センサを較正する方法

著者らは特許

G01D18/00 - グループG01D1/00からG01D15/00に分類された装置の試験または較正
G01L27/002 - 指示器の
G01P21/00 - このサブクラスの他のグループに包含される装置または器具の試験または較正
G01P21/02 - 速度計に関するもの
G01S19/13 - 受信機
G01W1/00 - 気象学
G01W1/18 - 気象測器の試験または較正

の所有者の特許 JP2016528480:

コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V.

 

センサを較正する方法であって、センサの位置を決定するステップと、センサの識別データ及び位置を有するセンサデータを較正データプロバイダに提供するステップと、較正データプロバイダから較正データを取得するステップと、較正データに従ってセンサを較正するステップとを有する、方法である。

 

 

本発明は、センサを較正する方法に関する。
センサは、屋内用及び/又は屋外用の製品に使用されることが増えている。しばしばこうした製品は価格に敏感である。製造時のセンサ較正はコストを増大させ、したがって、製品の設置時にユーザに較正を任せることが望ましい。しかしながら、このようなユーザにより実行される較正は、ユーザビリティに複雑さを加える。ユーザは、技術的及び他の不明な内容に直面し、あるいは、較正のために利用可能な参考資料が無い場合は、実行不可能でさえあり得る。加えて、センサの位置は、多くのケースにおいて、例えばセンサが気圧センサ又は風速センサである場合、較正に影響を与える。センサの位置は、センサにオフセットを与え得る。例えば、気圧は高度とともに減少するため、気圧センサの高さは、センサにオフセットを与える。ユーザが、気圧センサあるいは風速センサ等を、ビルの地上階又はビルの最上階に設置した場合には、違いが出る。
どのように信頼性の高いユーザ実施のセンサ較正を得るかについての解決策を提供することが有利である。
この関心事をより良く扱うために、本発明の第1態様では、センサを較正する方法が示され、該方法は、
− モバイル機器から較正手順を開始するステップと、
− モバイル機器とセンサとの間の通信を確立させるステップと、
− モバイル機器によってセンサの識別を取得するステップと、
− モバイル機器の位置を決定するステップと、
− 較正データの要求を較正データプロバイダに送信するステップであって、該要求は、少なくともセンサの識別及びモバイル機器の位置を有する当該ステップと、
− 較正データプロバイダから較正データを受信するステップであって、該較正データは、すでに較正された少なくとも1つの他のセンサであって、且つ、較正すべきセンサと同じ種類の少なくとも1つの他のセンサによって現在検知されている値に対応する当該ステップと、
− 較正データに従ってセンサを較正するステップと
を有する。
この方法を実行することによって、関連性のある較正データが取得されることが保証され得る。センサの位置は、センサの種類に関係性があるものに依存して、例えば、経度、緯度、高度及び/又はセンサが屋内か又は屋外かに関係し得ることに留意されたい。
本方法の実施形態によれば、センサデータを較正データプロバイダに提供する操作は、センサデータをセンサに送信するステップを有し、較正データを較正データプロバイダから取得する操作は、較正データをサーバから受信するステップを有する。サーバに較正データプロバイダを配置すること、又はサーバを介して較正データプロバイダと通信することは、較正データプロバイダ、較正データの取得、較正データをアップデートする効率的なやり方をデザインする自由度の範囲を与える。
本方法の実施形態によれば、少なくとも1つの較正されたセンサから現在の検知値を取得することによって較正データを生成するステップと、較正すべきセンサと少なくとも1つの較正されたセンサとの間の位置の差に対して現在の検知値を補償するステップとを有する。すぐに売り切れる、センサを担持する多くのデバイスを考慮すると、センサの位置に十分に関連性がある参照データがほぼあらゆる場所にあるであろう。
本方法の実施形態によれば、現在の検知値は、緯度、経度、高度、及び気象データの少なくとも1つに依存する。
本方法の実施形態によれば、本方法は、センサと通信するモバイル機器で実行される。例えば、方法が、スマートフォン、タブレット、又はいくつかの他の適切なモバイル機器などのモバイル機器で実行されるアプリを作ることが可能であることが有利である。
本方法の実施形態によれば、位置を決定するステップは、モバイル機器内の位置プロバイダから位置を取得するステップを有する。これは、今日のほとんどのモバイル機器が、GPS(Global Positioning System)受信機などの既に一体化された位置プロバイダを有するため、モバイル機器の使用の別の有利な点である。
本方法の実施形態によれば、センサデータを提供するステップと、較正データを取得するステップとは、サーバと通信するモバイル機器によって実行される。既に上述したように、較正データを提供するためのサーバの使用は、有利である。
本発明の別の態様によれば、
− センサの位置を提供する位置プロバイダと、
− 識別データを有するセンサデータを取得する手段と、
− センサデータを較正データプロバイダに提供し、較正データプロバイダから較正データを取得する手段と、
− 較正データに従ってセンサを較正する手段と
を有する、センサを較正するためのデバイスが提供される。センサを較正するためのデバイスは、有利には、スマートフォン、タブレットなどのモバイル機器を用いて実現される。センサは、同じくモバイル機器に実装されてもよい。
本発明の別の態様によれば、
− 較正すべきセンサについてのセンサデータを取得する手段と、
− 少なくとも1つの較正されたセンサから現在の検知値を取得する手段と、
− 較正すべきセンサと少なくとも1つの較正されたセンサとの間の位置の差に対して現在の検知値を補償し、対応する較正データを生成する手段と、
− 較正データをセンサに提供する手段と
を有する、較正データプロバイダが提供される。このデバイスは、有利には、いくつかの予め較正されたセンサと都合よく接続可能なサーバ又はこれに類するものを用いて実現される。
本発明の別の態様によれば、
− 較正すべきセンサから較正の要求を受信するステップであって、該要求は、識別データ及びセンサの位置を含むセンサデータを有する当該ステップと、
− 較正データを生成するステップと、
− センサに較正データを提供するステップと
を有する、較正データをセンサに提供する方法が提供される。この方法は、サーバ又はこれに類するものなどのリモートデバイス上で実行されるコンピュータプログラムとして実施することが可能である。
センサに較正データを提供する方法の実施形態によれば、較正データを生成するステップの操作は、少なくとも1つの較正されたセンサから現在の検知値を取得するステップと、較正すべきセンサと少なくとも1つの較正されたセンサとの間の位置の任意の差に対して現在の検知値を補償するステップとを有する。既に較正された他のセンサの現在の値を使用することによって、較正が行うための信頼性できる値が得られる。
本発明は、ここでより詳細に及び添付の図面を参照して説明されるだろう。
図1は、本発明による方法の実施形態を示すフローチャートの一つである。 図2は、本発明による方法の実施形態を示すフローチャートの一つである。 図3は、本発明によるセンサ較正のためのシステムの実施形態を模式的に示す。 図4は、較正中の、システムの部品間の通信を模式的に示す。 図5は、本発明によるデバイスの実施形態の模式的なブロックダイアグラムである。
センサを較正する方法の実施形態によれば、センサの位置を決定するステップ(図1のボックス100を参照)と、識別データ及びセンサの位置を有するセンサデータを較正データプロバイダに提供するステップ(ボックス101)と、較正データプロバイダから較正データを取得するステップ(ボックス102)と、較正データに従ってセンサを較正するステップ(ボックス103)とを有する通常操作がある。少なくともいくつかの操作は、下記に例示されるように、代替的なデバイスで実施され得る。
センサを較正する方法は、センサに較正データを提供する方法と相互作用する。この実施形態は、較正すべきセンサから較正の要求を受信するステップであって、該要求は、識別データ及びセンサの位置を含むセンサデータを有する当該ステップ(図2のボックス200を参照)と、較正データを生成するステップ(ボックス201を参照)と、センサに較正データを提供するステップ(ボックス202)とを有する通常操作を有する。センサを較正する方法と、センサに較正データを提供する方法との相互作用は、データ通信方法における相互作用に関連するとみなされ得、いくつかの操作は一端で実行され、他の操作は他端で実行される。ここで、センサを較正する方法の実施形態は、通常、第1デバイスで実施され、センサに較正データを提供する方法は、通常、第2デバイスで実施され、第1及び第2デバイスは、方法の操作を実行するために互いに通信する。
上記方法は、図3に示されるように、特にユーザが1以上のセンサ301を所有するセンサ較正用システム300で実施されることが意図され、該センサは、屋内用及び/又は屋外用の1以上の製品302と組み合わされ、センサ301は、通常、モバイル機器303との接続を介して、及びさらにインターネット304を介して、サーバ305にある1以上のサービスに情報をアップロードする。製品302は、ビジネスで販売され、サービス305は、同じビジネスによって又は第3者のサービスを介して得られた情報によって利用される。第1位置Aのユーザ宅において、第1センサ301、例えば気圧センサ、高度センサ、風速センサなどが使用される。しかしながら、第1センサ301の位置は、センサにオフセットを与え得る。例えば、気圧は高度とともに減少するため、気圧センサ301の高さは、センサにオフセットを与える。ユーザが、例えば気圧センサ又は風速センサを、ビルの地上階又はビルの最上階に設置した場合、違いが出る。代替的に、又は付加的に、第1センサ301の製造時の基本設定は、少し不適切で有り得る。その場合、第1センサ301は較正される必要がある。
第1センサ301を較正するために、第1センサ301と同じ種類である、第2位置Bの別のユーザの予め較正された第2センサ306又は1以上の他のユーザの通常いくつかの第2センサが、第1センサ301に較正データを提供するため、第1位置Aと第2位置Bとの間の関係の基準として使用される。サーバ305は、較正データプロバイダとして作用し、第1センサ301から受信した較正データの要求に応じて、第2センサ306から参照データを集め、対応する較正データを生成し、第1センサ301に較正データを送信する。
本発明によるセンサを較正する方法は、したがって下記のステップ:
− モバイル機器303から較正手順を開始するステップと、
− モバイル機器303とセンサとの間の通信を確立させるステップと、
− モバイル機器303によってセンサの識別(ID)を取得するステップと、
− モバイル機器303の位置を決定するステップと、
− 較正データの要求を較正データプロバイダに送信するステップであって、該要求は、少なくともセンサの識別(ID)及びモバイル機器303の位置を有し、該要求は、モバイル機器303によって送信される当該ステップと、
− 較正データプロバイダから較正データを受信するステップであって、該較正データは、すでに較正されており、且つ、較正すべきセンサと同じ種類の少なくとも1つの他のセンサによって現在検知されている値に対応する当該ステップと、
− 較正データに従ってセンサを較正するステップと
を有する。
より具体的には、図4に示されるように、図4の(i)で、第1センサ301のユーザは、アプリ、すなわちアプリケーションプログラムを、ユーザのモバイル機器303にダウンロードし、アプリを用いて較正手順を開始する。(ii)で、無線又は有線接続がモバイル機器303と第1センサ301との間に確立され、第1センサ301の識別(ID)がアプリによって取得される。好ましくは、センサIDは、アプリによって送信された要求及び第1センサ301によって返信された応答によってモバイル機器303に伝送される。代替的に、ユーザは、例えば第1センサ301のラベルに提供されるセンサIDを入力するように促される。モバイル機器は、GPS受信機などの位置プロバイダを有し、位置を取得する。上述のように、位置情報は、センサが屋内にあるのか又は屋外にあるのかについての情報も含む。その後、(iii)で、モバイル機器303は、較正データの要求をサーバ305に送信する。要求は、少なくともセンサID及び位置を含むセンサデータを有する。モバイル機器303がセンサ301の近くにあるため、モバイル機器の位置は、センサ301の位置として使用するのにも十分に正確である。
較正データの要求を受信すると、サーバ305は、既に較正されている同じ種類の他のセンサ、すなわち同じ物理量を検知するセンサを見つけるために、センサIDをデータベースのセンサIDと比較する。その後、サーバ305は、既に較正されている少なくとも1つの他のセンサ306からセンサ値を要求する。要求は、他のセンサと関連するモバイル機器307に送信され、該他のセンサは、他のセンサ306から現在の値を取得する。モバイル機器307は、この値をサーバ305に返信する。現在の検知値を受信すると、サーバ305は、要求しているセンサ、すなわち較正すべきセンサ301及び較正されたセンサ306の位置を比較し、種々異なる位置に起因する調整を計算する。システムにおける他のセンサは、上記に詳述されるようにモバイル機器307と関連してもよいが、通信手段を備えることもできる。
種々異なる位置での種々異なる状態を正確に補償することが可能であれば、較正された1又は複数のセンサ306は、較正されるべきセンサ301から数キロメートル離れるなど、むしろ遠くにあり得る。しかしながら、これは一般に、何の物理量が測定されるかに大きく依存する。いくつかの較正されたセンサ306からの検知値が使用される場合、一般に、これらの何らかの種類の平均値が決定される。
結果の値は、モバイル機器303に返信され、較正データとして使用される。モバイル機器は、較正データをセンサ301に提供し、これはその後較正される。最終的に、ユーザは、モバイル機器303によって、センサ301が使用できる状態であることが通知される。
本方法の多くの代替的な実施形態がある。1つの代替案では、一定間隔で、センサ306は、検知値を、データベースをアップデートするサーバ305に報告する。サーバが較正データの要求を受信すると、データベースから値をフェッチし、該値は最新である。これは、要求するモバイル機器303への素早い応答という有利な点を有する。加えて、特にこの実施形態において及び他の実施形態においても、較正に使用する検知値が関連性があることを保証するために、検知値にタイムスタンプをすることは有利である。サーバ305は、タイムリミットを決定する情報を各種類のセンサに提供し、該センサは、センサが測定する物理量に依存して異なる。したがって、サーバ305は、確実に関連性があるとするには古すぎる検知値の使用を防止する。種々異なる物理量の時間にわたる可変性は、種々異なる。タイムスタンプは、センサによって、又はシステムにおけるいくつかの他のデバイスによって、どのくらい時間がクリティカルか、及びシステム300が、値が検知された時の記録をどのように管理するのかに応じて、追加されてもよい。しかしながら、検知値をセンサでタイプスタンプすることは、システム300における通信遅延の影響を除去する。
別の実施形態によれば、モバイル機器303が演算を実行し、サーバ305は、単に現在の検知値を提供する。
第1センサ301の位置に加えて、センサデータは、モバイル機器303が第1センサ301から取得する検知値を含むことができ、該検知値は、他のセンサ306からの現在の検知値と比較される。
図5に示されるように、センサを較正するためのデバイス、例えばモバイル機器又はタブレット500の実施形態によれば、該デバイスは、GPS受信機などの位置プロバイダ501と、識別データを有するセンサデータを取得する手段502と、センサデータを較正データプロバイダに提供し、較正データプロバイダから較正データを取得する手段503と、センサを較正データに従って較正する手段504とを有する。上記からわかるように、これらの手段502、503、504は、主にソフトウェアとして実装することができるが、少なくともこれらはセンサデバイス302及び較正データプロバイダ505と通信するための物理的インターフェースが必要である。主にハードウェアに実装される手段も同じく実行可能である。
サーバなどの較正データプロバイダ505の実施形態によれば、該プロバイダは、較正すべきセンサについてのセンサデータを取得する手段508と、少なくとも1つの較正されたセンサ506から現在の検知値を取得する手段509と、較正すべきセンサ302と少なくとも1つの較正されたセンサ506との間の位置の差に対して現在の検知値を補償し、対応する較正データを生成する手段507と、較正データをセンサに提供する手段510とを有する。上記からわかるように、これらの手段507−510は、主にソフトウェアとして実装することができるが、少なくともこれらは第1センサ302を較正するためのデバイス500と通信する及び第2センサ506と通信するための物理的インターフェースが必要である。主にハードウェアに実装される手段も同じく実行可能である。
代替的な実施形態の通り、センサ301を較正するためのデバイスがセンサに一体化されるように、センサ301は、ユーザインタラクション・アプリケーション及びサーバ接続を有する。
最初に、第1ユーザがセンサを購入するとき、ユーザがユーザのセンサを較正するための何らかの基準を持つために、例えば製造業者は、前もって較正されたいくつかのセンサを戦略的な場所に配置している。
本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、解説的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
開示された実施形態に対する他のバリエーションは、当業者により、請求項に係る発明を実施する際に、図面、開示内容、及び添付の請求項の精査から理解され、達成され得る。請求項において「有する(comprising)」なる単語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に列挙されたいくつかの項目の機能を充足し得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に引用されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、ハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッド−ステート媒体などの適切な媒体に保存/分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介してなどの他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。




  1. センサを較正する方法であって、
    − モバイル機器から較正手順を開始するステップと、
    − 前記モバイル機器と前記センサとの間の通信を確立させるステップと、
    − 前記モバイル機器によって前記センサの識別を取得するステップと、
    − 前記モバイル機器の位置を決定するステップと、
    − 較正データの要求を較正データプロバイダに送信するステップであって、前記要求は、少なくとも前記センサの前記識別及び前記モバイル機器の前記位置を有する当該ステップと、
    − 前記較正データプロバイダから較正データを受信するステップであって、前記較正データは、すでに較正されている少なくとも1つの他のセンサであって、且つ、較正すべき前記センサと同じ種類の前記少なくとも1つの他のセンサによって現在検知されている値に対応する当該ステップと、
    − 前記較正データに従って前記センサを較正するステップと
    を有する、方法。

  2. 前記センサデータを較正データプロバイダに提供するステップは、前記センサデータをサーバに送信するステップを有し、前記較正データを前記較正データプロバイダから取得するステップは、前記較正データを前記サーバから受信するステップを有する、請求項1に記載の方法。

  3. 前記較正すべきセンサと前記少なくとも1つの較正されたセンサとの間の差に対して前記現在の検知値を補償するステップをさらに有する、請求項1または2に記載の方法。

  4. 前記現在の検知値は、緯度、経度、高度、及び気象データの少なくとも1つに依存する、請求項3に記載の方法。

  5. 前記較正は、再較正である、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法。

  6. 前記位置を決定するステップは、前記モバイル機器内の位置プロバイダから位置を取得するステップを有する、請求項1に記載の方法。

  7. 前記センサデータを提供するステップと、前記較正データを取得するステップとは、サーバと通信する前記モバイル機器によって実行される、請求項6に記載の方法。

  8. 前記センサを較正するステップは、前記モバイル機器から前記較正データを前記センサに通信するステップを有する、請求項6または7に記載の方法。

  9. − センサの位置を提供する位置プロバイダと、
    − 識別データを有するセンサデータを取得する手段と、
    − 前記センサデータを較正データプロバイダに提供し、前記較正データプロバイダから較正データを取得する手段と、
    − 前記較正データに従って前記センサを較正する手段と
    を有する、センサを較正するためのデバイス。

  10. − 較正すべきセンサについてのセンサデータを取得する手段と、
    − 少なくとも1つの較正されたセンサから現在の検知値を取得する手段と、
    − 前記較正すべきセンサと前記少なくとも1つの較正されたセンサとの間の位置の差に対して前記現在の検知値を補償し、対応する較正データを生成する手段と、
    − 前記較正データを前記較正すべきセンサに提供する手段と
    を有する、較正データプロバイダ。

  11. 前記較正データプロバイダは、サーバに配置される、請求項10に記載の較正データプロバイダ。

  12. 較正データをセンサに提供する方法であって、
    − 較正すべきセンサから較正の要求を受信するステップであって、前記要求は、識別データ及び前記センサの前記位置を含むセンサデータを有する当該ステップと、
    − 較正データを生成するステップと、
    − 前記センサに前記較正データを提供するステップと
    を有する、方法。

  13. 前記較正データを生成するステップは、少なくとも1つの較正されたセンサから現在の検知値を取得するステップと、前記較正すべきセンサと前記少なくとも1つの較正されたセンサとの間の位置の任意の差に対して前記現在の検知値を補償するステップとを有する、請求項12に記載の方法。

  14. 前記方法は、リモートデバイスと通信するサーバで実行される、請求項12または13に記載の方法。

 

 

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