一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，該方法包括如下步驟：步驟1、將啟動車輛的位置數(shù)據(jù)與行駛數(shù)據(jù)融合成數(shù)據(jù)幀傳給車聯(lián)網(wǎng)中心；步驟2、調(diào)用并清洗存儲的數(shù)據(jù)幀，得到車輛的所有勻速片段；步驟3、對勻速片段進行中心數(shù)據(jù)融合，得到路段坡度數(shù)據(jù)并傳給車聯(lián)網(wǎng)中心；步驟4、車聯(lián)網(wǎng)中心根據(jù)行駛車輛傳來的位置，將坡度數(shù)據(jù)下發(fā)給行駛車輛；步驟5、行駛車輛利用返回的坡度數(shù)據(jù)，計算出該行駛車輛的衛(wèi)星定位坐標與前方坡度E起始位置之間的距離D，并根據(jù)坡度E和距離D進行決策。本發(fā)明的優(yōu)點是：不僅能得到準確的坡度數(shù)據(jù)，而且無需專門對道路進行大量的采樣工作，也不需安裝額外的傳感器，這大大降低了投入成本。
【專利說明】一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法。
【背景技術】
[0002]提高汽車燃油經(jīng)濟性是現(xiàn)代汽車技術發(fā)展的重要方向，除了載重、外形結構、傳動效率等因素外，地理環(huán)境對燃油經(jīng)濟性也有重大影響。當能夠預先探知前方道路的地理環(huán)境時，我們就可以在適當?shù)奈恢瞄_始控制車輛合適的加速度或者發(fā)動機渦輪壓力等，進而提高車輛過坡時的耗油性能。因此，如何感知車輛行駛的地理環(huán)境是一個很重要的問題。
[0003]傳統(tǒng)對車輛坡度感知主要用到傳感器，例如傾角傳感器(發(fā)明專利號:201210076260.8)，加速度傳感器(發(fā)明專利號:200910088125.3 和 201210272414.0)或者GPS測高。傳統(tǒng)方法的缺陷是:當傳感器測量到坡度時，汽車已經(jīng)在坡上了，因而錯過了提前調(diào)整動力的時機；若采用事先測量坡度信息，進而構建道路坡度信息數(shù)據(jù)庫方法，則需要投入專門的測量車輛，且每輛測量車輛都需要安裝額外的傳感器設備，每個傳感器還需要處理各自的誤差，這大大增加了投入成本；若采用GPS測高方法，則在測量過程中很容易受到衛(wèi)星信號的影響，特別是在隧道情況下，往往會完全不能使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題，在于提供一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，通過對啟動車輛的位置數(shù)據(jù)與行駛數(shù)據(jù)進行采集和融合，并將融合的數(shù)據(jù)幀傳給車聯(lián)網(wǎng)中心，再對所有車輛的數(shù)據(jù)幀進行數(shù)據(jù)清洗和中心數(shù)據(jù)融合，并將得到的坡度數(shù)據(jù)存儲在車聯(lián)網(wǎng)中心，行駛車輛則根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)中心下發(fā)的坡度數(shù)據(jù)進行車輛決策，從而達到節(jié)油效果。
[0005]本發(fā)明一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1、車輛啟動后，便開始采集該車輛的衛(wèi)星定位坐標，并將衛(wèi)星定位坐標與道路映射匹配得到該車輛的位置數(shù)據(jù)，同時采集該車輛的行駛數(shù)據(jù)，之后將該車輛的行駛數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)融合成數(shù)據(jù)幀，并上傳給車聯(lián)網(wǎng)中心；
[0007]步驟2、調(diào)用存儲在車聯(lián)網(wǎng)中心的所有車輛的數(shù)據(jù)幀，并對所有車輛的數(shù)據(jù)幀進行數(shù)據(jù)清洗，得到所有勻速片段；
[0008]步驟3、對上述所有勻速片段進行中心數(shù)據(jù)融合，得到整個路段的坡度數(shù)據(jù)，并將坡度數(shù)據(jù)上傳給車聯(lián)網(wǎng)中心；
[0009]步驟4、車聯(lián)網(wǎng)中心根據(jù)行駛車輛傳來的數(shù)據(jù)幀或者衛(wèi)星定位坐標，將前方的坡度數(shù)據(jù)下發(fā)給該行駛車輛；
[0010]步驟5、行駛車輛通過車聯(lián)網(wǎng)中心返回的坡度數(shù)據(jù)，計算出該行駛車輛的衛(wèi)星定位坐標與前方坡度E起始位置之間的距離D，并根據(jù)坡度E和距離D進行決策。
[0011]進一步的，所述步驟I具體包括如下步驟:
[0012]步驟11、當啟動車輛后，便根據(jù)采樣的時間間隔Λ Τ，對該車輛的衛(wèi)星定位坐標進行采集；若衛(wèi)星定位處于有效狀態(tài)，則記下采樣時刻ts及該車輛的衛(wèi)星定位坐標ps，之后進入步驟12 ;若衛(wèi)星定位處于失效狀態(tài)，則進入步驟13 ；
[0013]步驟12、利用最小垂直投影距離法結合車輛行駛方向，將該車輛的衛(wèi)星定位坐標Ps與道路進行映射匹配，得到該車輛的位置數(shù)據(jù)，并將該車輛位置數(shù)據(jù)中的匹配位置ps’與采樣時刻ts記錄到有效位置緩存中；同時采集該車輛的行駛數(shù)據(jù)，再將該車輛的行駛數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)構成一個數(shù)據(jù)幀，并通過無線通信將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給車聯(lián)網(wǎng)中心，之后進入步驟14；
[0014]步驟13、當上述有效位置緩存中有記錄時，就從有效位置緩存中取出該車輛存儲的前一采樣時刻％的匹配位置Ps’，并以匹配位置Ps’為起點，通過該車輛的里程表數(shù)據(jù)與道路地圖算出該車輛的位置數(shù)據(jù)，同時將該車輛的位置數(shù)據(jù)與采集的行駛數(shù)據(jù)構成一個數(shù)據(jù)幀，并通過無線通信將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給車聯(lián)網(wǎng)中心，之后進入步驟14 ;當上述有效位置緩存中沒有記錄時，就直接進入步驟14 ；
[0015]步驟14、若該車輛停止行駛，則清空其有效位置緩存；若該車輛繼續(xù)行駛，則返回步驟11循環(huán)執(zhí)行 。
[0016]進一步的，所述步驟2具體包括如下步驟:
[0017]步驟21、從車聯(lián)網(wǎng)中心的車輛數(shù)據(jù)存儲表中取出其中一輛車的所有數(shù)據(jù)幀；
[0018]步驟22、根據(jù)相鄰采樣時刻之間的時間間隔Λ t的特征，將該車輛所有從啟動到停止過程的連續(xù)數(shù)據(jù)幀逐段分開,并將每一段連續(xù)數(shù)據(jù)幀按采樣時刻&順序排列；
[0019]步驟23、取出上述車輛的一段連續(xù)數(shù)據(jù)幀，通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速η和車輛檔位d，換算出該段連續(xù)數(shù)據(jù)幀在每一采樣時刻ts的速度Vs，并對每一相鄰時刻的速度進行求導，得到加速度as;根據(jù)選取的閾值ε，判斷as是否小于閾值ε，若是則該車輛在采樣時刻ts處為勻速行駛，標記該采樣時刻ts的數(shù)據(jù)幀為I ;若否則該車輛在采樣時刻ts處為非勻速行駛，標記該采樣時刻ts的數(shù)據(jù)幀為0，繼續(xù)比較as的值，直到標記完該段連續(xù)數(shù)據(jù)幀；
[0020]步驟24、按采樣時刻ts排列的順序，掃描標記完的連續(xù)數(shù)據(jù)幀，將其中連續(xù)標記為I的數(shù)據(jù)幀全部取出，并做為勻速片段存入到勻速片段緩存中；
[0021]步驟25、若未處理完該車輛的所有連續(xù)數(shù)據(jù)幀，則返回步驟23循環(huán)執(zhí)行；若已處理完該車輛的所有連續(xù)數(shù)據(jù)幀，則進入步驟26 ；
[0022]步驟26、若已執(zhí)行完車輛數(shù)據(jù)存儲表中所有車輛的數(shù)據(jù)幀，則進入步驟3 ;若未執(zhí)行完車輛數(shù)據(jù)存儲表中所有車輛的數(shù)據(jù)幀，則返回步驟21循環(huán)執(zhí)行。
[0023]進一步的，所述步驟3具體包括如下步驟:
[0024]步驟31、從勻速片段緩存中取一已知載重車輛A的勻速片段a做為初始片段，設該初始片段中，車輛的位置數(shù)據(jù)為{Pal，Pd，…Pan，Pdl，Pd2，"IdlJ，并由發(fā)動機扭矩T與發(fā)動機轉(zhuǎn)速η算出各點功率P ;設相鄰位置數(shù)據(jù)Pa2與Pal的功率變化量為APa2^1，則該勻速片段相鄰位置的功率變化序列為:
[0025]
【權利要求】
1.一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟: 步驟1、車輛啟動后，便開始采集該車輛的衛(wèi)星定位坐標，并將衛(wèi)星定位坐標與道路映射匹配得到該車輛的位置數(shù)據(jù)，同時采集該車輛的行駛數(shù)據(jù)，之后將該車輛的行駛數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)融合成數(shù)據(jù)幀，并上傳給車聯(lián)網(wǎng)中心； 步驟2、調(diào)用存儲在車聯(lián)網(wǎng)中心的所有車輛的數(shù)據(jù)幀，并對所有車輛的數(shù)據(jù)幀進行數(shù)據(jù)清洗，得到所有勻速片段； 步驟3、對上述所有勻速片段進行中心數(shù)據(jù)融合，得到整個路段的坡度數(shù)據(jù)，并將坡度數(shù)據(jù)上傳給車聯(lián)網(wǎng)中心； 步驟4、車聯(lián)網(wǎng)中心根據(jù)行駛車輛傳來的數(shù)據(jù)幀或者衛(wèi)星定位坐標，將前方的坡度數(shù)據(jù)下發(fā)給該行駛車輛； 步驟5、行駛車輛通過車聯(lián)網(wǎng)中心返回的坡度數(shù)據(jù)，計算出該行駛車輛的衛(wèi)星定位坐標與前方坡度E起始位置之間的距離D，并根據(jù)坡度E和距離D進行決策。
2.如權利要求1所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知方法，其特征在于:所述步驟I具體包括如下步驟: 步驟11、當啟動車輛后，便根據(jù)采樣的時間間隔Λ Τ，對該車輛的衛(wèi)星定位坐標進行采集；若衛(wèi)星定位處于有效狀態(tài)，則記下采樣時刻ts及該車輛的衛(wèi)星定位坐標ps，之后進入步驟12 ;若衛(wèi)星定位處 于失效狀態(tài)，則進入步驟13 ； 步驟12、利用最小垂直投影距離法結合車輛行駛方向，將該車輛的衛(wèi)星定位坐標ps與道路進行映射匹配，得到該車輛的位置數(shù)據(jù)，并將該車輛位置數(shù)據(jù)中的匹配位置Ps’與采樣時刻ts記錄到有效位置緩存中；同時采集該車輛的行駛數(shù)據(jù)，再將該車輛的行駛數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)構成一個數(shù)據(jù)幀，并通過無線通信將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給車聯(lián)網(wǎng)中心，之后進入步驟14 ；步驟13、當上述有效位置緩存中有記錄時，就從有效位置緩存中取出該車輛存儲的前一采樣時刻ts的匹配位置ps’，并以匹配位置ps’為起點，通過該車輛的里程表數(shù)據(jù)與道路地圖算出該車輛的位置數(shù)據(jù)，同時將該車輛的位置數(shù)據(jù)與采集的行駛數(shù)據(jù)構成一個數(shù)據(jù)幀，并通過無線通信將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給車聯(lián)網(wǎng)中心，之后進入步驟14 ;當上述有效位置緩存中沒有記錄時，就直接進入步驟14 ； 步驟14、若該車輛停止行駛，則清空其有效位置緩存；若該車輛繼續(xù)行駛，則返回步驟11循環(huán)執(zhí)行。
3.如權利要求1或2所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述位置數(shù)據(jù)包括匹配位置Ps’和路段ID rs ;所述行駛數(shù)據(jù)包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速η、發(fā)動機扭矩T及車輛檔位d。
4.如權利要求2所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)中貞為 In, T, d, ps，，ts, rj。
5.如權利要求1所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述步驟2具體包括如下步驟: 步驟21、從車聯(lián)網(wǎng)中心的車輛數(shù)據(jù)存儲表中取出其中一輛車的所有數(shù)據(jù)幀； 步驟22、根據(jù)相鄰采樣時刻之間的時間間隔Λ t的特征，將該車輛所有從啟動到停止過程的連續(xù)數(shù)據(jù)幀逐段分開,并將每一段連續(xù)數(shù)據(jù)幀按采樣時刻&順序排列； 步驟23、取出上述車輛的一段連續(xù)數(shù)據(jù)幀，通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速η和車輛檔位d，換算出該段連續(xù)數(shù)據(jù)幀在每一采樣時刻ts的速度Vs，并對每一相鄰時刻的速度進行求導，得到加速度as;根據(jù)選取的閾值ε，判斷as是否小于閾值ε，若是則該車輛在采樣時刻ts處為勻速行駛，標記該采樣時刻ts的數(shù)據(jù)幀為I ;若否則該車輛在采樣時刻ts處為非勻速行駛，標記該采樣時刻ts的數(shù)據(jù)幀為O，繼續(xù)比較as的值，直到標記完該段連續(xù)數(shù)據(jù)幀； 步驟24、按采樣時刻ts排列的順序，掃描標記完的連續(xù)數(shù)據(jù)幀，將其中連續(xù)標記為I的數(shù)據(jù)幀全部取出，并做為勻速片段存入到勻速片段緩存中； 步驟25、若未處理完該車輛的所有連續(xù)數(shù)據(jù)幀，則返回步驟23循環(huán)執(zhí)行；若已處理完該車輛的所有連續(xù)數(shù)據(jù)幀，則進入步驟26 ； 步驟26、若已執(zhí)行完車輛數(shù)據(jù)存儲表中所有車輛的數(shù)據(jù)幀，則進入步驟3 ;若未執(zhí)行完車輛數(shù)據(jù)存儲表中所有車輛的數(shù)據(jù)幀，則返回步驟21循環(huán)執(zhí)行。
6.如權利要求5所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述相鄰采樣時刻之間的時間間隔At的特征為:若在同一連續(xù)數(shù)據(jù)幀中，則該時間間隔At等于采樣的時間間隔Λ T ;若在兩段連續(xù)數(shù)據(jù)幀中，則該時間間隔Λ t大于采樣的時間間隔Λ T0
7.如權利要求1所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述步驟3具體包括如下步驟: 步驟31、從勻速片段緩存中取一已知載重車輛A的勻速片段a做為初始片段，設該初始片段中，車輛的位置數(shù)據(jù)為{pai，pa2，…Pan, Pdi，Pm，"IdiJ，并由發(fā)動機扭矩T與發(fā)動機轉(zhuǎn)速η算出各點功率P ;設相鄰位置數(shù)據(jù)Pa2與Pal的功率變化量為Λ Pa2；al,則該勻速片段相鄰位置的功率變化序列為:
8.如權利要求7所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述步驟33的具體計算過程為:先由發(fā)動機扭矩T與發(fā)動機轉(zhuǎn)速n，分別算出重疊位置數(shù)據(jù)pd2、pdl處


A車的發(fā)動機輸出功率Pad2及Padl ;再根據(jù)坡度i與汽車功率P的關系
9.如權利要求1所述的一種車輛地理環(huán)境挖掘感知節(jié)油方法，其特征在于:所述步驟4具體包括如下步驟: 步驟41、車聯(lián)網(wǎng)中心將傳來的坡度數(shù)據(jù)存入坡度數(shù)據(jù)存儲表中； 步驟42、行駛車輛將衛(wèi)星定位坐標與行駛方向上傳給車聯(lián)網(wǎng)中心； 步驟43、車聯(lián)網(wǎng)中心接收行駛車輛傳來的數(shù)據(jù)幀或者衛(wèi)星定位坐標及行駛方向，若接收的是該行駛車輛的數(shù)據(jù)幀，則取出數(shù)據(jù)幀中的匹配位置Ps’和路段ID rs，之后進入步驟.44;若接收的是該行駛車輛的衛(wèi)星定位坐標及行駛方向，則利用最小垂直投影距離法并結合行駛方向，將該行駛車輛的衛(wèi)星定位坐標與道路進行映射匹配，得到該行駛車輛的匹配位置Ps ”和路段ID rs’，之后進入步驟44 ； 步驟44、根據(jù)匹配位置ps’及路段ID rs或者匹配位置ps”及路段ID rs’，將前方的坡度數(shù)據(jù)下發(fā)給該行駛車輛。
【文檔編號】B60W40/00GK104002816SQ201410218446
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權日:2014年5月22日
【發(fā)明者】涂巖愷, 時宜, 韋昌榮, 黃家乾 申請人:廈門雅迅網(wǎng)絡股份有限公司