[发明专利]使用动力学模型和线图来确定车辆可到达区域的方法

说明书

本发明涉及一种确定在路网上行驶的车辆可到达的所述路网的至少一个区域(ZON)的方法。该方法基于对车辆的依赖于车辆速度和加速度的动力学模型(MOD)的使用、线图(GA)的构建以及最短路径算法(ALG)。

技术领域

本发明涉及车辆导航领域且尤其涉及车辆的活动半径的预测的领域，这与根据车辆内剩余的储能来定义车辆可到达位置相对应。

根据国际能源机构，全世界消耗的汽油的50％以上是由交通部门使用的，其中的3/4以上是用于道路交通。再者，根据该机构，2006年在欧洲，交通部门对接近1/4(23.8％)的温室气体排放以及对超过1/4(27.9％)的二氧化碳排放负责。

因此，增加道路旅行的能量效率以降低能耗(无论是燃料还是电力)比以往更为重要。因此，高级驾驶员辅助系统(ADAS)代表有前途的解决方案，不但经济(可简单地使用驾驶员的智能电话)，而且是非侵入式的(车辆的机械部件不需要改动)。

另外，电动车的续航里程的增加是其开发的主要挑战。的确，电池的低储能容量和长再充电时间使得电动车的使用复杂并阻碍了其普及。此外，这些问题往往限制电动车的进一步使用，因为实际上显示给用户的按道路千米计的剩余电池寿命通常不可靠。由此，具有低剩余容量的电动车通常未被充分使用。

背景技术

专利申请US-2015/127204A1涉及预测车辆的活动半径的设备。然而，该文献中公开的设备没有描述车辆续航里程计算方法。因此，无法保证该文献中呈现的设备按可靠且精确的方式提供车辆的活动半径。

专利申请US-2016/129803A1涉及预测车辆的活动半径的方法。然而，这一文献中描述的方法没有考虑道路和基础设施对能量消耗的影响。使用在这一文献中描述的方法获得的活动半径因此不可靠且不精确。

专利申请US-2014/0278038A1涉及使用能量消耗建模办法并考虑机动和基础设施的影响来计算能量半径。然而，这一方法需要大型存储器来用于计算。的确，这一文献提供了用于节省邻接表(这需要大型存储器)形式的地图数据的解决方案。此外，在这一专利申请US-2014/0278038A1中描述的方法通过假定引擎功率达到其最大值而高估了加速阶段期间的能量。另外，在这一文献中描述的方法没有给出高精度水平。的确，这一方法基于弧上的恒定坡度的假设，这是降低精度的简化假设。此外，这一方法使用基于假定包容性效率的动能变化的宏观办法。

为了克服这些缺陷，本发明涉及一种确定在路网上行驶的车辆可到达的该路网的至少一个区域(活动半径)的方法。该方法基于对车辆的依赖于车辆速度和加速度的动力学模型的使用、线图的构造以及最短路径算法。使用这样的动力学模型以及构造线图使得能够得到与所消耗的能量有关的更高精度，尤其值得注意的是将加速度纳入考虑，这允许精确地确定活动半径。此外，使用线图允许显著地降低确定该区域所需的存储器。因而，根据本发明的方法允许更高效的能量管理，尤其值得注意的是对电动车的电池的更高效管理。

发明内容

本发明涉及一种确定在路网上行驶的车辆可到达的所述路网的至少一个区域的方法。对于该方法，执行以下步骤：

a)标识所述车辆的位置和所述车辆中储存的能量的量，

b)构造将所述车辆消耗的能量与所述车辆的速度和加速度以及道路的坡度分布进行相关的所述车辆的动力学模型，

c)围绕所述车辆的所标识的位置来构造所述路网的线图，

d)借助车辆的所述动力学模型以及所述车辆在所考虑的弧上的平均速度、所考虑的弧上的坡度分布、以及所述车辆为达到所述所考虑弧上的所述平均速度的加速度来确定所述车辆针对所述线图的每一弧所消耗的能量，以及

e)借助使得在所述线图上所述能耗最小化的最短路径算法来确定所述车辆使用储存在所述车辆中的能量的所述量可到达的所述路网的至少一个区域，所述最短路径算法受所述车辆中储存的能量的所述量约束。