专利名称：电动车递归式路径规划方法
电动车递归式路径规划方法技术领域
本发明是有关于一种电动车充电系统，尤指一种配合电量剩余里程规划行驶路径的电动车递归式路径规划方法。
背景技术：
在环保意识高涨的今日，寻找替代新能源成了刻不容缓的职责，尽管石油仍是目前最主要的动力能源，但在蕴藏量日渐枯竭，且石油及其相关产品对于环境生态造成严重污染的状况下，发展替代新能源自然是大势所趋，由于各种新能源的开发费用与设备费用难以符合经济效益，例如风力、太阳能、地热等替代能源皆仍需要政府的支持与补助，才能持续的投入开发，因此开发新能源的成果显然是极为有限的，然而，现有汽车是使用汽油于引擎内进行燃烧而产生行驶动力，并会直接排放大量废气，是空气污染与温室效应的一大主凶，因此利用既有无污染的能源，成了退而求次的选择，是故，电动车的推广将是符合环保意识的趋势，不论电动车的电力是透过何种方式取得，在电动车使用状态下的污染程度最低为不争的事实。
但详观上述现有结构不难发觉电动车于使用上尚存有些许不足之处，主要原因归如下:现有的电动车的行驶里程主要决定于电池的电量，由于电量受限于电池的体积与重量，在无法增加电量的情况下，电动车仍必需沿路寻找与停靠充电站进行充电，又该电量的估算并非如同汽油量呈线性递减，且动态估算残电量的准确度偏低，导致无法准确的计算出可行驶的里程，使得电动车最大的困扰是行驶过程中突然没电，尤其是行驶过程中不知道充电站在何处，就算知道充电站的位置仍无法确定电动车是否能行驶到预定的充电站，将会让驾驶人产生的严重的不安感，令驾驶人不敢选择电动车为交通工具，此为本发明欲解决的技术问题点。
有鉴于此，本发明人于多年从事相关产品的制造开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本发明。发明内容
本发明所欲解决的技术问题在于针对现有技术存在的上述缺失，提供一种电动车递归式路径规划方法，其方法步骤如下:
a、传入状态条件，该状态条件包括有至少一起始位置、至少一终点位置、一电量剩余里程及起始位置与终点位置之间的路径距离；
b、以起始位置与终点位置的经纬度搜寻范围内全数充电站；
C、逐一计算充电站至起始位置与终点位置的距离；
d、将不符合搜寻条件的充电站逐一过滤移除；
e、整合充电站清单并以最佳路径条件规划出至少一电动车行驶路径；以及
f、当任一状态条件改变时，执行步骤a至步骤e的循环以重新取得电动车行驶路径。
本发明的主要目的在于，本发明在电动车行驶中能透过递归方式逐步串联路径上的充电站，并规划产生多重路径以提供驾驶选择，由此自动辅助寻找充电站，消除驾驶人对于电动车充电问题的不安感，以达到拓展电动车行程的目的。
本发明的次要目的在于，该后端监控系统具有更新与整合充电站信息与车主信息的功能，并以无线传输方式主动更新电动车的储存信息，并实时回报范围内充电站的使用状态，另由后端监控系统发送地标简讯至车主手持行动装置，令车主能直接查看地标简讯内容或加载至导航系统中，由此有效掌握实时状况与同步更新充电站信息，俾以提高其应用性。
其它目的、优点和本发明的新颖特性将从以下详细的描述与相关的附图更加显明。
图1:是本发明的规划行驶路径的流程图。
图2:是本发明以搜寻条件移除充电站的流程图。
图3:是本发明的修正型剩余里程估算法的流程图。
图4:是本发明的过滤范围内全数充电站的示意图。
图5:是本发明以搜寻条件移除充电站的示意图(一)。
图6:是本发明以搜寻条件移除充电站的示意图(二)。
图7:是本发明以新的起始位置更新行驶路径的示意图。
图8:是本发明的电池残余电量估算的流程图。
图9:是本发明的后端监控系统的使用状态流程图。
主要元件符号说明
本发明部份:
步骤--- ---a f
起始位置----11终点位置----12
电量剩余里程一13路径距离——14
修正型剩余里程估算法一21
电动车 31库伦检测法 32
电池残余电量一33开路电压估测法-34
电池修正电量一35
后端监控系统一41无线传输42
发送地标简讯一43手持行动装置一4具体实施方式
为使贵审查委员对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，以下兹请配合详述如后:
先请由图1、图2、图3配合图4所示观之，一种电动车递归式路径规划方法，其方法如下:
步骤a、传入状态条件,该状态条件包括有至少一起始位置11、至少一终点位置12、一电量剩余里程13及起始位置11与终点位置12之间的路径距离14，该起始位置11、终点位置12及路径距离14皆为可改变坐标(随驾驶人设定与行驶位置而改变)，该起始位置11、终点位置12及起始位置11与终点位置12之间的路径距离14是由全球卫星定位系统(Global Positioning System ；GPS)所计算而得,该电量剩余里程13是利用修正型剩余里程估算法21取得；
步骤b、以起始位置11与终点位置12的经纬度搜寻范围内全数充电站(全数充电站包含A点至I点)；
步骤C、逐一计算各充电站A-1至起始位置11与终点位置12的距离；
步骤d、将不符合搜寻条件的充电站A-1逐一过滤移除，该搜寻条件为充电站A-1与起始位置11之间距离超过电量剩余里程13，进一步由图5说明，图中充电站I至起始位置11的距离远大于起始位置11至终点位置12间的距离，使得电量剩余里程13无法支持电动车直接到达充电站I位置，因此为不适当的充电站I，由搜寻条件将其排除于充电站清单外，又该另一搜寻条件为充电站A-1与终点位置12距离较大于起始位置11与终点位置12间的距离，再请由图6所示，图中充电站F与终点位置12距离是远超过该起始位置11与终点位置12距离，使得电量剩余里程13无法支持电动车由充电站F位置直接开至终点位置12，因此为不适当的充电站F，由搜寻条件将其排除于充电站清单外；
步骤e、整合充电站清单并以最佳路径条件规划出至少一电动车行驶路径，该最佳路径条件可为行程最短时间优先、行程最短距离优先、最少充电次数优先、最短充电时间优先及行车方向优先的其中一者进行选择；以及
步骤f、当任一状态条件改变时，执行步骤a至步骤e的循环以重新取得电动车行驶路径，另请参阅图7所示，当电动车行驶至充电站A时，由于起始位置11变更为充电站A位置，且路径距离14随着起始位置11进行更改，使本系统重新执行上述步骤a至步骤e，进而规划出新起始位置11的最佳行驶路径，同理，当终点位置12改变，亦或电量剩余里程13因路况、车况、电池性能改变时，本系统亦会重新规划适当的行驶路径，即能透过递归方式逐步串联路径上的充电站A-1，并规划产生多重路径以提供驾驶选择，由此自动辅助寻找充电站A-1，消除驾驶人对于电动车充电问题的不安感，以达到拓展电动车行程的目的。
再进一步说明，复请由图3所示观之，该修正型剩余里程估算法21依据电池残余电量(soc%)与已行驶距离所计算而得，并随着电池残余电量(soc%)的递减持续进行修正，该修正型剩余里程估算法21首先将已行驶距离(km)除以已行驶距离的电量消耗比例(% )，而取得单位距离耗电量(km/% )，最后由单位距离耗电量(km/% )乘于电池残余电量(S0C% )，而取得电量剩余里程13(km)，其中，电量剩余里程(km)即为残余电量(S0C% )可行驶的剩余里程的简称，再进一步说明修正型剩余里程估算法21的估算方式，请配合表一所示，为利用修正型剩余里程估算法21以实际数据进行估算的举例:
表一
权利要求
1.一种电动车递归式路径规划方法，其特征在于，方法如下: a、传入状态条件，该状态条件包括有至少一起始位置、至少一终点位置、一电量剩余里程及起始位置与终点位置之间的路径距离； b、以起始位置与终点位置的经纬度搜寻范围内全数充电站； C、逐一计算各充电站至起始位置与终点位置的距离； d、将不符合搜寻条件的充电站逐一过滤移除； e、整合充电站清单并以最佳路径条件规划出至少一电动车行驶路径；以及 f、当任一状态条件改变时，执行步骤a至步骤e的循环以重新取得电动车行驶路径，即能透过递归方式逐步串联路径上的充电站，并规划产生多重路径以提供驾驶选择，以达到拓展电动车行程的目的。
2.根据权利要求1所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，该起始位置、终点位置及起始位置与终点位置之间的路径距离由全球卫星定位系统所计算而得。
3.根据权利要求1所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，该电量剩余里程是利用修正型剩余里程估算法取得，又该修正型剩余里程估算法是依据电池残余电量与已行驶距离所计算而得，并随着电池残余电量的递减持续进行修正。
4.根据权利要求3所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，该修正型剩余里程估算法首先将已行驶距离除以已行驶距离的电量消耗比例而取得单位距离耗电量，最后由单位距离耗电量乘于电池残余电量而取得电量剩余里程。
5.根据权利要求4所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，该电池残余电量于电动车启动状态时利用库伦检测法取得电池残余电量，另于关闭状态时利用开路电压估测法取得电池修正电量，并于满足修正条件下使用电池修正电量修正电池残余电量，第一修正条件为电池充电中，第二修正条件为电池静置适当时间，第三修正条件为该电池残余电量不等于电池修正电量，即透过开路电压估测法修正产生累积误差的库伦检测法。
6.根据权利要求1所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，该搜寻条件为充电站与起始位置之间距离超过电量剩余里程，以及充电站与终点位置距离较大于起始位置与终点位置间的距离。
7.根据权利要求1所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，该最佳路径条件是由行程最短时间优先、行程最短距离优先、最少充电次数优先、最短充电时间优先及行车方向优的其中一者先进行选择。
8.根据权利要求1所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，还包含有一预警系统，于无设定终点位置的情况下，当电量剩余里程小于一预警门坎里程时，由预警系统主动提供所在位置范围内的充电站清单。
9.根据权利要求1所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，还包含有一后端监控系统，该后端监控系统具有更新与整合充电站信息与车主信息的功能，并以无线传输方式主动更新电动车的储存信息，并实时回报范围内充电站的使用状态。
10.根据权利要求9所述的电动车递归式路径规划方法，其特征在于，该后端监控系统由车主信息取得电动车所在位置与电量剩余里程，并透过充电站数据库分析取得最短距离的充电站坐标，以由后端监控系统将该充电站坐标以地标简讯方式发送至车主的一手持行动装置，或供加载至一导航系统中。
全文摘要
本发明是关于一种电动车递归式路径规划方法，其方法如下传入状态条件，该状态条件包括有至少一起始位置、至少一终点位置、一电量剩余里程及起始位置与终点位置之间的路径距离；以起始位置与终点位置的经纬度搜寻范围内全数充电站；逐一计算充电站至起始位置与终点位置的距离；将不符合搜寻条件的充电站逐一过滤移除；整合充电站清单并规划出至少一电动车行驶路径；当任一状态条件改变时，执行步骤a至步骤e的循环以重新取得电动车行驶路径，即能透过递归方式逐步串联路径上的充电站，并规划产生多重路径以提供驾驶选择，以达到拓展电动车行程的目的。
文档编号G01C21/34GK103148860SQ20111040044
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者陈柏全, 赖彦君 申请人:财团法人车辆研究测试中心