[发明专利]用于测量在测量信号中的方差的方法、用于数据融合的方法、计算机程序、机器可读的存储介质和装置

说明书

本发明涉及一种用于测量在测量信号中的方差的方法(500)，具有以下步骤：借助于高通滤波器(HP)对测量信号进行滤波(501)，以获得滤波后的测量信号；借助于滤波后的测量信号确定(502)方差。

技术领域

本发明涉及一种用于测量在测量信号中的方差的方法和用于数据融合的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序、一种机器可读的存储介质和一种相应的装置，其特别是用在基于卫星的导航中的。

背景技术

由US 7,209,938 B2已知一种借助于卡尔曼滤波器的滤波器技术，其使用用于测量值方差的自适应估计器。在此，卡尔曼滤波器的技术包括信号滤波机制。此外，该信号滤波机制还包括卡尔曼滤波器和方差估计器。

在数据融合中，特别是在借助于惯性传感器和GNSS的导航系统中，通常使用卡尔曼滤波器。除了模型和测量量之外，这些统计滤波器还需要呈测量数据方差形式的关于测量数据质量的附加信息。

对于方差未知或方差可变的测量信号，可使用自适应卡尔曼滤波器来调整方差。为此，通常还使用卡尔曼滤波器的状态，并且通过复数矩阵运算来估计方差。

发明内容

在此背景下，本发明根据主权利要求提出了一种用于估计噪声参数、特别是方差的方法。

该方法特别是适用于在运行期间用于数据融合的卡尔曼滤波器的测量信号，以便获得整个系统的更好的和自适应的滤波性能。

其可实现独立于卡尔曼滤波器模型的资源高效的实现方式。

由此，本发明相对于估计特性具有更多的测量特性。

本发明的核心在于，仅借助于测量信号本身确定卡尔曼滤波器的测量信号中的噪声，特别是方差。由此，噪声的确定更多地被视为噪声的测量。这比估计噪声并且取决于所存储的模型的常规系统有利。

在本发明中应注意，方差的测量在卡尔曼滤波器之外进行，从而不依赖于卡尔曼滤波器固有的固有惯量。由此可快速适配于测量信号的变化。同样有利的是，恒定输入信号更快地产生恒定输出信号。在此提出通过以下方式确定测量信号的方差，即借助于高通滤波器、特别是数字高通滤波器来抑制直流分量，从而抑制实际信号。

特别是当在车辆中使用该方法时，例如在基于卫星导航设备的位置确定中，本发明是有利的。

此外，本发明仅需较少的硬件资源成本。

为此，该方法包括以下步骤：

-借助于高通滤波器过滤测量信号，以获得滤波后的测量信号；

-借助于滤波后的测量信号确定方差。

在此，测量信号可以是任何测量信号。然而，本发明源自以下认知：在将基于卫星的导航设备的信号(GNSS信号)与惯性传感器系统(例如加速度传感器系统)的信号进行数据融合时可实现特别好的结果。

根据有利的实施方式，高通滤波器为线性相位滤波器。

通过使用线性相位滤波器，所有噪声分量具有相同的群延迟。

这通过使用有限脉冲响应(FIR)滤波器可特别简单地实现。

在FIR滤波器的使用中已发现，如果高通滤波器的系数与借以检测测量信号的采样率相关，则方差测量的结果显著改善。

在该方法中起决定性作用的是滤波器路径中尽可能小的群延迟，因为测量信号的噪声可能因行驶状态而异。

因此，在该方法的优选实施方式中，高通滤波器的群延迟适配于方差中与测量任务相关的延迟。

较小的群延迟防止了噪声的变化也可迅速转换为新的方差，从而在行驶状态之间快速切换时方差确定仍然是正确的。