一种基于道路信息的汽车行驶工况修正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于道路信息的汽车行驶工况修正方法，包括以下步骤：1)获取汽车行驶的原始数据信息；2)对获取的数据采集时间和车辆信息数据进行预处理；3)采用短行程划分方法对预处理后的数据进行运动学片段划分；4)对运动学片段的特征参数进行聚类，将运动学片段拼接成初级行驶工况曲线；5)识别存在的限速标志和限速值；6)将限速信息进行融合，为初级工况中短行程的不同时段设定限速值；7)获得修正后的汽车行驶工况曲线。本发明专利技术通过限速信息来修正最终构成工况的超速情况，获得更准确的实际行驶工况。际行驶工况。际行驶工况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于道路信息的汽车行驶工况修正方法


[0001]本专利技术涉及汽车行驶工况构建技术，尤其涉及一种基于道路信息的汽车行驶工况修正方法。

技术介绍

[0002]汽车行驶工况是描述车辆行驶特征的速度
‑
时间曲线，也是汽车各项性能指标优化的主要基准。汽车的实际行驶工况直接决定了其燃油经济性和续驶里程，特别是对于车载能量有限的纯电动汽车和混合动力汽车。研究汽车行驶工况与分析某地区交通拥堵情况、车辆运行情况，设计合理交通网络，计算汽车有害物质排放情况、油耗情况、能源利用率，制定汽车能效、环保、动力性能标准，评定车辆各类性能指标等级，研发和检验新型汽车等环节关系紧密，是汽车行业乃至道路规划行业的共性基础技术。
[0003]对于同一车型，同一区域，考虑到不同驾驶员由于驾驶习惯的不同，并且驾驶的时段不同，行驶的车速容易超过该路段的最高限速，不符合该道路上的限速规范，在这种情况下构建的工况，也就不能代表某区域的实际行驶工况。
[0004]随着智能网联技术的发展，交通规则的规范，可以通过高精地图和环境感知技术对车辆行驶的道路类型进行识别以及对周围车辆信息进行探测。但是，如何选取将道路信息和行车周围环境信息来辅助构建工况，是目前需要研究的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于道路信息的汽车行驶工况修正方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于道路信息的汽车行驶工况修正方法，包括以下步骤：r/>[0007]1)获取汽车行驶的原始数据信息，包括数据采集时间、车辆信息、行驶过程图像以及汽车行驶的道路类型和车道数；所述车辆信息包括车速和加速度；
[0008]2)对获取的数据采集时间和车辆信息数据进行预处理，包括对异常数据的处理和缺失数据的修复；
[0009]3)采用短行程划分方法对预处理后的数据进行运动学片段划分；
[0010]4)对运动学片段的特征参数进行聚类，将运动学片段分为超高速段、高速段、中速段、低速段；根据四个类别所占比例将运动学片段拼接成初级行驶工况曲线；
[0011]5)从原始采集的图像数据中调取构成初级工况的短行程对应的图像信息以及现实时间序列上此短行程的上一个运动学片段所对应的图像信息；
[0012]根据导航信息获取工况修正需要的信息：包括汽车行驶的道路类型和车道数、以及根据图像信息识别存在的限速标志和限速值；
[0013]6)将限速信息进行融合，设定判别解除限速的条件，共同为初级工况中短行程的不同时段设定限速值；
[0014]6.1)将限速标志牌得到的限速值与道路本身的法规限速值进行融合，得到初级工况中每个短行程的限速值；
[0015]6.2)判断车辆是否满足限速解除条件，具体如下：
[0016]6.2.1)识别汽车行驶过程中是否检测到解除限速标志或者新的限速标志，若有，则解除上一限速标志牌的限速值；若没有，则跳到下一步；
[0017]6.2.2)识别汽车行驶过程中是否经过道路交叉口，若有，则解除上一限速标志牌的限速值；若没有，则跳到下一步；
[0018]6.2.3)若识别汽车行驶过程中从检测到标识牌限速时刻后汽车行驶距离达到了限速标志对应的最小距离，则上一限速标志牌的限速值；
[0019]6.3)根据限速值和解除限速时刻，获取初级工况上每个短行程不同时刻对应的限速值；
[0020]7)根据步骤6)的结果，在步骤4)的初级工况曲线的每个运动学片段中搜索超过了限速值的曲线，在超速区域对车速进行修正获得修正后的曲线取代之前的超速曲线，获得修正后的汽车行驶工况曲线。
[0021]按上述方案，所述步骤2)中的预处理包括：对丢失区间的数据进行插值拟合；2)利用Epanechnikov核密度函数对原始数据去噪处理；3)剔除怠速时间超过180s的速度片段。
[0022]按上述方案，所述步骤3)中对预处理后的数据进行运动学片段划分，具体如下：
[0023]3.1)根据短行程的定义，从行驶片段中提取短行程并进行运动状态划分，获得运动学片段；
[0024]3.2)对运动学片段进行特征分析，得到运动学片段的特征参数；
[0025]3.3)计算出上述提取的每个运动学片段的p个特征参数值；
[0026]按上述方案，所述步骤3.1)中根据短行程的定义，从行驶片段中提取短行程并进行运动状态划分，获得运动学片段；具体如下：
[0027]对预处理后的数据进行短行程划分，包括：先判断每个行驶片段的行驶时长是否大于20s，若小于20s，则剔除该条行驶片段；若大于20s，则根据短行程的定义从该行驶片段中寻找短行程，所述短行程是指汽车从怠速状态开始至下一个怠速状态开始之间的车速区间；一个短行程一般包括四个运动状态：加速、减速、匀速和怠速；根据运动状态对短行程进行运动状态划分，获得运动学片段。
[0028]按上述方案，所述步骤3.2)中还包括主成分分析降维的步骤，所述运动学片段的特征参数用于表征汽车行驶工况，其中描述性特征参数有13个，包括片段时长T、平均速度V
mean
、速度标准差V
sd
、加速度标准差A
sd
、加速段平均加速度A
mean
、减速段平均减速度a
mean
、最大加速度A
max
、最大减速度a
min
、最大速度V
max
、加速时间T
a
、减速时间T
d
、匀速时间T
c
、怠速时间T
i
.统计性特征参数有4个，包括加速时间比P
a
、减速时间比P
d
、匀速时间比P
c
、怠速时间比P
i
；
[0029]采用主成分分析法将特征参数进行降维，选择贡献率满足80％的p个特征参数。
[0030]按上述方案，所述步骤4)具体如下：
[0031]4.1)根据n个运动学片段中得到的n
×
p的特征矩阵，采用k
‑
means聚类将运动学片段聚类成四类；
[0032]4.2)计算每类运动学片段所包含的运动学片段的总时长在实际行驶数据总时长
中所占的比例，根据所占比例和目标时长获得每个运动学片段类别的总时长；
[0033]根据各个运动学片段的特征参数离各自聚类中心的距离来选择构成工况的运动学片段，直到每个类别中挑选出的运动学片段总时长为该类别的总时长；
[0034]4.3)构建工况时按照低速、中速、高速、超高速的顺序，将运动学片段首尾相连，得到该车速
‑
时间曲线对应的行驶工况曲线。
[0035]按上述方案，所述步骤4.3)中将运动学片段首尾相连，得到该车速
‑
时间曲线对应的行驶工况曲线为根据欧式距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于道路信息的汽车行驶工况修正方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取汽车行驶的原始数据信息，包括数据采集时间、车辆信息、行驶过程图像以及汽车行驶的道路类型和车道数；所述车辆信息包括车速和加速度；2)对获取的数据采集时间和车辆信息数据进行预处理，包括对异常数据的处理和缺失数据的修复；3)采用短行程划分方法对预处理后的数据进行运动学片段划分；所述步骤3)中对预处理后的数据进行运动学片段划分，具体如下：3.1)根据短行程的定义，从行驶片段中提取短行程并进行运动状态划分，获得运动学片段；所述短行程是指汽车从怠速状态开始至下一个怠速状态开始之间的车速区间；3.2)对运动学片段进行特征分析，得到运动学片段的特征参数；3.3)计算出上述提取的每个运动学片段的p个特征参数值；4)对运动学片段的特征参数进行聚类，将运动学片段分为超高速段、高速段、中速段、低速段；根据四个类别所占比例将运动学片段拼接成初级行驶工况曲线；5)从原始采集的图像数据中调取构成初级工况的短行程对应的图像信息以及现实时间序列上此短行程的上一个运动学片段所对应的图像信息；根据导航信息获取工况修正需要的信息：包括汽车行驶的道路类型和车道数、以及根据图像信息识别存在的限速标志和限速值；6)将限速信息进行融合，设定判别解除限速的条件，共同为初级工况中短行程的不同时段设定限速值；6.1)将限速标志牌得到的限速值与道路本身的法规限速值进行融合，得到初级工况中每个短行程的限速值；6.2)判断车辆是否满足限速解除条件，具体如下：6.2.1)识别汽车行驶过程中是否检测到解除限速标志或者新的限速标志，若有，则解除上一限速标志牌的限速值；若没有，则跳到下一步；6.2.2)识别汽车行驶过程中是否经过道路交叉口，若有，则解除上一限速标志牌的限速值；若没有，则跳到下一步；6.2.3)若识别汽车行驶过程中从检测到标识牌限速时刻后汽车行驶距离达到了限速标志对应的最小距离，则解除上一限速标志牌的限速值；6.3)根据限速值和解除限速时刻，获取初级工况上每个短行程不同时刻对应的限速值；7)根据步骤6)的结果，在步骤4)的初级工况曲线的每个运动学片段中搜索超过了限速值的曲线，在超速区域对车速进行修正获得修正后的曲线取代之前的超速曲线，获得修正后的汽车行驶工况曲线。2.根据权利要求1所述的基于道路信息的汽车行驶工况修正方法，其特征在于，所述步骤2)中的预处理包括：对丢失区间的数据进行插值拟合；2)利用Epanechnikov核密度函数对原始数据去噪处理；3)剔除怠速时间超过180s的速度片段。3.根据权利要求1所述的基于道路信息的汽车行驶工况修正方法，其特征在于，所述步骤3.1)中根据短行程的定义，从行驶片段中提取短行程并进行运动状态划分，获得运动学片段；具体如下：
对预处理后的数据进行短行程划分，包括：先判断每个行驶片段的行驶时长是否大于20s，若小于20s，则剔除该条行驶片段；若大于20s，则根据短行程的定义从该行驶片段中寻找短行程，所述短行程是指汽车从怠速状态开始至下一个怠速状态开始之间的车速区间；一个短行程包括四个运动状态：加速、减速、匀速和怠速；根据运动状态对短行程进行运动状态划分，获得运动学片段。4.根据权利要求1所述的基于道路信息的汽车行驶工况修正方法，其特征在于，所述步骤3.2)中还包括主成分分析降维的步骤，所述运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡永华，张子怡，岳诗琴，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：