一种车辆行驶道路等级精确划分方法

1.一种车辆行驶道路等级精确划分方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：获取车辆的行驶数据，该行驶数据包括当前位置、速度、方向信息；
步骤2：依据导航地图数据中提供的道路拓扑数据和步骤1获取的行驶数据，计算匹配的道路信息的mRoadInfo[n]数组，其中n为正整数，为匹配的道路数减1，该mRoadInfo[n]数组的数据类型为RoadInfo，其中RoadInfo数据类型包含道路的等级信息Level、道路唯一GUID标识和数据类型为RoadInfo的下一分支道路数组；
其中，计算匹配的道路信息的mRoadInfo[]数组的具体步骤如下：
(1)遍历道路拓扑数据，获取当前位置周围1至2公里矩形区域内的道路数据集合；
(2)遍历道路数据集合，剔除车辆当前位置与道路起点终点连接的直线的垂足距离大于30米的道路，得到第二道路数据集合，以控制位置漂移带来的误差；
(3)遍历第二道路数据集合，剔除车辆行驶方向与道路起点终点连接的直线夹角大于
120度的道路，得到第三道路数据集合，认定这些道路为反向道路；
(4)将第三道路数据集合中的道路数据按距离远近排序，得到mRoadInfo[n]数组，其中n＝0,1,2……,n，n为正整数；
步骤3：遍历mRoadInfo[n]数组中每个数组对象，根据每个数组对象的道路唯一GUID标识遍历道路拓扑数据得到每条道路信息沿车辆行驶方向的下一路口分支道路数据，得到mRoadNextInfo[]数组，该mRoadNextInfo[]数组类型为RoadInfo；
步骤4：采用统计计算方法计算车辆在第一时间段△T1最可能的行驶道路信息，并将该第一时间段△T1最可能的行驶道路信息赋值给初始行驶道路信息mPreRoadInfo；
步骤5：采用统计计算方法计算车辆在第二时间段△T2最可能的行驶道路信息，并将该第二时间段△T2最可能的行驶道路信息赋值给当前行驶道路信息mCurRoadInfo；
所述步骤4和步骤5中，统计计算方法是计算出车辆在时间段△T1或△T2最可能的行驶道路信息的算法,该统计计算方法具体如下：
(1)定义道路统计数组Sta[]，该数组Sta[]包含N个对象，该Sta[]数组类型为RoadInfo；
(2)按步骤2方法每隔周期1S计算的mRoadInfo[]数组元素顺序输入Sta[]数组中；
(3)判断Sta[N-1]、Sta[N-2]、……Sta[N-M-1]中各元素的mRoadInfo[0]的等级是否连续相同,是则返回Sta[N-1]作为最可能的行驶道路信息，否则结束本次统计；其中N为采用步骤2方法，连续计算得到的N个mRoadInfo[]数组元素，M为Sta[]数组中对象的mRoadInfo[0]的等级连续出现相同的次数；
步骤6：判断mCurRoadInfo的集合中各对象的道路唯一标识GUID与初始行驶道路信息mPreRoadInfo的第一个对象的道路等级或第一个对象的下一路口分支道路的道路唯一标识GUID是否一致，进而判断车辆行驶道路等级，具体步骤为：
(1)如果mCurRoadInfo集合对象中存在对象β的道路唯一GUID标识与mPreRoadInfo集合对象的第一个对象的道路唯一GUID标识相同，则认为车辆依旧行驶在同一条道路上，道路等级维持不变，并将mCurRoadInfo赋值给mPreRoadInfo，如果mCurRoadInfo的对象β不处在集合第一个对象，需要将对象β调整为集合第一个对象，返回步骤5；
(2)如果mCurRoadInfo集合中对象中存在对象α的道路唯一GUID标识与mPreRoadInfo分支道路集合对象mRoadNextInfo[]的任意一个对象的道路唯一GUID标识相同，则认为车辆行驶在新的道路上，则将mCurRoadInfo赋值给mPreRoadInfo，并更新道路等级为mPreRoadInfo第一个对象的等级，返回步骤5；
(3)如果不满足上述(1)或(2)条件，则输出错误，并将mError参数累加1，执行步骤7；
步骤7：当mError≥X，其中X为错误次数mError的限定值，清除mPreRoadInfo、mError，返回步骤4执行，否则重新执行步骤5。
2.根据权利要求1所述的一种车辆行驶道路等级精确划分方法，其特征在于：RoadInfo数据类型包括int level、long guid和RoadInfo mRoadNextInfo[]，所述int level表示该道路所属等级，所述long guid表示该道路唯一GUID标识，所述RoadInfo mRoadNextInfo[]表示该道路下一路口分支道路数据。
3.根据权利要求1所述的一种车辆行驶道路等级精确划分方法，其特征在于：所述步骤
2中，道路的等级信息Level包括高速路、城市快速路、国道、省道和一般道路。
4.根据权利要求1所述的一种车辆行驶道路等级精确划分方法，其特征在于：所述导航地图数据包括高德地图、灵图地图和亿图通地图系统。
5.根据权利要求1所述的一种车辆行驶道路等级精确划分方法，其特征在于：所述第一时间段△T1和第二时间段△T2是根据时间轴依序采样。

一种车辆行驶道路等级精确划分方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及车辆行驶道路等级划分技术领域，具体涉及一种车辆行驶道路等级精确划分方法，可以用于依据道路等级来控制发动机工控进行节油控制。\n背景技术\n[0002] 随着汽车普及、城市间的道路迅速发展，汽车已经成为生活的重要工具，汽车厂商也面临着非常具大的市场空间。同样的，当汽车成为人人生活不可缺少的工具后，每个人的驾驶习惯也往往不同，在能源问题、环境问题越来越突显的今天，如何节油成为一个重要的问题。对于汽车来说，发动机是心脏，决定着汽车的动力，在低档情况下，如果发动机转速过高，容易造成空转，能量浪费了却并不能带来相应的动力，反之，当在高速档情况下，如果转速过低，深踩油门，却并不能带来相应的动力。从常识看，当汽车行驶在高速路时，发动机的转速应该在立即反应在踩油门的深浅动作上，深踩油门时需要立即得到动力，将能量最大的转换在动力上。当汽车行驶在城市道路上时，由于车辆较多，档位基本处在较低档，深踩油门必然带来能量的浪费。因此，对于驾驶习惯好的车主来说，以上问题可能带来的影响并不是很大，但对于驾驶习惯差的车主来说，以上问题就可能带来很大的油耗浪费。因此，汽车厂商就提出了如何通过确定车主行驶的道路来控制发动机的转速范围，让一些不好习惯的车主即使依然在重复着不良习惯，也能最大提高节油效率。但是最关键的问题就是道路是错宗复杂的，当你行驶在一条道路上时必然周边存在着非常多道路信息，如何匹配车辆到正确的道路上，并发送给发动机工控用以控制发动机转速范围就显得至关重要,如果获取的道路等级信息有误或者反复变化，将会带来不必要的发动机范围调整，不仅不能达到节油目的，还会影响驾驶并带来一定的危险性。\n发明内容\n[0003] 解决上述技术问题，本发明提供了一种车辆行驶道路等级精确划分方法，通过获取车辆行驶道路等级准确划分，在复杂干扰的道路中获取正确的行驶道路等级，本发明适用于依据道路等级来控制发动机工控进行节油控制，通过及时将道路等级数据发送给发动机工控模块，通过获知当前车辆行驶所属的道路等级，及时调整发动机工控，用以控制车辆在道路上处在最优发动机转速范围，让汽车在不同等级道路上能自动调节发动机转速范围，纠正一些不良的驾驶习惯，从而达到节油的目的。\n[0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种车辆行驶道路等级精确划分方法，包括以下步骤：\n[0005] 步骤1：获取车辆的行驶数据，该行驶数据包括当前位置、速度、方向信息；\n[0006] 步骤2：依据导航地图数据中提供的道路拓扑数据和步骤1获取的行驶数据，计算匹配的道路信息的mRoadInfo[n]数组，其中n为正整数，为匹配的道路数减1，该mRoadInfo[n]数组的数据类型为RoadInfo，其中RoadInfo数据类型包含道路的等级信息Level、道路唯一GUID标识和数据类型为RoadInfo的下一分支道路数组，\n[0007] 其中，计算匹配的道路信息的mRoadInfo[]数组的具体步骤如下：\n[0008] (1)遍历道路拓扑数据，获取当前位置周围1至2公里矩形区域内的道路数据集合；\n[0009] (2)遍历道路数据集合，剔除车辆当前位置与道路起点终点连接的直线的垂足距离大于30米的道路，得到第二道路数据集合，以控制位置漂移带来的误差；\n[0010] (3)遍历第二道路数据集合，剔除车辆行驶方向与道路起点终点连接的直线夹角大于120度的道路，得到第三道路数据集合，认定这些道路为反向道路；\n[0011] (4)将第三道路数据集合中的道路数据按距离远近排序，得到mRoadInfo[n]数组，其中n＝0,1,2……,n，n为正整数；\n[0012] 步骤3：遍历mRoadInfo[n]数组中每个数组对象，根据每个数组对象的道路唯一GUID标识遍历道路拓扑数据得到每条道路信息沿车辆行驶方向的下一路口分支道路数据，得到mRoadNextInfo[]数组，该mRoadNextInfo[]数组类型为RoadInfo，为了对下一次行驶道路确定作预测。\n[0013] 步骤4：采用统计计算方法计算车辆在第一时间段△T1最可能的行驶道路信息，并将该第一时间段△T1最可能的行驶道路信息赋值给初始行驶道路信息mPreRoadInfo；\n[0014] 步骤5：采用统计计算方法计算车辆在第二时间段△T2最可能的行驶道路信息，并将该第二时间段△T2最可能的行驶道路信息赋值给当前行驶道路信息mCurRoadInfo；\n[0015] 所述步骤4和步骤5中，统计计算方法是计算出车辆在时间段△T1或△T2最可能的行驶道路信息的算法,该统计计算方法具体如下：\n[0016] (1)定义道路统计数组Sta[]，该数组Sta[]包含N个对象，该Sta[]数组类型为RoadInfo；\n[0017] (2)按步骤2方法每隔周期1S计算的mRoadInfo[]数组元素顺序输入Sta[]数组中；\n[0018] (3)判断Sta[N-1]、Sta[N-2]、……Sta[N-M-1]中各元素的mRoadInfo[0]的等级是否连续相同,是则返回Sta[N-1]作为最可能的行驶道路信息，否则结束本次统计；其中N为采用步骤2方法，连续计算得到的N个mRoadInfo[]数组元素，M为Sta[]数组中对象的mRoadInfo[0]的等级连续出现相同的次数；\n[0019] 步骤6：当确定了当前道路mCurRoadInfo后，开始进行车辆行驶道路等级确定，判断mCurRoadInfo的集合中各对象的道路唯一标识GUID与初始行驶道路信息mPreRoadInfo的第一个对象的道路等级或第一个对象的下一路口分支道路的道路唯一标识GUID是否一致，进而判断车辆行驶道路等级，具体步骤为：\n[0020] (1)如果mCurRoadInfo集合对象中存在对象β的道路唯一GUID标识与mPreRoadInfo集合对象的第一个对象的道路唯一GUID标识相同，则认为车辆依旧行驶在同一条道路上，道路等级维持不变，并将mCurRoadInfo赋值给mPreRoadInfo，如果mCurRoadInfo的对象β不处在集合第一个对象，需要将对象β调整为集合第一个对象，返回步骤5；\n[0021] (2)如果mCurRoadInfo集合中对象中存在对象α的道路唯一GUID标识与mPreRoadInfo分支道路集合对象mRoadNextInfo[]的任意一个对象的道路唯一GUID标识相同，则认为车辆行驶在新的道路上，则将mCurRoadInfo赋值给mPreRoadInfo，并更新道路等级为mPreRoadInfo第一个对象的等级，返回步骤5；\n[0022] (3)如果不满足上述(1)或(2)条件，则输出错误，并将mError参数累加1，执行步骤\n7；\n[0023] 步骤7：当mError≥X，其中X为错误次数mError的限定值，清除mPreRoadInfo、mError，返回步骤4执行，否则重新执行步骤5。\n[0024] 进一步的，其中RoadInfo数据类型包括int level、long guid和RoadInfo mRoadNextInfo[]，所述int level表示该道路所属等级，所述long guid表示该道路唯一GUID标识，所述RoadInfo mRoadNextInfo[]表示该道路下一路口分支道路数据。RoadInfo数据类型定义如下：\n[0025]\nint level 该道路所属等级\nlong guid 该道路唯一GUID标识\nRoadInfo mRoadNextInfo[] 该道路下一路口分支道路数据\n[0026] 进一步的，所述步骤2中，道路的等级信息Level包括高速路、城市快速路、国道、省道和一般道路。\n[0027] 进一步的，所述导航地图数据包括高德地图、灵图地图和亿图通地图系统。\n[0028] 进一步的，所述第一时间段△T1和第二时间段△T2是根据时间轴依序采样。\n[0029] 本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：\n[0030] 本发明提供准确的车辆行驶道路等级方法，通过实时获取车辆的行驶数据，根据行驶数据和导航地图数据计算匹配的道路信息，并采用统计计算方法计算车辆在时间段△T最可能的行驶道路信息，进而通过车辆行驶道路等级判断方法，在复杂干扰的道路中获取车辆正确的行驶道路等级。\n附图说明\n[0031] 图1是本发明的实施例的道路拓扑结构示意图；\n[0032] 图2是本发明实施例的发动机转速及道路等级对应表。\n具体实施方式\n[0033] 现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。\n[0034] 作为一个具体的实施例，如图1所示，本发明的一种车辆行驶道路等级精确划分方法，包括以下步骤：\n[0035] 步骤1：获取车辆的行驶数据，车辆的行驶数据通过车载GPS模块获得。该步骤具体实现过程，参考图1所示的道路拓扑结构，一车辆W从a道路s点出发，向道路c方向行驶，道路d为可能产生定位误差的干扰道路，道路a和道路c的节点处有一分支出口b，车辆启动，车辆从s点开始行驶在路上，间隔1S获取该车辆的行驶数据，该行驶数据包括当前位置、速度、方向信息。\n[0036] 步骤2：依据导航地图数据中提供的道路拓扑信息和步骤1获取的行驶数据，计算匹配的道路信息的mRoadInfo[]数组，该mRoadInfo[]数组的数据类型为RoadInfo，其中RoadInfo对象包含道路的等级信息Level、道路唯一GUID标识、类型为RoadInfo的下一分支道路数组等，道路的等级信息Level包括高速路、城市快速路、国道、省道和一般道路。所述导航地图数据包括高德地图、灵图地图和亿图通地图系统。\n[0037] 其中RoadInfo数据类型定义如下：\n[0038]\nint level 该道路所属等级\nlong guid 该道路唯一GUID标识\nRoadInfo mRoadNextInfo[] 该道路下一路口分支道路数据\n[0039] 假设车辆当前位置在a道路点p，计算匹配的道路信息步骤如下：\n[0040] 1)遍历道路拓扑数据，获取当前位置p周围1至2公里矩形区域内的道路数据集合SET，例如为周围1公里的时候，得到的道路数据集合包含对象为SET＝{a,b,c,d,e,f}；\n[0041] 2)遍历上述道路数据集合SET＝{a,b,c,d,e,f}，剔除车辆当前位置与道路起点终点连接的直线的垂足距离大于30米的道路，以控制位置漂移带来的误差,得到的道路数据集合包含对象为SET＝{a,d，e}；\n[0042] 3)遍历上述道路数据集合SET＝{a,d，e}，剔除车辆行驶方向与道路起点终点连接的直线夹角大于120度的道路，认定这些道路为反向道路，得到的道路数据集合包含对象为SET＝{a,d}。\n[0043] 4)将道路数据集合SET＝{a,d}中的道路按距离远近排序，最终得到mRoadInfo[n]数组(n＝0,1,2……,n，n为正整数，n为匹配的道路数减1)，即mRoadInfo＝{a,d}。\n[0044] 步骤3：遍历mRoadInfo[n]数组中每个数组对象，根据每个数组对象的道路唯一GUID标识遍历道路拓扑数据得到每条道路信息沿车辆行驶方向的下一路口分支道路数据，得到mRoadNextInfo[]数组，该mRoadNextInfo[]数组类型为RoadInfo，为了对下一次行驶道路确定作预测。\n[0045] 参考图1所示，mRoadInfo＝{a,d}数组中的各数组对象的mRoadNextInfo[]如下：\n[0046] 1)d的分支mRoadNextInfo[]＝{null}\n[0047] 2)a的分支mRoadNextInfo[]＝{c,b}\n[0048] 步骤4：根据mRoadInfo[]数组和其对应的mRoadNextInfo[]数组,采用统计计算方法计算车辆在第一时间段△T1最可能的行驶道路信息，并将该第一时间段△T1最可能的行驶道路信息赋值给初始行驶道路信息mPreRoadInfo，并确定初始道路等级为mPreRoadInfo第一个对象的等级值：\n[0049] 为了更好的说明本实施例，详细说明步骤4和步骤5中采用到的统计计算方法，统计计算方法是计算出车辆在时间段△T1或△T2最可能的行驶道路信息的算法,该统计计算方法具体如下：\n[0050] 1)定义道路统计数组Sta[]，该数组Sta[]包含N个对象，该Sta[]数组类型为RoadInfo；\n[0051] 2)按步骤2方法每隔周期1S获取的mRoadInfo[]数组元素顺序输入Sta[]数组中；\n[0052] 3)判断Sta[N-1]、Sta[N-2]、……Sta[N-M-1]中各元素的道路信息对象mRoadInfo[0]的道路等级是否连续相同,是则返回Sta[N-1]作为最可能的行驶道路信息，否则结束本次统计。\n[0053] 参考图1所示,假设车辆依旧行驶在a上并远离与b、c结点上,如s点，采用步骤2方法，间隔周期1S连续采集N个步骤2得到的mRoadInfo[]集合对象输入Sta[]，当Sta[]数组中对象的mRoadInfo[0]的等级连续出现M次相同并且道路唯一GUID标识为a道路，认定车辆行驶在a道路上，并将最后一次采集的mRoadInfo[]集合赋值给初始道路mPreRoadInfo道路对象，在这里mPreRoadInfo＝{a,d}，mPreRoadInfo对象的mRoadNextInfo[]＝{c,b}；\n[0054] 步骤5：采用统计计算方法计算车辆在第二时间段△T2最可能的行驶道路信息，并将该第二时间段△T2最可能的行驶道路信息赋值给当前行驶道路信息mCurRoadInfo；所述第一时间段△T1和第二时间段△T2是根据时间轴依序采样；\n[0055] 1)假设车辆行驶到了p点，采用统计计算方法计算出mCurRoadInfo＝{a,d}；\n[0056] 2)假设车辆行驶到了q点，采用统计计算方法计算出mCurRoadInfo＝{c,d},但在干扰环境下，也存在计算出mCurRoadInfo＝{d,c}情况。\n[0057] 步骤6：当确定了当前道路mCurRoadInfo后，开始进行车辆行驶道路等级确定，其原则是判断mCurRoadInfo的集合中各对象的道路唯一标识GUID与初始行驶道路信息mPreRoadInfo的第一个对象的道路等级或第一个对象的下一路口分支道路的道路唯一标识GUID是否一致，具体如下：\n[0058] 1)如果mCurRoadInfo集合对象中存在对象β的道路唯一GUID标识与mPreRoadInfo集合对象的第一个对象的道路唯一GUID标识相同，则认为车辆依旧行驶在同一条道路上，道路等级维持不变，将mCurRoadInfo赋值给mPreRoadInfo，如果mCurRoadInfo的对象β不处在集合第一个对象，需要将对象β调整为集合第一个对象。例如，步骤5中1)，mCurRoadInfo集合对象a同mPreRoadInfo集合对象第一个对象a相同，即道路唯一GUID标识相同，则认为车辆依旧行驶在a道路上；\n[0059] 2)如果mCurRoadInfo集合中对象中存在对象α的道路唯一GUID标识与mPreRoadInfo分支道路集合对象mRoadNextInfo[]的任意一个对象的道路唯一GUID标识相同，则认为车辆行驶在新的道路上，则将mCurRoadInfo该赋值给mPreRoadInfo，并更新道路等级为mPreRoadInfo第一个对象的等级。例如，步骤5中2)中CurRoadInfo集合对象c同mPreRoadInfo分支道路集合对象mRoadNextInfo[]中c相同，而b不属于mRoadNextInfo[]认为是干扰道路，认定车辆开始行驶在c上，更新道路等级为c的道路等级值；返回步骤5；\n[0060] 3)如果不满足上述1)或2)条件，则输出错误，并将mError参数累加1，执行步骤7。\n[0061] 步骤7：当mError≥X，3<＝X<＝5，清除PreRoadInfo、mError，返回步骤4执行，否则重新执行步骤5。\n[0062] 通过上述方法得到了车辆行驶道路等级精确划分，将该道路等级反馈给发动机工控，就能够将及时调整发动机工控，控制车辆在道路上处在最优发动机转速范围，让汽车在不同等级道路上能自动调节发动机转速范围；参考图2中的发动机转速及道路等级对应表[0063]\n道路等级 转速\n1级(高速、快速) 3000～5000转\n2级(国道、省道、城市主要干道) 2000～3000转\n3级(其它一般道路) 800～2000转\n[0064] 假设上述步骤6的1)、2)均无法确定当前行驶道路，将本次道路行驶选取认定为异常，累加错误次数Error。\n[0065] 当Error小于限定值X(3<＝X<＝5)，重新开始步骤5，获取下一次车辆行驶道路信息。\n[0066] 当Error大等于限定值X，则数据运算模块认定为异常，认为车辆已经失去预测的范围，需要重新确定车辆初始行驶道路，返回步骤4执行，开始新的一次道路选定。\n[0067] 由于道路等级差异，车辆行驶在不同等级道路上，车速、路况均存在差异，对于步骤C中的M值选定也需要选用不同值作为条件，假设当车辆行驶在高速路时，途中存在很多服务区，为了避免正常行驶高速路而错误的映射在服务区道路上，需要加大M值，再结合高速路的车速，不会造成所述的干扰。注意的是，当车辆在高速路，M值通常取X/2，这样有有效避免服务区这情况,保证在高速公路统计准确性，其它等级道路取X/3。\n[0068] 本方明是以初始行驶道路作为下次道路信息选定的条件，因此对于初始行驶道路选定正确与否要求十分严格，因此对于初始行驶道路选定，要求步骤4中的M值取2*X/3。\n[0069] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。