[发明专利]基于油耗与尾气排放的车辆三维导航方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于油耗与尾气排放的车辆三维导航方法，该方法的基本原理是将车辆油耗与尾气排放作为道路阻抗的考虑要素之一，进行路径诱导，同时车辆行驶时实时建议速度以减少油耗和尾气排放。本发明所指的三维导航技术是指在获取经纬度和海拔高度信息的基础上对车辆的定位与导航。本发明属于车辆油耗与尾气排放控制领域。

背景技术

目前“节能减排”已成为国民经济和现代交通业发展的基本战略，国家中长期科技发展规划也将减少交通能源消耗与环境污染问题作为交通科技发展的优先主题。为有效减少交通能源消耗与环境污染，需要在各个层面、各个环节采取综合治理措施，在继续优化道路网等级结构和建设质量的同时，从机动车研制、开发，替代燃料与新型动力研发与技术推广，既有车辆监测、维护与淘汰等诸多方面着手，多管齐下、标本兼治，提高车辆节能与减排的整体水平。

车载导航技术是现代多学科的高新技术结晶，它综合了导航卫星及目标定位技术，陀螺仪等传感技术，GIS数字电子地图技术，城市智能化交通管理技术，GSM动态导航通讯业等高新技术的成果。

目前，全球导航系统主要包括美国GPS系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧洲正在建设中的伽利略系统以及中国北斗系统。

中国的车载导航技术经过十年的市场培育，用户目标与需求已逐步明确。随着技术研发、市场培育的逐步完善，车用导航装置应用市场业已启动和日臻成熟，现在已逐步进入道路交通行业应用的高速发展时期。随着经济发展和道路建设的推进，内涵更丰富的三维立体导航地图将逐年以更新的面貌推向市场。

事实上，随着国内油价的不断企高，无论是个人还是运输企业，都很关注汽车在行驶过程中的省油性能，因此从用户经济利益出发，利用一定的技术手段控制私家车和营运车辆的单车油耗不失为节能减排的一条有效途径。另一方面，加装车载GPS等行车导航设备的车辆逐年增多，基于安全预警和监控考虑在营运车辆上统一安装GPS定位系统和行车记录仪等设备或将成为趋势，若能将GPS导航技术与油耗控制技术有机结合，这将为车辆行驶过程中的节能减排提供新的技术思路。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于车辆油耗与尾气排放的车辆导航方法，对传统的车辆导航方法框架做出改进设计，以减少车辆行驶过程中的油耗与尾气排放，为道路交通节能减排提供新型技术支撑。

本发明的技术问题主要包括两方面，一方面通过获取车辆在现行道路上某点处的坡度，结合车辆对应车型的油耗和尾气排放控制参数，给出车辆在该点的速度建议；另一方面，预测路网上每条路段的平均速度，进而结合对应车型的油耗和尾气排放控制参数，预测每一条路段上的油耗和尾气值，然后将预测到的油耗和尾气值作为该车辆在路网中进行路径规划中路段阻抗函数的自变量之一，修正阻抗函数，以达到在路径选择中考虑油耗和尾气排放的目的。

技术方案：

一种基于油耗与尾气排放的车辆三维导航方法，

步骤1设定车型信息，调用与之相对应的油耗与尾气排放模型参数库；同时通过差分定位DGPS定位车辆，获取车辆实时所在点i的经度L_ix、纬度L_iy、和海拔高度L_iz；

(1)启动导航系统后，需要首先确定车辆车型信息，所述车辆车型信息包括车型/代表车型和载重，车型/代表车型由汽车制造商在汽车出厂时确定，载重由车主在行驶前人工输入；然后导航系统基于车型信息调用对应油耗和尾气排放参数库，所述油耗和尾气排放参数库包括单位行程油耗、单位行程HC排放因子、单位行程CO排放因子、单位行程NO_X排放因子，

(2)定位模块采用差分定位DGPS，它的一个特点是定位精度高，能实现亚米级的定位精度，

(3)DGPS每隔1s自动获取车辆实时所在点i的位置信息，这样就在行驶过程中获得了一系列点且表示为i=1、2、3、4、5…的经度，纬度和海拔高度，其符号表示分别为L_ix’，L_iy，L_iz，

步骤2根据定位获得的一系列点i=1、2、3、4、5…的位置信息，推算每一点的坡度ε_i，然后调用坡度调用油耗与尾气排放模型参数库，得出坡度为ε_i时不同速度情况下对应油耗与尾气排放单位行程总指标，选取总指标最小的速度值作为优化速度值，由此得到速度优化结果，