分量的一组信号值。在一些实现方式中，角度传感器可以基于这组校准点生成一组方程。角度传感器可以通过求解对应于所生成的一组方程的一组超定方程来执行椭圆回归。角度传感器可以基于执行椭圆回归来计算这组校准参数。以这种方式，可以为具有少于全旋转的角度传感器确定一组校准参数，这可以使得能够准确地确定角度传感器的角度精度。
[0017]图1A
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图1E是与用于无全旋转的角度传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：由感测装置获得一组信号值，所述感测装置被配置成感测存在于所述感测装置处的磁场并且基于所述磁场收集传感器数据，所述传感器数据与小于360度的测量范围相关联，所述一组信号值被包括在由所述感测装置收集的所述传感器数据中，并且所述一组信号值对应于存在于所述感测装置处的所述磁场的一个或多个分量；由所述感测装置并且基于所述一组信号值确定一组校准点和一组角位置，所述一组校准点中的每个校准点与所述一组角位置中的相应角位置相关联；由所述感测装置基于所述一组校准点和所述一组角位置计算一组校准参数；由所述感测装置利用所述一组校准参数来执行一个或多个安全检查；并且由所述感测装置输出所述一个或多个安全检查的结果。2.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述一组校准参数包括：通过求解一组超定方程来执行椭圆回归；并且基于执行所述椭圆回归来计算所述一组校准参数。3.根据权利要求2所述的方法，其中，执行所述椭圆回归的结果包括值矩阵，并且其中，所述值矩阵包括：所述值矩阵的第一行和第一列中的第一值；和在所述值矩阵的第二行和所述第一列中的第二值；并且其中，计算所述一组校准参数包括：基于计算所述第二值的负值除以所述第一值的反正切，来计算所述一组校准参数中的校准参数。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述校准参数是第一校准参数，并且其中，计算所述一组校准参数还包括：计算所述第一校准参数的余弦以确定第三值；计算所述第一校准参数的正弦以确定第四值；基于从所述第三值减去所述第四值来确定第五值；并且基于将所述第一值和所述第二值的总和除以所述第五值，来计算所述一组校准参数中的第二校准参数。5.根据权利要求2所述的方法，其中，执行所述椭圆回归的结果包括值矩阵，其中，所述值矩阵包括：所述值矩阵的第一行和第二列中的第一值；和在所述值矩阵的第二行和所述第二列中的第二值；并且其中，计算所述一组校准参数包括：基于将所述第一值除以所述第二值来计算第三值；并且基于计算所述第三值的反正切来计算所述一组校准参数中的校准参数。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述校准参数是第一校准参数，并且其中，计算所述一组校准参数还包括：计算所述第一校准参数的余弦以确定第四值；计算所述第一校准参数的正弦以确定第五值；并且基于将所述第一值和所述第二值的总和除以所述第四值和所述第五值的总和，来计算
所述一组校准参数中的第二校准参数。7.根据权利要求2所述的方法，其中，执行所述椭圆回归的结果包括值矩阵，其中，所述值矩阵包括：所述值矩阵的第三行和第一列中的第一值；并且其中，计算所述一组校准参数包括：计算所述一组校准参数中的对应于所述第一值的校准参数。8.根据权利要求2所述的方法，其中，执行所述椭圆回归的结果包括值矩阵，其中，所述值矩阵包括：所述值矩阵的第三行和第二列中的第一值；并且其中，计算所述一组校准参数包括：计算所述一组校准参数中的对应于所述第一值的校准参数。9.一种角度传感器，包括：一个或多个感测元件，被配置成：感测存在于所述一个或多个感测元件处的磁场；并且基于所述磁场收集传感器数据，所述传感器数据与小于360度的测量范围相关联；以及一个或多个处理器，被配置成：获得一组信号值，所述一组信号值被包括在由所述一个或多个感测元件收集的所述传感器数据中，并且所述一组信号值对应于存在于所述一个或多个感测元件处的所述磁场的一个或多个分量；基于所述一组信号值确定一组校准点和一组角位置，所述一组校准点中的每个校准点与所述一组角位置中的相应角位置相关联；基于所述一组校准点和所述一组角位置计算一组校准参数；利用所述一组校准点执行一个或多个安全检查；并且输出所述一个或多个安全检查的结果。10.根据权利要求9所述的角度传感器，其中，用于计算所述一组校准参数的所述一个或多个处理器被配置成：通过求解一组超定方程来执行椭圆回归；并且基于执行所述椭圆回归来计算所述一组校准参数。11.根据权利要求10所述的角度传感器，其中，执行所述椭圆回归的结果包括值矩阵，其中，所述值矩阵包括：所述值矩阵的第一行和第一列中的第一值；并且在所述值矩阵的第二行和所述第一列中的第二值；并且其中，用于计算所述一组校准参数的所述一个或多个处理器被配置成：基于将所述第二值的负值除以所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴柱逸，金贤贞，金世焕，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：