基于传感器的社区路线引导方法及系统与流程

本发明实施例涉及路线引导领域，尤其是基于传感器的社区路线引导方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术：

作为世界能源消耗大国和环境保护重要力量，中国积极实施电动汽车科技战略。中国高度重视电动汽车的发展，把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，电动汽车的数量也在不断增加中。但充电桩数量不足，成为严重制约电动汽车发展的瓶颈。在部分较大的社区中，业主无法实时看到充电桩区域的空闲状态，而充电桩区域通常由多个，业主往往由于寻找充电桩进而发生不必要的路程行驶和时间成本。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于传感器的社区路线引导方法，包括以下步骤：

社区内各充电桩包含传感器，所述传感器能够检测充电桩的使能状态以及向服务器发送充电桩的使能状态，所述服务器接收所述传感器发送的充电桩的使能状态，创建第一队列，根据所述各充电桩的使能状态，将所述空闲充电桩名称字段注入所述第一队列；

服务器实时采集客户端上传的引导请求；

所述服务器根据所采集到的所述引导请求中的附带的业主位置信息及汽车相关参数，所述服务器通过预置的路径算法度各客户单所发起的请求从所述第一队列中选取对应空闲充电桩，并将所述空闲充电桩名称及路径数据反馈至所述发起请求的客户端；

其中，路径算法如下:

初始化队列第一栈表和第二队列表、电动汽车对象的属性参数以及充电桩节点关系数据，设定初始节点为第一节点，目标点为第二节点；

所述第一栈表存储待遍历节点，第二队列表存储己遍历节点，所述电动汽车对象的属性参数包括到达每个节点最短路径权值以及每个节点的最短路径；

确定搜索范围，将垂直于第一节点和第二节点的连线l_0的范围内所有当前节点的后继节点作为待遍历节点归入所述第一栈表，将范围外当前节点后继节点作为不再遍历节点归入所述第二队列表,

电动汽车的数据属性包括电动汽车编号、电动汽车行驶速度；剩余电量；

与充电桩的时间关系、当前电动汽车的状态、当电动汽车己经到达充电桩，到充电前的等待时间，从初始状态到达目的地预计消耗的最小能量等。

优选的，所述所述服务器根据所采集到的所述引导请求中的附带的业主位置信息及汽车相关参数，所述服务器通过预置的路径算法度各客户单所发起的请求从所述第一队列中选取对应空闲充电桩，并将所述空闲充电桩名称及路径数据反馈至所述发起请求的客户端的步骤之后，还包括：

对已分配的空闲充电桩，将其从所述第一队列中剔除，并更新其余空闲充电桩在所述第一队列中的顺位数据。

优选的，所述路径算法还包括：

所述服务器根据所述请求的接收时间对所述请求进行排序，依据顺序为所述请求配置所述第一队列中相同顺位的空闲充电桩，将所述空闲充电桩字段发送至对应的请求客户端。

优选的，所述充电桩节点关系数据采用map对象存储。

本发明实施例还提供一种基于传感器的社区路线引导系统，包括：

队列模块，用于社区内各充电桩包含传感器，所述传感器能够检测充电桩的使能状态以及向服务器发送充电桩的使能状态，所述服务器接收所述传感器发送的充电桩的使能状态，创建第一队列，根据所述各充电桩的使能状态，将所述空闲充电桩名称字段注入所述第一队列；

引导模块，用于服务器实时采集客户端上传的引导请求；

路径模块，用于所述服务器根据所采集到的所述引导请求中的附带的业主位置信息及汽车相关参数，所述服务器通过预置的路径算法度各客户单所发起的请求从所述第一队列中选取对应空闲充电桩，并将所述空闲充电桩名称及路径数据反馈至所述发起请求的客户端；

其中，路径算法如下:

初始化队列第一栈表和第二队列表、电动汽车对象的属性参数以及充电桩节点关系数据，设定初始节点为第一节点，目标点为第二节点；

所述第一栈表存储待遍历节点，第二队列表存储己遍历节点，所述电动汽车对象的属性参数包括到达每个节点最短路径权值以及每个节点的最短路径；

确定搜索范围，将垂直于第一节点和第二节点的连线l_0的范围内所有当前节点的后继节点作为待遍历节点归入所述第一栈表，将范围外当前节点后继节点作为不再遍历节点归入所述第二队列表,

电动汽车的数据属性包括电动汽车编号、电动汽车行驶速度；剩余电量；

与充电桩的时间关系、当前电动汽车的状态、当电动汽车己经到达充电桩，到充电前的等待时间，从初始状态到达目的地预计消耗的最小能量等。

优选的，所述路径模块还用于：

对已分配的空闲充电桩，将其从所述第一队列中剔除，并更新其余空闲充电桩在所述第一队列中的顺位数据。

优选的，所述路径模块还用于：

所述服务器根据所述请求的接收时间对所述请求进行排序，依据顺序为所述请求配置所述第一队列中相同顺位的空闲充电桩，将所述空闲充电桩字段发送至对应的请求客户端

优选的，所述路径模块中的充电桩节点关系数据采用map对象存储。本发明实施例还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的基于传感器的社区路线引导方法。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被至少一个处理器所执行如上述的一种基于传感器的社区路线引导方法

本发明实施例所提供的基于传感器的社区路线引导方法、系统、计算机设备及存储介质，能够引导业主前往空闲充电桩，避免不必要的时间成本浪费。

附图说明

图1为本发明一种基于传感器的社区路线引导方法的步骤流程图；

图2为本发明一基于传感器的社区路线引导系统的程序模块示意图；

图3为本发明计算机设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅处于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述指定关键字，但指定关键字不应限于这些术语。这些术语仅用来将指定关键字彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一指定关键字也可以被称为第二指定关键字，类似地，第二指定关键字也可以被称为第一指定关键字。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释称为“在……时”或“当……时”或“相应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或时间)”可以被解释成“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

请参考图1，本发明实施例提供一种基于传感器的社区路线引导方法，包括：

步骤s100社区内各充电桩包含传感器，所述传感器能够检测充电桩的使能状态以及向服务器发送充电桩的使能状态，所述服务器接收所述传感器发送的充电桩的使能状态，创建第一队列，根据所述各充电桩的使能状态，将所述空闲充电桩名称字段注入所述第一队列；

步骤s200服务器实时采集客户端上传的引导请求；

步骤s300所述服务器根据所采集到的所述引导请求中的附带的业主位置信息及汽车相关参数，所述服务器通过预置的路径算法度各客户单所发起的请求从所述第一队列中选取对应空闲充电桩，并将所述空闲充电桩名称及路径数据反馈至所述发起请求的客户端；

其中，路径算法如下:

初始化队列第一栈表和第二队列表、电动汽车对象的属性参数以及充电桩节点关系数据，设定初始节点为第一节点，目标点为第二节点；

所述第一栈表存储待遍历节点，第二队列表存储己遍历节点，所述电动汽车对象的属性参数包括到达每个节点最短路径权值以及每个节点的最短路径；

确定搜索范围，将垂直于第一节点和第二节点的连线l_0的范围内所有当前节点的后继节点作为待遍历节点归入所述第一栈表，将范围外当前节点后继节点作为不再遍历节点归入所述第二队列表,

电动汽车的数据属性包括电动汽车编号、电动汽车行驶速度；剩余电量；

与充电桩的时间关系、当前电动汽车的状态、当电动汽车己经到达充电桩，到充电前的等待时间，从初始状态到达目的地预计消耗的最小能量等。

具体的，实现本发明的需要服务器、手机客户端以及充电桩中的传感器，在示例性的场景下，业主通过点击手机客户端页面中的请求按钮，进而触发客户端的引导请求，所述客户端再将所述引导请求交付服务器进行处理。

置于充电桩内的传感器与充电桩中的内部组件相连接，能够检测所述充电桩的使能状态，将各充电桩的使能状态通过集成的通信组件上传至所述服务器，示例性的，a1充电桩，充电中；a2充电桩，空闲中。

其次，服务器创建一队列，例如：array[1],将接收到的处于空闲中的充电桩字段名称注入队列其中，示例的，array[1]＝{a2；a5；a8…an}。

路网对于电动汽车路径规划起至关重要的作用，路网的设计首先应当能够更真实的反映实际的交通，包括电动汽车和充电桩的位置、电动汽车的行驶状态、充电桩的排队过程、节点间的距离等等，因此路网设计的好坏将直接影响模型仿真结果的准确性和效果。在实际交通中，道路有着单向通行路段、双向通行路段以及禁止通行路段等，因此将路网设计为有向网络，采用map对象存储，每个节点后继多个子节点，并且后继节点可以指向它的前驱节点。

每个节点共同组成了有向路网。并将路网中的权值随着路况的拥挤程度而变化、并且路况的拥挤程度随着当前时间段内的高峰变化来决定。所有的节点共同组成了路网对象。

node＝[id,posx,posy,childs]其中:id为节点编号；同时也表示电动汽车、充电桩所在实际位置的抽象表示；

posx指节点所在实际位置的经度；posy指节点所在实际位置的纬度；childs指的是当前节点的后续子节点。childs需采用与node相同的数据结构，因此采用map对象存储，即:childs＝[mode,weight,mold]。

其中:node为指向的下一个节点；we妙t指的是当前节点到下一个节点的权值；

在这里指的是大小类型等等；mold表示交通权值类型(用0}1}2表示电能、距离、时间)。

另外，本发明还对电动汽车的数据进行具体描述；

电动汽车的数据描述为:

cars＝[id,speed,soc,waittime,chargetime,pathtime,costelec,costlen,costtime,pos,goal,mold,path,pathlnfo,trace,sf,gl]

其中:

1)id为电动汽车编号；

2)speed为电动汽车行驶速度；

3)soc为剩余电量；

4)waittime,chargetime,pathtime表示与充电桩的时间关系，并且表示当前电动汽车的状态。其中、aittime表示当电动汽车己经到达充电桩，到充电前的等待时间，当开始充电时，waittime＝0；chargetime表示充电时间，当chargetime＝0时，电动汽车离开充电桩；pathtime表示准备去充电时，到达充电桩路上所耗费时间，当pathtime＝0时，表示己经到达充电桩。

5)costelec,costlen,costtime以及mold指的是从初始状态到达目的地预计消耗的最小能量(包括电能、距离、时间)，其中costelec表示耗费的电能，costlen表示走过距离，costtime表示花费时间(包括电动汽车充电时间)，mold表示优化方式，与路网中mold相似；

6)pos所在位置，即节点node编号；goal表示所要前往目标点，当电动汽车需要充电时，此时目的地为充电桩位置，否则目的地为下一个目标点；

7)path表示到达每个节点最短路径权值；pathlnfo表示到达每个节点的最短路径；

8)trace表示电动汽车遍历的节点；

9)sf为安全系数，确保soc在安全电量内；

10)gl为到达最近充电桩的预估值。

充电桩对象可描述为：

充电桩对象可描述为:

elecs＝[id,pos,sequene,count,totaltime,capacity]

其中:

1)id表示充电桩编号；

2)pos表示所在节点位置与电动汽车pos相同；

3)sequene表示当前充电队列；

4)count表示当前充电的电动汽车数量；

5)totaltime表示当前充电所需要总时间；

6)capacity表示充电桩车辆容纳数。

本发明实施例所提供的基于传感器的社区路线引导方法，能够引导业主前往空闲充电桩，避免不必要的时间成本浪费。

可选的，所述服务器根据所采集到的所述引导请求中的附带的业主位置信息及汽车相关参数，所述服务器通过预置的路径算法度各客户单所发起的请求从所述第一队列中选取对应空闲充电桩，并将所述空闲充电桩名称及路径数据反馈至所述发起请求的客户端的步骤之后包括：

对已分配的空闲充电桩，将其从所述第一队列中剔除，并更新其余空闲充电桩在所述第一队列中的顺位数据。

示例性的，如若原本队列array[1]＝{a2,；a5；a7}，若a2空闲充电桩被分配，则将a2充电桩从中剔除，变成array[1]＝{a5；a7},而a5从原本的第二顺位变成第一顺位。

可选的，所述路径算法还包括：

所述服务器根据所述请求的接收时间对所述请求进行排序，依据顺序为所述请求配置所述第一队列中相同顺位的空闲充电桩，将所述空闲充电桩字段发送至对应的请求客户端具体的，由于第一图像中具有大量的无关元素，实时上，每个充电桩都有区域划线，只需要检测划线区域有无车辆即可识别充电桩是否空闲，因此，对非划线区域的内容元素可利用背景差分法全部剔除。

可选的，所述充电桩节点关系数据采用map对象存储。

具体的，节点关系数据可参考二叉树生成原理，由于是现有技术，本发明在此不再赘述。

所述服务根据所述客户端上传的引导请求中的业主位置信息，所述业主位置信息以所述世界坐标系为参考，结合计算得到的空闲充电桩坐标信息以及预置的路径规划算法，生成路径数据返回至所述客户端进行显示。

具体的，但是由于各路段上的交通状态是动态波动的，难以得到准确的可行驶时间随时间变化的关系式。将时间离散化，即在单位时间内交通状况是稳定的。基于交通路况的动态路径规划可以认为在多个离散的时间点上做出静态的路径规划，也就减少了路径规划次数。同时，当有突发情况发生时，例如有其他电动汽车改变行驶状态、改变行驶路径时，可做出新的路径规划，增大了路径规划的准确率。首先进行初始化。然后在间隔时间段内初始时刻或有事件发生时进行阶段性分析。对电动汽车的soc进行智能预警分析。当电动汽车不在充电桩充电时，返回阶段性分析；当电动汽车在充电桩充电时，无需进行阶段性分析；当电动汽车充满电时，回到动态交通中，此时返回阶段性分析。

在初始化阶段中，初始化虚拟场景中的电动汽车、充电桩、路网、时间器等部分，并根据电动汽车的多目的地做出第1次优化。采用dijkstra算法为基础算法，即各目标点之间使用dijkstra算法，确保目标之间的路径为最短路径。由于电动汽车一般有多个目的地，因此采用最近邻点法，使电动汽车确定一条遍历所有目标点的最短路径。

为了增大动态路径规划的准确率并且减少重复路径规划的执行次数，设定间隔的离散时间点和事件集。间隔的离散时间点是将时间离散化，假定在单位时间段内的交通状况不会发生变化，在每个时间段初做出分析。事件集为存储与动态路径规划有关的一系列事件集，包括各类的突发状况、电动汽车状态的改变等。

当系统时间在间隔时间段的初始时刻或事件集中有事件发生时，场景会发生变化，需要重新进行路径规划。当事件结束时，清除事件。

本发明实施例还提供一种基于传感器的社区路线引导系统20，包括：

队列模块100，用于社区内各充电桩包含传感器，所述传感器能够检测充电桩的使能状态以及向服务器发送充电桩的使能状态，所述服务器接收所述传感器发送的充电桩的使能状态，创建第一队列，根据所述各充电桩的使能状态，将所述空闲充电桩名称字段注入所述第一队列；

引导模块200，用于服务器实时采集客户端上传的引导请求；

路径模块300，用于所述服务器根据所采集到的所述引导请求中的附带的业主位置信息及汽车相关参数，所述服务器通过预置的路径算法度各客户单所发起的请求从所述第一队列中选取对应空闲充电桩，并将所述空闲充电桩名称及路径数据反馈至所述发起请求的客户端；

其中，路径算法如下:

初始化队列第一栈表和第二队列表、电动汽车对象的属性参数以及充电桩节点关系数据，设定初始节点为第一节点，目标点为第二节点；

所述第一栈表存储待遍历节点，第二队列表存储己遍历节点，所述电动汽车对象的属性参数包括到达每个节点最短路径权值以及每个节点的最短路径；

确定搜索范围，将垂直于第一节点和第二节点的连线l_0的范围内所有当前节点的后继节点作为待遍历节点归入所述第一栈表，将范围外当前节点后继节点作为不再遍历节点归入所述第二队列表,

电动汽车的数据属性包括电动汽车编号、电动汽车行驶速度；剩余电量；

与充电桩的时间关系、当前电动汽车的状态、当电动汽车己经到达充电桩，到充电前的等待时间，从初始状态到达目的地预计消耗的最小能量等。

可选的，所述路径模块300还用于：

对已分配的空闲充电桩，将其从所述第一队列中剔除，并更新其余空闲充电桩在所述第一队列中的顺位数据。

可选的，所述路径模块300还用于：

所述服务器根据所述请求的接收时间对所述请求进行排序，依据顺序为所述请求配置所述第一队列中相同顺位的空闲充电桩，将所述空闲充电桩字段发送至对应的请求客户端。

可选的，所述路径模块300中的充电桩节点关系数据采用map对象存储。

请参考图3，是本发明实施例之计算机设备的硬件架构示意图。本实施例中，所述计算机设备2是一种能够按照事先设定或者存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备。该计算机设备2可以是个人计算机、平板计算机、移动电话及智能手机登，也可以是机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等用于提供虚拟客户端的运设备。如图所示，所述计算机设备2至少包括，但不限于，可通过系统总线相互通信连接存储器21、处理器22、网络接口23、以及基于传感器的社区路线引导系统20，其中：

本实施例中，存储器21至少包括一种类型的计算机可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器21可以是计算机设备2的内部存储单元，例如该计算机设备2的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器21也可以使计算机设备2的外部存储设备，例如该计算机设备20上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital)sd卡，闪存卡(flashcard)等，当然，存储器21还可以既包括计算机设备2的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器21用于存储安装于计算机设备2的操作系统和各类应用软件，例如基于传感器的社区路线引导系统20的程序代码等。此外，存储器21还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

处理器22在一些实施例中可以是中央处理器

(centralprocessingunit,cpu)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片。该处理器22通常用于控制计算机设备2的总体操作。本实施例中，处理器22用于运行存储器21中存储的程序代码或者处理数据，例如运行基于传感器的社区路线引导系统20，

所述网络接口23可包括无线网络接口或有限网络接口，该网络接口23通常用于在所述计算机设备2与其他电子装置之间建立通信连接。例如，所述网络接口23用于通过网络将所述计算机设备2与外部终端项链，在计算机设备2与外部中断之间的建立数据传输通道和通信连接等。所述网络可以是企业内部网(intranet)、互联网(internet)、全球移动通讯系统(globalsystemofmobilecommunication，gsm)、宽带码分多址(widebandcodedivisionmultipleaccess，wcdma)、4g网络、5g网络、蓝牙(bluetooth)、wi-fi等无线或有线网络。

在本实施例中，存储于存储器21中的所述基于传感器的社区路线引导系统20还可以被分割为一个或者多个程序模块，所述一个或者多个程序模块被存储于存储器21中，并由一个或多个处理器(本实施例为处理器22)所执行，以完成本发明。

另外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、app应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储基于传感器的社区路线引导系统20，被处理器执行时实现本发明的基于传感器的社区路线引导方法。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。