[发明专利]用于求得基于数据的函数模型的梯度的方法和装置有效

专利信息
申请号: 201410721221.8 申请日: 2014-12-02
公开(公告)号: CN104699658B 公开(公告)日: 2019-09-24
发明(设计)人: M.汉泽尔曼;J.M.克勒;H.马克特 申请(专利权)人: 罗伯特·博世有限公司
主分类号: G06F17/15 分类号: G06F17/15
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 杨国治;宣力伟
地址: 德国斯*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 用于 求得 基于 数据 函数 模型 梯度 方法 装置
【说明书】:

发明涉及一种用于计算基于数据的函数模型的梯度、尤其是高斯过程模型的梯度的方法,所述函数模型尤其具有一个或多个累积的基于数据的子函数模型,其中设置模型计算单元(3),所述模型计算单元构造用于在两个循环操作中基于硬件地计算具有指数函数、和函数以及乘法函数的基于数据的函数模型的函数值,其中使用模型计算单元(3)用于为预先给出的输入测量的所希望的值计算基于数据的函数模型的梯度。

技术领域

本发明涉及用于求得基于数据的函数模型的梯度的方法,尤其在使用带有硬件单元的控制组件(Steuerbaustein)的情况下,该硬件单元构造用于硬接线地(hartverdrahtet)计算基于数据的函数模型。

背景技术

为了在控制设备、尤其在用于内燃机的马达控制设备中执行函数模型,可以设置基于数据的函数模型。基于数据的函数模型也称作无参数的模型并且可以在没有特殊规定的情况下从训练数据、也就是训练数据点的量中建立。

由现有技术公开了控制组件,其具有主运算单元和单独的模型计算单元用来计算控制设备中基于数据的函数模型。文件DE 10 2010 028 259 A1例如公开了带有作为模型计算单元的额外逻辑电路的控制设备,该模型计算单元构造用于计算指数函数,从而支持贝叶斯回归方法的实施,所述贝叶斯回归方法尤其需要用于计算高斯过程模型。

模型计算单元总体设计用于实施基于参数和控制点(Stützstelle)或者说训练数据为计算基于数据的函数模型的数学过程。尤其纯粹以硬件实现模型计算单元的用于有效计算指数函数以及和函数(Summenfunktion)的功能,从而能够实现以比软件控制的主运算单元中更高的运算速度来运算高斯过程模型。

在控制设备、尤其用于内燃机的控制设备中基于数据的函数模型的函数值的计算足够用于许多应用情况。然而公开了需要基于数据的函数模型的梯度的应用情况,尤其用于以此计算逆转(inverse)的基于数据的函数模型。

发明内容

根据本发明提出了根据权利要求1所述的用于求得基于数据的函数模型的梯度、尤其高斯过程模型的梯度的方法以及根据并列权利要求所述的装置。

其它设计方案在从属权利要求中得到说明。

根据第一方面提出了用于计算基于数据的函数模型的梯度、尤其高斯过程模型的梯度的方法。模型计算单元构造用于基于硬件以两个嵌套的循环操作来计算具有指数函数、和函数以及乘法函数的基于数据的函数模型的函数值,其中使用模型计算单元用于为预先给出的输入参量的所希望的值计算基于数据的函数模型的梯度。

上述方法的构思在于,实施基于数据的函数模型的梯度的计算,其中基本上应该使用存在的以硬件执行的算法用于计算基于数据的函数模型的函数值。这实现了在基于硬件的模型计算单元中实施基于数据的函数模型的梯度的计算,在该模型计算单元中基本上固定地也就是在硬件方面接线地执行用于计算基于数据的函数模型的算法。通过简化地计算基于数据的函数模型的梯度,尤其可以借助于牛顿迭代法计算反向模型其中针对关于确定的输入维度所给出的目标值可以局部地进行数值反演(Invertierung)。

此外可以提出,通过控制点数据、超参数以及参数矢量定义了基于数据的函数模型,其中参数矢量包含一定数量的元素,所述元素的数量相应于控制点数据点(Stützstellendatenpunkt)的数量,其中为了计算用于预先给出的输入参量的所希望的值的基于数据的函数模型的梯度而修改基于数据的函数模型,其方式是用取决于控制点数据点的权重矢量加载参数矢量。

根据另一实施方式,基于数据的函数模型的梯度作为用于预先给出的输入参量的所希望的值的修改的基于数据的函数模型的函数值可在模型计算单元中进行计算并且加上偏移值。

此外在将控制点数据点标准化时,可以将修改的基于数据的函数模型的函数值与偏移值之和的结果与基于关于输出数据的控制点数据的标准偏差的因子相乘,从而得到基于数据的函数模型的梯度。

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