基於比較率的濾波器激活和去激活的製作方法
2023-06-24 04:09:01
基於比較率的濾波器激活和去激活的製作方法
【專利摘要】本發明涉及基於比較率的濾波器激活和去激活。一種系統包括：多個傳感器，其測量物理參數；處理單元，其通信地耦合到該多個傳感器並且被配置為從該多個傳感器中的每一個接收傳感器數據；其中該處理單元進一步被配置為針對該多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率；其中該處理單元進一步被配置為當該多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第一閾值內時，執行第一動作；以及其中該處理單元進一步被配置為當該多個傳感器中的至少一個的變化率不在該多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時，執行第二動作。
【專利說明】基於比較率的濾波器激活和去激活
【技術領域】
[0001]本發明涉及基於比較率的濾波器激活和去激活。
【背景技術】
[0002]為了增加的完整性而結合冗餘的傳感器的系統有時將其輸出提供給其它系統。有時在從傳感器輸出的信號中存在噪聲。來自傳感器的輸出信號中的噪聲可能具有眾多的原因，諸如測量參數本身中的噪聲或者由傳感器本身引起的噪聲。由測量參數本身引起的噪聲包括存在於測量參數中的小波動，諸如所測量的電場、氣壓、水溫等中的波動。由傳感器本身引起的噪聲包括由傳感器的電路和/或機械組件中的缺陷引起的噪聲。
[0003]在一些系統中，濾波器用於減少存在於輸出信號中的瞬態噪聲。對輸出信號進行濾波可能對針對測量參數的變化的響應時間有負面的影響。在一些情況下，接收系統不允許數據中的時間延遲和/或優選或期望傳感器輸出具有與傳感器的輸入相同的響應，加上某個最小傳輸延遲。一些系統通過降低被施加於輸出信號的信號濾波的水平來實現對變化的輸入的快速響應。增加的信號濾波利用由噪聲引起的信號變化的基本上減少來提供更加穩定的輸出，該噪聲包括測量參數本身中的噪聲並且還包括電路中的噪聲。
[0004]因此，已知的系統只能夠實現噪聲減少和快速響應時間的折衷水平。雖然無噪聲的輸出是優選的，但是這在也期望快速響應時間時是難以實現的。
【發明內容】
[0005]一種系統包括:多個傳感器，其測量物理參數；處理單元，其通信地耦合到該多個傳感器並且被配置為從該多個傳感器中的每一個接收傳感器數據；其中該處理單元進一步被配置為針對該多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率；其中該處理單元進一步被配置為當該多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第一閾值內時，執行第一動作；以及其中該處理單元進一步被配置為當該多個傳感器中的至少一個的變化率不在該多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時，執行第二動作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]要理解的是，附圖僅描繪了示例性實施例並且因此不應被認為是在範圍方面限制，將通過使用附圖來描述具有附加的特徵和細節的示例性實施例，在附圖中:
[0007]圖1是描繪了根據本公開的機載於飛行器上實現的傳感器濾波系統的示例性實施例的總圖；
[0008]圖2是描繪了圖1的傳感器濾波系統的示例性實施例的框圖；
[0009]圖3A-3B是描繪了根據本公開的傳感器濾波系統的附加示例性實施例的框圖；以及
[0010]圖4是描繪了根據本公開的方法的示例性實施例的流程圖。[0011]根據慣例，各種被描述的特徵並不是按比例繪製的，而是被繪製以強調與示例性實施例相關的特定特徵。
【具體實施方式】
[0012]在以下詳細的描述中，對形成該詳細的描述的一部分的附圖進行參考，並且其中通過圖示示出了特定的說明性實施例。然而，應當理解的是，可以利用其它實施例，並且可以進行邏輯變化、機械變化和電變化。此外，在繪製的圖和說明書中呈現的方法不應被解釋為限制可以按照其執行各個步驟的順序。因此，以下詳細的描述不應在限制的意義上被理解。
[0013]圖1是描繪了機載於飛行器102上實現的傳感器濾波系統100的示例性實施例的總圖。傳感器濾波系統100包括通信地耦合到第一傳感器106和第二傳感器108的處理單元104。雖然在圖1中示出了機載於飛行器102 (包括噴氣式飛機、飛機、直升飛機、小型飛船和氣球)上實現的傳感器濾波系統100，但是要理解的是，在其它示例性實施例中，傳感器濾波系統100在其它交通工具(諸如宇宙飛船、海洋船隻(包括船舶和潛水艇)、以及地面交通工具)上；在飛彈、火箭和其它彈道及射彈上；被集成到由地面上、結構或洞穴中、空中、水上或水中、或空間中的個體使用的系統中；被集成到建築物、其它結構和/或洞穴中；被用於製造、製備、採礦、提取和精製工藝和系統中；或者以其它方式和為了其它用途而被集成。
[0014]在機載於飛行器102上實現的傳感器濾波系統100的示例性實施例中，處理單元104被集成到航空電子設備和/或空中數據系統、軟體和功能(諸如飛行管理計算機、飛行控制計算機和飛行管理功能)中。在示例性實施例中，傳感器濾波系統100被實現為航空電子設備和/或空中數據系統中的虛擬集成航空電子設備封裝或其它軟體功能的一部分。在示例性實現方式中，傳感器濾波系統被集成到傳感器特定應用中，該傳感器特定應用可能具有其自己的硬體或共享的硬體和/或使用通用的處理資源來實現。在示例性實現方式中，傳感器濾波系統被集成到其自己的單獨的計算機中或者被集成到慣性計算機/功能、引擎控制計算機/功能等中。
[0015]第一傳感器106和第二傳感器108感測相同的物理參數。示例物理參數包括但不限於速度和/或速率(包括飛行器飛行速度和/或速率，另一個對象、人或交通工具的速度和/或速率，系統中的物質的速度和/或速率，以及以各種方式測量的其它速度和/或速率)、加速度(包括由加速度計測量的線性加速度，由陀螺儀測量的角加速度，以及由慣性測量單元和傳感器測量的其它加速度/速率)、壓力(諸如大氣壓力，泵浦壓力等)、高度和/或深度(諸如飛行器高度或潛水艇深度)、距離、位置(諸如GNSS接收器)、溫度(諸如氣溫，水溫，引擎溫度，以及其它氣體、液體和固體溫度)、存儲物(諸如燃料，氧或其它氣體或固體)的水平等。因此，示例傳感器包括空氣數據傳感器、速度和/或速率傳感器(諸如飛行速度和/或速率傳感器)、加速度計、陀螺儀、慣性測量單元、壓力傳感器、高度和深度傳感器、距離傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、存儲水平傳感器等。
[0016]圖2是描繪了機載於飛行器102上實現的傳感器濾波系統100的框圖。如上所述，傳感器濾波系統100包括處理單元104、第一傳感器106和第二傳感器108。通常，處理單元104從第一傳感器106和第二傳感器108接收傳感器數據。更具體地說，處理單元104包括通信地耦合到存儲器204的處理器202。在示例性實施例中，處理器202實現基於來自第一傳感器106和第二傳感器108的測量物理參數的變化率來執行選擇性濾波的邏輯。在示例性實施例中，存儲器204存儲有可由處理器202執行並且被用來實現執行選擇性濾波的邏輯的計算機可讀指令。在示例性實施例中，存儲器204存儲有來自第一傳感器106和第二傳感器108的關於測量物理參數的數據，包括當前測量的傳感器數據、歷史傳感器數據和/或經平均和濾波的歷史傳感器數據。
[0017]由物理參數本身中的噪聲或者由傳感器(諸如傳感器的電子學部件或機械部分)中的缺陷引入的噪聲所引起的測量物理參數中的噪聲是不期望的。另外，當在由傳感器提供的數據中存在實際變化時，快速響應時間是期望的。系統100的處理單元104 (通過使用處理器202來實現選擇性濾波的邏輯)有助於在少許變化或沒有變化的周期期間使噪聲最小化，同時保持對實際變化的快速響應時間。處理單元104從第一傳感器106接收第一原始傳感器數據並且從第二傳感器108接收第二原始傳感器數據。處理單元104確定第一原始傳感器數據的第一變化率和第二原始傳感器數據的第二變化率。
[0018]處理單元104進一步將該第一變化率與該第二變化率進行比較。在示例性實施例中，當傳感器106和傳感器108的輸出的變化率在彼此的閾值內時(指示它們正以近似相同的比率並在同一方向上變化)，系統100確定來自第一傳感器106和第二傳感器108的輸出的變化更有可能是測量物理參數中的實際合理的變化，並且完全不被濾波。這實現對測量物理參數中的實際變化的非常快的響應時間。相反，當第一傳感器106和第二傳感器108的輸出的變化率不在彼此的閾值內時，系統100確定輸出的變化更有可能是第一傳感器106和第二傳感器108中的至少一個的輸出中的噪聲，並且來自第一傳感器106和第二傳感器108的輸出被大量地濾波。
[0019]在示例性實施例中，第一傳感器106和第二傳感器108是冗餘的傳感器。在示例性實施例中，附加的傳感器也被包括在系統100中。在示例性實施例中，第一傳感器106和第二傳感器108是感測相同的物理參數的同一類型的傳感器。在其中第一傳感器106和第二傳感器108是同一類型的冗餘傳感器的示例性實施例中，在來自第一傳感器106和第二傳感器108(在其內傳感器數據的濾波被最小化或關閉)的傳感器數據的變化率之間可能有更窄的閾值。
[0020]在其它實施例中，第一傳感器106和第二傳感器108是感測相同的物理參數的不同類型的傳感器。例如，第一傳感器106可以使用第一技術來感測特定物理參數，而第二傳感器108可以使用第二技術來感測相同的特定物理參數。在該情況下，第一傳感器106和第二傳感器108中的每一個的獨特的技術可以使所感測的物理輸出在不同時間處略有不同。例如，實現第一技術的第一類型的第一傳感器106可以具有比實現第二技術的第二類型的第二傳感器108更快的響應時間。因此，第一傳感器106可以比第二傳感器108更快地響應於所感測的物理參數的變化。在其它示例中，實現第一技術的第一類型的第一傳感器106與實現第二技術的第二類型的第二傳感器108相比可以固有地提供更穩定的輸出。因此，當第二傳感器108的輸出變化時，第一傳感器106的輸出可能不變化。在其中第一傳感器106和第二傳感器108是感測相同的物理參數的不同類型的傳感器的示例性實施例中，在來自第一傳感器106和第二傳感器108 (在其內傳感器數據的濾波將被最小化或關閉)的傳感器數據的變化率之間可能有更大的可允許的閾值。[0021]圖3A-3B是描繪了傳感器濾波系統300的附加示例性實施例的框圖。雖然任何傳感器濾波系統300可以被實現在飛行器(包括噴氣式飛機、飛機、直升飛機、小型飛船和氣球)上，但是它們也可以被實現在其它交通工具(諸如宇宙飛船、海洋船隻(包括船舶和潛水艇)、以及地面交通工具)上；在飛彈、火箭和其它彈道及射彈上；被集成到由地面上、結構或洞穴中、空中、水上或水中、或空間中的個體使用的系統中；被集成到建築物、其它結構和/或洞穴中；被用於製造、製備、採礦、提取和精製工藝和系統中；或者被集成成其它方式和為了其它用途。圖3A-3B中的每一個圖示出傳感器濾波系統300的不同實施例，分別被標記為 300A-300B。
[0022]圖3A是描繪了傳感器濾波系統300A的示例性實施例的框圖，該傳感器濾波系統300A包括具有處理器304和存儲器306的處理單元302和同一類型的多個傳感器308 (至少包括傳感器308-1和傳感器308-2以及可選傳感器308-3至傳感器308-N)。在示例性實施例中，處理單元302通信地稱合到傳感器308。在示例性實施例中，處理單元302的處理器304通信地耦合到處理單元302的存儲器306。在示例性實施例中，處理單元302 (並且更具體地說，處理器304)實現在本文中所描述的選擇性濾波。在示例性實施例中，傳感器308-1和傳感器308-2(以及還存在的可選傳感器308-3至308-N中的任一個)是冗餘的傳感器。在示例性實施例中，傳感器308-1和傳感器308-2是感測相同的物理參數的同一類型的傳感器。在其中傳感器308-1和傳感器308-2是同一類型的冗餘傳感器的示例性實施例中，來自任何兩個傳感器(諸如傳感器308-1和傳感器308-2)的傳感器數據的變化率之間的閾值可以是相對窄的， 因為任何兩個同一類型的冗餘傳感器之間的變化率的差預計是相對低的。
[0023]在示例性實施例中，將多個傳感器308中的每一個單獨的傳感器的數據的變化率與多個傳感器308中的所有其它單獨的傳感器的變化率進行比較，以確定每一個變化率對之間的任何差是否落入到閾值/範圍內。當多個對中的每一個的變化率之間的差落入到閾值/範圍內時，執行多個傳感器的傳感器數據的最低限度的濾波或無濾波。相反，當多個對中的每一個的變化率之間的差未落入到閾值/範圍內時，與當多個對中的每一個的變化率之間的差落入到閾值/範圍內時相比對多個傳感器的傳感器數據更多地濾波。雖然在示例性實施例中變化率是否落入到預定閾值內的此確定被用來判定是否對傳感器數據進行濾波和/或對傳感器數據濾波多少，但是它也可以被用來採取選擇性濾波以外的其它動作。
[0024]在示例性實施例中，處理單元302通過從當前的傳感器樣本中減去之前的傳感器樣本並且將該差值除以傳感器樣本步長,來確定每個傳感器308的變化率。更具體地說，處理單元302針對每個傳感器確定當前的傳感器樣本與之前的傳感器樣本之間的增量(差)。例如:△傳感器:=傳感器Jt)-傳感器Jt-1) ; △傳感器2 =傳感器2(t)-傳感器2(t-1)；以及Λ傳感器3=傳感器3(t)_傳感器3(t_l)。在示例性實施例中，假設在計算增量(差)之前傳感器數據是有效的。在其它示例性實施例中，在執行功能之前檢驗傳感器有效性並且根據增量(差)確定來排除任何已知的無效數據。在示例性實施例中，重要的是確保同時捕獲用於增量的傳感器數據。在示例性實施例中，如果傳感器數據未被同時捕獲，則時間差可能導致濾波器的幾個讀取周期的錯誤狀態。
[0025]一旦已經計算了所有增量，則處理單元302通過為每一對增量確定商來確定所有增量是否正以近似相同的比率在同一方向上移動。在示例性實現方式中，傳感器數據可以在正方向或負方向上移動，並且因此，增量也可以是正的或負的。在處理單元302確定商之前，處理單元302針對傳感器組合中的任一個確定當前的傳感器樣本與之前的傳感器樣本之間的增量(差)是否為零。如果處理單元302確定任何一對傳感器308的任何增量(差)等於零，則激活濾波器並繞過剩餘的步驟。這是因為在增量中的至少一個為零的情況下傳感器數據被假定為是靜態的並且不變化。此外，當一個或多個都等於零時，處理單元302不能計算商，因為它不能冒除以零的危險。因此，如果增量中的任一個等於零，則激活濾波器。
[0026]另外，處理單元302進一步為每個傳感器對確定商。例如:商1= Δ傳感器傳感器2 ;商2 = Λ傳感器J Δ傳感器3 ；以及商3 = Δ傳感器J Δ傳感器3。處理單元302進一步將每一個商與下限和上限進行比較，以確定每一個商是否落入到由下限和上限創建的範圍內。例如:下限<商1<上限；下限<商2<上限；下限<商3<上限。雖然要求將被包括在最終結果中的針對所有傳感器的商的每一個組合，但是在示例性實施例中沒有必要確定逆商(inverse quotient)組合，因為它們將通過範圍檢驗和下限與上限的關係來被提供。在示例性實施例中，除非所有增量率全部為正或全部為負，否則商中的一個或多個將是負的並且正的閾值的使用實現對不是都在同一方向上移動的增量率的檢測。因此，商之一中的負號指示至少一個傳感器數據變化處於與其它相反的方向上。在示例性實施例中，必須被確定的商的總數等於系統300A中所包括的從I到N-1的傳感器編號的和。例如，針對5傳感器情況的商的數目是:1+2+3+4 = 10個商，以及針對3傳感器情況的商的數目是:1+2 = 3個商。
[0027]如上所述，範圍檢驗和下限與上限之間的關係允許用於檢測商和其倒數兩者的單一範圍。因此，下限被選擇為商和倒數中無論哪一個的較小者，而上限被選擇為商和倒數中無論哪一個的較大者。例如，如果期望各種傳感器對組合之間的閾值為對中的一個在該對中的另一個的25%以內，則下限將是0.75或3/4(其在I的25%以內)，並且上限將是
1.333或4/3 (其是0.75或3/4的倒數，並且也在I的25%以內)。類似地，如果各種傳感器對組合之間的閾值為對中的一個在對中的另一個的IO %以內，則下限將是.90或9/10，並且上限將是1.111 (其是0.9或9/10的倒數，並且在I的10%內)。
[0028]在示例性實施例中，如果所有商都在由下限和上限提供的範圍內，則將濾波器去激活。這是因為所有傳感器數據正以類似的比率在同一方向上變化，使得我們可以假設(我們需要跟上的)真實比率出現且變化不是由噪聲引起的。在示例性實施例中，如果一個或多個商不在由下限和上限提供的範圍內，則激活濾波器。這是因為並不是所有的傳感器數據都正以類似的比率在同一方向上變化並且關於所發生的比率變化的一致的缺乏是由輸入上的噪聲或意外變化引起的。要理解的是，隨著傳感器的數目增加，所計算的增量和商的數目也增加。在示例性實施例中，針對每一個傳感器對計算一個商。
[0029]關於針對範圍選擇小百分比差的一個問題是，小百分比差要求非常低的系統噪聲以及來自每一個傳感器的幾乎相同的結果。在示例性實施例中，系統噪聲和傳感器到傳感器變化將使得難以利用小百分比差作為閾值。預期比率變化和誤差源的建模可以與各種百分比一起被用來確定最佳的閾值百分比(並且因此是最佳範圍)，其在被給定系統噪聲限制的情況下允許最小比率變化而不用濾波。
[0030]圖3B是描繪了傳感器濾波系統300B的示例性實施例的框圖，該傳感器濾波系統300B包括具有處理器304和存儲器306的處理單元302、第一類型的至少一個傳感器308(至少包括傳感器308-1以及可選傳感器308-2至308-N)和第二類型的至少一個傳感器310 (包括至少一個傳感器310-1以及可選傳感器310-2至310-M)。在示例性實施例中，處理單元302通信地耦合到至少一個傳感器308和至少一個傳感器310。在示例性實施例中，處理單元302的處理器304通信地耦合到處理單元302的存儲器306。在示例性實施例中，處理單元302 (並且更具體地說，處理器304)實現在本文中所描述的選擇性濾波。在示例性實施例中，至少一個傳感器308-1屬於第一類型，而至少一個傳感器310-1屬於第二類型，並且第一和第二類型是測量相同的物理參數的不同類型的傳感器。在一些實現方式中，兩個不同類型的傳感器使用不同的技術來測量相同的物理參數。
[0031]取代要求同一類型的至少兩個傳感器308 (如在系統300A中那樣)，系統300B要求第一類型的至少一個傳感器308-1和第二類型的至少一個傳感器310-1。即使有該差異，以上關於系統300A所描述的原理也仍然適用。唯一的區別是，需要有第一類型的至少一個傳感器308-1和第二類型的至少一個傳感器310-1。在示例性實施例中，第一類型的傳感器和第二類型的傳感器的響應特性是不同的。在示例性實施例中，將多個傳感器308和傳感器310中的每一個單獨的傳感器的數據變化率與多個傳感器308和傳感器310中的所有其它單獨的傳感器的變化率進行比較，以確定每一個變化率對之間的任何差是否落入到閾值/範圍內。當多個對中的每一個的變化率之間的差落入到閾值/範圍內時，執行多個傳感器的傳感器數據的最低限度的濾波或無濾波。相反，當多個對中的每一個的變化率之間的差未落入到閾值/範圍內時，與當多個對中的每一個的變化率之間的差落入到閾值/範圍內時相比對多個傳感器的傳感器數據更多地濾波。因此，系統300B實現使來自測量相同的物理參數的不同傳感器的傳感器數據平滑。
[0032]在示例性實施例中，範圍檢驗和下限與上限之間的關係允許用於檢測商和其倒數兩者的單一範圍。因此，下限被選擇為商和倒數中無論哪一個的較小者，而上限被選擇為商和倒數中無論哪一個的較大者。在實現第一類型的至少一個傳感器308-1和第二類型的至少一個傳感器310-1的示例中，各種傳感器對組合之間的閾值可能更大以允許可能在兩種類型的傳感器中固有的變化率的更多變化。例如，如果期望各種傳感器對組合之間的閾值為對中的一個在該對中的另一個的50%以內，則下限將是0.5或1/2 (其在I的50%以內)，並且上限將是2 (其是0.5的倒數，並且也在I的50%以內)。要理解的是，可以選擇不同的上限和下限，以使針對快速響應的期望與用於對噪聲進行濾波的期望平衡。
[0033]雖然系統300A示出了兩種不同類型的傳感器，但是要理解的是，在其它實施例中還可以包括更大量的不同類型的傳感器。系統300B的示例性實施例包括各種多個第一類型傳感器的傳感器308和第二類型傳感器的傳感器310。在一些實施例中，使用來自多個傳感器類型的傳感器(諸如至少一個傳感器308、至少一個傳感器310和來自其它傳感器類型的傳感器)，以便使存在共模故障的可能性最小化，該共模故障影響這兩種傳感器類型(其中同一傳感器類型的兩個或更多傳感器都能夠讀取相同內容並且可能都是錯誤的，因為它們都具有相同的故障機制，而同一類型的多個傳感器(諸如，多個傳感器308和多個傳感器310)也被用於冗餘。
[0034]在系統100、300A和/或300B中的任一個的示例性實施例中，存在基於上述邏輯的濾波或者不存在基於上述邏輯的濾波。在系統100、300A和/或300B中的任一個的其它示例性實施例中，或多或少地存在基於上述邏輯的濾波。例如，當所有多個傳感器的變化率不在彼此的閾值內時，一些實施例可以允許一些較少的濾波，諸如傳感器之間的平均數據，而當所有多個傳感器的變化率在彼此的閾值內時，執行更多的濾波。在其它實施例中，如果沒有濾波正被執行，則選擇傳感器之一作為默認傳感器，以使得其值被用作當沒有濾波被執行時的值，而當執行了濾波時，使用來自多個傳感器的值的濾波組合。在其它示例性實施例中，代替濾波或不濾波或者除了濾波或不濾波以外，基於所描述的邏輯來採取一些其它動作。
[0035]系統100、300A和/或300B中的任一個或它們的變化的示例性實施例不限於單一的閾值或者甚至不限於濾波器的激活/去激活。可以使用任何數目的閾值以及連續可變的關係，以使多個不同的濾波器被激活。例如，系統100、300A和/或300B中的任一個或它們的變化可以有多個閾值水平，以使得多個不同的行為根據閾值而發生。例如，如果所有比率對在第一範圍(第一閾值)內，則系統可以表現第一特定方式；如果所有比率對不在第一範圍(第一閾值)內但是在第二個更寬的範圍(第二閾值)內，則系統可以以第二特定方式表現；等。因此，在示例性實施例中，存在多個不同類型的上限和/或下限，其可以被套用來具有多個不同反應。
[0036]在示例性實施例中，方法400還包括:當多個傳感器中的至少一個的變化率不在多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時並且當多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第二閾值內時，執行可選第三動作，其中該第二閾值大於該第一閾值。
[0037]另外，雖然已經在本文中討論了濾波器的激活/去激活，但是要理解的是，在本文中所描述的系統和方法也可以適用於其它類型的行為或動作，其中可以使用輸入數據的狀態來選擇激活/去激活的寬範圍。
[0038]圖4是描繪了示例性方法400的流程圖。示例性方法400在方框402處開始，其中從測量物理參數的多個傳感器中的每一個接收傳感器數據。在示例性實施例中，多個傳感器的至少第一組屬於類似的類型。在示例性實施例中，多個傳感器的至少第一組屬於不同的類型。在示例性實施例中，該方法被實現在飛行器或其它交通工具上。
[0039]示例性方法400進入方框404，其中針對多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與多個傳感器中的所有其它單獨的傳感器比較傳感器數據的變化率。在示例性實施例中，在方框404處比較變化率包括確定多個商，該多個商中的每一個是通過將多個傳感器中的第一傳感器的變化率除以多個傳感器中的第二傳感器的變化率來確定的。在示例性實施例中，存在將每一個傳感器與每一個其它傳感器的變化率進行比較的商，儘管沒有必要針對每一個對存在冗餘的反商(其中一個的比率在一種情況下是分子而在另一種情況下是分母)。
[0040]示例性方法400進入方框406，其中當多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第一閾值內時，執行第一動作。在示例性實施例中，第一動作包括基於多個傳感器中的至少一個來輸出未經濾波的傳感器數據。在示例性實施例中，第一動作包括基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出第一經濾波的傳感器數據，其中與以下描述的第二經濾波的傳感器數據相比對該第一經濾波的傳感器數據更少地濾波。
[0041]示例性方法400進入方框408，其中當多個傳感器中的至少一個的變化率不在多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時，執行第二動作。在示例性實施例中，第二動作包括基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出經濾波的傳感器數據。在示例性實施例中，第二動作包括基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出第二經濾波的傳感器數據，其中與上述第一經濾波的傳感器數據相比對第二經濾波的傳感器數據更多地濾波。
[0042]在示例性實施例中，方法400還包括:通過尋找當前的傳感器測量結果與之前的傳感器測量結果之間的差，以及將該差除以當前的傳感器測量結果與之前的傳感器測量結果之間的持續時間，來計算多個傳感器中的每一個單獨的傳感器的傳感器數據的變化率，其中，對於多個傳感器中的每一個單獨的傳感器來說，當前的傳感器測量結果和之前的傳感器測量結果之間的持續時間是相同的。在示例性實施例中，方法400還包括:通過被配置為將多個商與下限和上限之間的一系列值進行比較，來確定多個傳感器中的每一個的變化率是否在所有其它多個傳感器的閾值內，其中，該上限是該下限的倒數。在示例性實施例中，方法400還包括:當多個傳感器中的至少一個的變化率不在多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時並且當多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第二閾值內時，執行第三動作，其中，該第二閾值大於該第一閾值。
[0043]如在本說明書中所使用的那樣，處理設備或單元(諸如但不限於以上描述的並在圖2和圖3A-3B中所示的處理器202)包括在濾波系統200中使用的軟體程序、固件或其它用於執行各種方法、過程任務、計算和控制功能的計算機可讀指令或者利用這些起作用。通常這些指令被存儲在用於計算機可讀指令或數據結構的儲存的任何適當的計算機可讀介質(諸如但不限於存儲器204)上。計算機可讀介質可以被實現為可由通用或專用計算機或處理器、或任何可編程邏輯器件訪問的任何可用介質。合適的處理器可讀介質可以包括非瞬態儲存或存儲介質，諸如磁介質或光學介質。例如，非瞬態儲存或存儲介質可以包括傳統的硬碟、緊緻盤-只讀存儲器(CD-ROM)、易失性或非易失性介質，諸如隨機存取存儲器(RAM)(包括但不限於同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、雙倍數據速率(DDR)RAM、RAMBUS動態RAM(RDRAM)、靜態RAM(SRAM)等)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、以及快閃記憶體等。合適的處理器可讀介質還可以包括經由諸如網絡和/或無線鏈路之類的通信介質傳送的傳輸介質，諸如電、電磁或數位訊號。
[0044]示例實施例
[0045]示例I包括一種系統，其包括:多個傳感器，其測量物理參數；處理單元，其通信地耦合到該多個傳感器並且被配置為從該多個傳感器中的每一個接收傳感器數據；其中該處理單元進一步被配置為針對該多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率；其中該處理單元進一步被配置為當該多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第一閾值內時，執行第一動作；以及其中該處理單元進一步被配置為當該多個傳感器中的至少一個的變化率不在該多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時，執行第二動作。
[0046]示例2包括示例I的系統，其中，該處理單元被配置為，通過被配置為確定多個商，來針對該多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率，該多個商中的每一個是通過將第一傳感器的變化率除以第二傳感器的變化率來確定的；其中，該處理單元被配置為，通過被配置為將多個商與下限和上限之間的一系列值進行比較，來確定該多個傳感器中的每一個的變化率是否在所有其它多個傳感器的閾值內，其中，該上限是該下限的倒數。[0047]示例3包括示例1-2中的任一個的系統，其中，第一動作是基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出未經濾波的傳感器數據；以及其中，第二動作是基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出經濾波的傳感器數據。
[0048]示例4包括示例3的系統，其中，未經濾波的傳感器數據更快地響應於物理參數的變化；以及其中，經濾波的傳感器數據減輕了傳感器數據中的噪聲的影響。
[0049]示例5包括示例14中的任一個的系統，其中，第一動作是基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出第一經濾波的傳感器數據；以及其中，第二動作是基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出第二經濾波的傳感器數據；以及其中，與該第二經濾波的傳感器數據相比，該第一經濾波的傳感器數據被濾波得更少。
[0050]示例6包括示例5的系統，其中，與第二經濾波的傳感器數據相比，第一經濾波的傳感器數據更快地響應於物理參數的變化；以及其中，與第一經濾波的傳感器數據相比，第二經濾波的傳感器數據更有效地減輕了傳感器數據中的噪聲的影響。
[0051]示例7包括示例1-6中的任一個的系統，其中，多個傳感器中的至少兩個是同一類型的傳感器。
[0052]示例8包括示例1-7中的任一個的系統，其中，多個傳感器中的至少兩個是不同類型的傳感器。
[0053]示例9包括示例1-8中的任一個的系統，其中，該處理單元進一步被配置為，當多個傳感器中的至少一個的變化率不在多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時並且當多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第二閾值內時，執行第三動作，其中，該第二閾值大於該第一閾值。
[0054]示例10包括示例1-9中的任一個的系統，其中，該系統在飛行器、宇宙飛船和飛彈之一上。
[0055]示例11包括示例1-10中的任一個的系統，其中，多個傳感器中的每一個單獨的傳感器的變化率是基於當前的傳感器測量結果、之前的傳感器測量結果、以及當前的傳感器測量結果和之前的傳感器測量結果之間的持續時間來計算的，其中，對於多個傳感器中的每一個單獨的傳感器來說，當前的傳感器測量結果和之前的傳感器測量結果之間的持續時間是相同的。
[0056]不例12包括不例1-11中的任一個的系統，其中，多個傳感器選自空氣數據傳感器、速度傳感器、速率傳感器、加速度計、陀螺儀、慣性測量單元、壓力傳感器、位置傳感器、高度和深度傳感器、距離傳感器、溫度傳感器和存儲水平傳感器。
[0057]示例13包括一種方法，其包括:從測量物理參數的多個傳感器中的每一個接收傳感器數據；針對該多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率；當該多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第一閾值內時，執行第一動作；以及當該多個傳感器中的至少一個的變化率不在該多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時，執行第二動作。
[0058]示例14包括示例13的方法，其中，針對多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率包括確定多個商，該多個商中的每一個是通過將第一傳感器的變化率除以第二傳感器的變化率來確定的；以及該方法還包括:通過被配置為將多個商與下限和上限之間的一系列值進行比較，來確定多個傳感器中的每一個的變化率是否在所有其它多個傳感器的閾值內，其中，該上限是該下限的倒數。
[0059]示例15包括示例13-14中的任一個的方法，其中，第一動作包括基於多個傳感器中的至少一個來輸出未經濾波的傳感器數據；以及其中，第二動作包括基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出經濾波的傳感器數據。
[0060]示例16包括示例13-15中的任一個的方法，其中，第一動作包括基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出第一經濾波的傳感器數據；以及其中，第二動作包括基於來自多個傳感器中的至少一個的傳感器數據來輸出第二經濾波的傳感器數據；以及其中，與該第二經濾波的傳感器數據相比，該第一經濾波的傳感器數據被濾波得更少。
[0061]示例17包括示例13-16中的任一個的方法,其還包括:通過尋找當前的傳感器測量結果和之前的傳感器測量結果之間的差，並將差除以當前的傳感器測量結果和之前的傳感器測量結果之間的持續時間，來計算多個傳感器中的每一個單獨的傳感器的傳感器數據的變化率，其中，對於多個傳感器中的每一個單獨的傳感器來說，當前的傳感器測量結果和之前的傳感器測量結果之間的持續時間是相同的。
[0062]示例18包括示例12-17中的任一個的方法，其還包括:當多個傳感器中的至少一個的變化率不在該多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時並且當多個傳感器中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第二閾值內時，執行第三動作，其中，該第二閾值大
於該第一閾值。
[0063]示例19包括示例1-18中的任一個的方法，其中，該傳感器在飛行器、宇宙飛船和飛彈之一上。
[0064]示例20包括一種系統，其包括:多個傳感器，其測量物理參數；處理單元，其通信地耦合到該多個傳感器，並且被配置為從該多個傳感器中的每一個接收傳感器數據；其中，處理設備進一步被配置為針對多個傳感器中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率；其中，該處理單元進一步被配置為當多個傳感器中的至少一個的變化率不在多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時，對傳感器數據進行濾波。
【權利要求】
1.一種系統(100、30(^、30(?)，其包括: 多個傳感器(106、108、308、310)，其測量物理參數； 處理單元(104、302)，其通信地耦合到多個傳感器(106、108、308、310)並且被配置為從多個傳感器(106、108、308、310)中的每一個接收傳感器數據(402)； 其中，處理單元(104)進一步被配置為針對多個傳感器(106、108、308、310)中的每一個單獨的傳感器與多個傳感器(106、108、308、310)中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率(404)； 其中，該處理單元進一步被配置為當多個傳感器(106、108、308、310)中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器(106、108、308、310)的第一閾值內時，執行第一動作(406);以及 其中，該處理單元進一步被配置為當多個傳感器(106、108、308、310)中的至少一個的變化率不在多個傳感器(106、108、308、310)中的至少另一個的第一閾值內時，執行第二動作(408)。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，第一動作是基於來自多個傳感器(106、108、308、310)中的至少一個的傳感器數據來輸出未經濾波的傳感器數據；以及 其中，第二動作是基於來自多個傳感器(106、108、308、310)中的至少一個的傳感器數據來輸出經濾波的傳感器數據。
3.一種方法，其包括:` 從測量物理參數的多個傳感器(106、108、308、310)中的每一個接收傳感器數據(402)； 針對多個傳感器(106、108、308、310)中的每一個單獨的傳感器與該多個傳感器中的其它單獨的傳感器中的每一個比較傳感器數據之間的變化率(404)； 當多個傳感器(106、108、308、310)中的每一個的變化率在所有其它多個傳感器的第一閾值內時，執行第一動作(406);以及 當多個傳感器(106、108、308、310)中的至少一個的變化率不在多個傳感器中的至少另一個的第一閾值內時，執行第二動作(408)。
【文檔編號】G01D3/032GK103727963SQ201310755739
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月9日 優先權日:2012年10月10日
【發明者】S·F·羅戈夫, L·E·維特施 申請人:霍尼韋爾國際公司