一种车辆地理环境挖掘感知节油方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，该方法包括如下步骤：步骤1、将启动车辆的位置数据与行驶数据融合成数据帧传给车联网中心；步骤2、调用并清洗存储的数据帧，得到车辆的所有匀速片段；步骤3、对匀速片段进行中心数据融合，得到路段坡度数据并传给车联网中心；步骤4、车联网中心根据行驶车辆传来的位置，将坡度数据下发给行驶车辆；步骤5、行驶车辆利用返回的坡度数据，计算出该行驶车辆的卫星定位坐标与前方坡度E起始位置之间的距离D，并根据坡度E和距离D进行决策。本发明的优点是：不仅能得到准确的坡度数据，而且无需专门对道路进行大量的采样工作，也不需安装额外的传感器，这大大降低了投入成本。
【专利说明】一种车辆地理环境挖掘感知节油方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆地理环境挖掘感知节油方法。
【背景技术】
[0002]提高汽车燃油经济性是现代汽车技术发展的重要方向，除了载重、外形结构、传动效率等因素外，地理环境对燃油经济性也有重大影响。当能够预先探知前方道路的地理环境时，我们就可以在适当的位置开始控制车辆合适的加速度或者发动机涡轮压力等，进而提高车辆过坡时的耗油性能。因此，如何感知车辆行驶的地理环境是一个很重要的问题。
[0003]传统对车辆坡度感知主要用到传感器，例如倾角传感器(发明专利号:201210076260.8)，加速度传感器(发明专利号:200910088125.3 和 201210272414.0)或者GPS测高。传统方法的缺陷是:当传感器测量到坡度时，汽车已经在坡上了，因而错过了提前调整动力的时机；若采用事先测量坡度信息，进而构建道路坡度信息数据库方法，则需要投入专门的测量车辆，且每辆测量车辆都需要安装额外的传感器设备，每个传感器还需要处理各自的误差，这大大增加了投入成本；若采用GPS测高方法，则在测量过程中很容易受到卫星信号的影响，特别是在隧道情况下，往往会完全不能使用。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题，在于提供一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，通过对启动车辆的位置数据与行驶数据进行采集和融合，并将融合的数据帧传给车联网中心，再对所有车辆的数据帧进行数据清洗和中心数据融合，并将得到的坡度数据存储在车联网中心，行驶车辆则根据车联网中心下发的坡度数据进行车辆决策，从而达到节油效果。
[0005]本发明一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，包括如下步骤:
[0006]步骤1、车辆启动后，便开始采集该车辆的卫星定位坐标，并将卫星定位坐标与道路映射匹配得到该车辆的位置数据，同时采集该车辆的行驶数据，之后将该车辆的行驶数据与位置数据融合成数据帧，并上传给车联网中心；
[0007]步骤2、调用存储在车联网中心的所有车辆的数据帧，并对所有车辆的数据帧进行数据清洗，得到所有匀速片段；
[0008]步骤3、对上述所有匀速片段进行中心数据融合，得到整个路段的坡度数据，并将坡度数据上传给车联网中心；
[0009]步骤4、车联网中心根据行驶车辆传来的数据帧或者卫星定位坐标，将前方的坡度数据下发给该行驶车辆；
[0010]步骤5、行驶车辆通过车联网中心返回的坡度数据，计算出该行驶车辆的卫星定位坐标与前方坡度E起始位置之间的距离D，并根据坡度E和距离D进行决策。
[0011]进一步的，所述步骤I具体包括如下步骤:
[0012]步骤11、当启动车辆后，便根据采样的时间间隔Λ Τ，对该车辆的卫星定位坐标进行采集；若卫星定位处于有效状态，则记下采样时刻ts及该车辆的卫星定位坐标ps，之后进入步骤12 ;若卫星定位处于失效状态，则进入步骤13 ；
[0013]步骤12、利用最小垂直投影距离法结合车辆行驶方向，将该车辆的卫星定位坐标Ps与道路进行映射匹配，得到该车辆的位置数据，并将该车辆位置数据中的匹配位置ps’与采样时刻ts记录到有效位置缓存中；同时采集该车辆的行驶数据，再将该车辆的行驶数据与位置数据构成一个数据帧，并通过无线通信将数据帧发送给车联网中心，之后进入步骤14；
[0014]步骤13、当上述有效位置缓存中有记录时，就从有效位置缓存中取出该车辆存储的前一采样时刻％的匹配位置Ps’，并以匹配位置Ps’为起点，通过该车辆的里程表数据与道路地图算出该车辆的位置数据，同时将该车辆的位置数据与采集的行驶数据构成一个数据帧，并通过无线通信将数据帧发送给车联网中心，之后进入步骤14 ;当上述有效位置缓存中没有记录时，就直接进入步骤14 ；
[0015]步骤14、若该车辆停止行驶，则清空其有效位置缓存；若该车辆继续行驶，则返回步骤11循环执行 。
[0016]进一步的，所述步骤2具体包括如下步骤:
[0017]步骤21、从车联网中心的车辆数据存储表中取出其中一辆车的所有数据帧；
[0018]步骤22、根据相邻采样时刻之间的时间间隔Λ t的特征，将该车辆所有从启动到停止过程的连续数据帧逐段分开,并将每一段连续数据帧按采样时刻&顺序排列；
[0019]步骤23、取出上述车辆的一段连续数据帧，通过发动机转速η和车辆档位d，换算出该段连续数据帧在每一采样时刻ts的速度Vs，并对每一相邻时刻的速度进行求导，得到加速度as;根据选取的阈值ε，判断as是否小于阈值ε，若是则该车辆在采样时刻ts处为匀速行驶，标记该采样时刻ts的数据帧为I ;若否则该车辆在采样时刻ts处为非匀速行驶，标记该采样时刻ts的数据帧为0，继续比较as的值，直到标记完该段连续数据帧；
[0020]步骤24、按采样时刻ts排列的顺序，扫描标记完的连续数据帧，将其中连续标记为I的数据帧全部取出，并做为匀速片段存入到匀速片段缓存中；
[0021]步骤25、若未处理完该车辆的所有连续数据帧，则返回步骤23循环执行；若已处理完该车辆的所有连续数据帧，则进入步骤26 ；
[0022]步骤26、若已执行完车辆数据存储表中所有车辆的数据帧，则进入步骤3 ;若未执行完车辆数据存储表中所有车辆的数据帧，则返回步骤21循环执行。
[0023]进一步的，所述步骤3具体包括如下步骤:
[0024]步骤31、从匀速片段缓存中取一已知载重车辆A的匀速片段a做为初始片段，设该初始片段中，车辆的位置数据为{Pal，Pd，…Pan，Pdl，Pd2，"IdlJ，并由发动机扭矩T与发动机转速η算出各点功率P ;设相邻位置数据Pa2与Pal的功率变化量为APa2^1，则该匀速片段相邻位置的功率变化序列为:
[0025]
【权利要求】
1.一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述方法包括如下步骤: 步骤1、车辆启动后，便开始采集该车辆的卫星定位坐标，并将卫星定位坐标与道路映射匹配得到该车辆的位置数据，同时采集该车辆的行驶数据，之后将该车辆的行驶数据与位置数据融合成数据帧，并上传给车联网中心； 步骤2、调用存储在车联网中心的所有车辆的数据帧，并对所有车辆的数据帧进行数据清洗，得到所有匀速片段； 步骤3、对上述所有匀速片段进行中心数据融合，得到整个路段的坡度数据，并将坡度数据上传给车联网中心； 步骤4、车联网中心根据行驶车辆传来的数据帧或者卫星定位坐标，将前方的坡度数据下发给该行驶车辆； 步骤5、行驶车辆通过车联网中心返回的坡度数据，计算出该行驶车辆的卫星定位坐标与前方坡度E起始位置之间的距离D，并根据坡度E和距离D进行决策。
2.如权利要求1所述的一种车辆地理环境挖掘感知方法，其特征在于:所述步骤I具体包括如下步骤: 步骤11、当启动车辆后，便根据采样的时间间隔Λ Τ，对该车辆的卫星定位坐标进行采集；若卫星定位处于有效状态，则记下采样时刻ts及该车辆的卫星定位坐标ps，之后进入步骤12 ;若卫星定位处 于失效状态，则进入步骤13 ； 步骤12、利用最小垂直投影距离法结合车辆行驶方向，将该车辆的卫星定位坐标ps与道路进行映射匹配，得到该车辆的位置数据，并将该车辆位置数据中的匹配位置Ps’与采样时刻ts记录到有效位置缓存中；同时采集该车辆的行驶数据，再将该车辆的行驶数据与位置数据构成一个数据帧，并通过无线通信将数据帧发送给车联网中心，之后进入步骤14 ；步骤13、当上述有效位置缓存中有记录时，就从有效位置缓存中取出该车辆存储的前一采样时刻ts的匹配位置ps’，并以匹配位置ps’为起点，通过该车辆的里程表数据与道路地图算出该车辆的位置数据，同时将该车辆的位置数据与采集的行驶数据构成一个数据帧，并通过无线通信将数据帧发送给车联网中心，之后进入步骤14 ;当上述有效位置缓存中没有记录时，就直接进入步骤14 ； 步骤14、若该车辆停止行驶，则清空其有效位置缓存；若该车辆继续行驶，则返回步骤11循环执行。
3.如权利要求1或2所述的一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述位置数据包括匹配位置Ps’和路段ID rs ;所述行驶数据包括发动机转速η、发动机扭矩T及车辆档位d。
4.如权利要求2所述的一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述数据中贞为 In, T, d, ps，，ts, rj。
5.如权利要求1所述的一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述步骤2具体包括如下步骤: 步骤21、从车联网中心的车辆数据存储表中取出其中一辆车的所有数据帧； 步骤22、根据相邻采样时刻之间的时间间隔Λ t的特征，将该车辆所有从启动到停止过程的连续数据帧逐段分开,并将每一段连续数据帧按采样时刻&顺序排列； 步骤23、取出上述车辆的一段连续数据帧，通过发动机转速η和车辆档位d，换算出该段连续数据帧在每一采样时刻ts的速度Vs，并对每一相邻时刻的速度进行求导，得到加速度as;根据选取的阈值ε，判断as是否小于阈值ε，若是则该车辆在采样时刻ts处为匀速行驶，标记该采样时刻ts的数据帧为I ;若否则该车辆在采样时刻ts处为非匀速行驶，标记该采样时刻ts的数据帧为O，继续比较as的值，直到标记完该段连续数据帧； 步骤24、按采样时刻ts排列的顺序，扫描标记完的连续数据帧，将其中连续标记为I的数据帧全部取出，并做为匀速片段存入到匀速片段缓存中； 步骤25、若未处理完该车辆的所有连续数据帧，则返回步骤23循环执行；若已处理完该车辆的所有连续数据帧，则进入步骤26 ； 步骤26、若已执行完车辆数据存储表中所有车辆的数据帧，则进入步骤3 ;若未执行完车辆数据存储表中所有车辆的数据帧，则返回步骤21循环执行。
6.如权利要求5所述的一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述相邻采样时刻之间的时间间隔At的特征为:若在同一连续数据帧中，则该时间间隔At等于采样的时间间隔Λ T ;若在两段连续数据帧中，则该时间间隔Λ t大于采样的时间间隔Λ T0
7.如权利要求1所述的一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述步骤3具体包括如下步骤: 步骤31、从匀速片段缓存中取一已知载重车辆A的匀速片段a做为初始片段，设该初始片段中，车辆的位置数据为{pai，pa2，…Pan, Pdi，Pm，"IdiJ，并由发动机扭矩T与发动机转速η算出各点功率P ;设相邻位置数据Pa2与Pal的功率变化量为Λ Pa2；al,则该匀速片段相邻位置的功率变化序列为:
8.如权利要求7所述的一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述步骤33的具体计算过程为:先由发动机扭矩T与发动机转速n，分别算出重叠位置数据pd2、pdl处
A车的发动机输出功率Pad2及Padl ;再根据坡度i与汽车功率P的关系
9.如权利要求1所述的一种车辆地理环境挖掘感知节油方法，其特征在于:所述步骤4具体包括如下步骤: 步骤41、车联网中心将传来的坡度数据存入坡度数据存储表中； 步骤42、行驶车辆将卫星定位坐标与行驶方向上传给车联网中心； 步骤43、车联网中心接收行驶车辆传来的数据帧或者卫星定位坐标及行驶方向，若接收的是该行驶车辆的数据帧，则取出数据帧中的匹配位置Ps’和路段ID rs，之后进入步骤.44;若接收的是该行驶车辆的卫星定位坐标及行驶方向，则利用最小垂直投影距离法并结合行驶方向，将该行驶车辆的卫星定位坐标与道路进行映射匹配，得到该行驶车辆的匹配位置Ps ”和路段ID rs’，之后进入步骤44 ； 步骤44、根据匹配位置ps’及路段ID rs或者匹配位置ps”及路段ID rs’，将前方的坡度数据下发给该行驶车辆。
【文档编号】B60W40/00GK104002816SQ201410218446
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】涂岩恺, 时宜, 韦昌荣, 黄家乾 申请人:厦门雅迅网络股份有限公司