CN117232535A - 基于物联网的车载导航*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涉及车载导航技术领域，具体涉及基于物联网的车载导航***，包括：车辆监控模块：获取当前车辆相关信息；地图抓取模块：获取行驶路线以及充电站信息；充电路线生成模块：生成车辆通往充电站的规划充电路线；充电站信息同步模块：获取所述的充电站的运行信息；路线规划模块：计算安全行驶里程；获取各个规划充电路线的长度L，筛选出满足条件的规划充电路线；计算符合约束条件的规划充电路线的评估系数；选取评估系数中的最大值对应的规划充电路线作为目标充电路线，车辆按照所述的目标充电路线前往充电站进行充电。本发明可以在不偏离计划路线以及实际行驶需要的情况下的充电站位置选取。
Description
技术领域
本发明涉及车载导航技术领域，具体涉及基于物联网的车载导航***。
背景技术
物联网是指通过互联网将各种物理设备、传感器、软件等连接起来，使它们能够相互通信和共享数据的网络。其基本原理是通过各种传感器和连接技术，如Wi-Fi、蓝牙和NFC等将物体连接到互联网，然后通过网络传输数据，使这些物体能够相互通信和共享信息。这使得物体能够实现智能化、自动化、远程控制等功能。而这些物理设备可以是任何具有独特标识符并能够进行网络连接的对象，包括传感器、汽车、家用电器、工业机器等。
车载导航***是一种集成在汽车内部的智能电子设备，通过全球定位***（GPS）技术，能够准确地确定汽车的位置，并为驾驶员提供导航、路线规划等功能。它内置了数字地图数据库，包括道路、街道、地标等信息，可以实时监测交通情况，提供实时导航建议，避免交通拥堵和选择最佳行车路线。它还能提供交叉口和出口指示，清晰显示在交叉口或高速公路出口时应该如何操作。
而以电能作为动力源，通过电池组储存电能，再由电动机将电能转化为动力来驱动的汽车，是现在正热门的新能源汽车中最常见的一种。因其更加环保以及节省燃料费用而受欢迎。但是，电能源电车的续航仍然是一个难以解决的问题，需要经常前往充电站进行充电。而现有的车载导航***，在司机想要前往充电站时，只是将最近的充电站设为终点来进行路线规划，而不考虑偏离原路线以及充电站运行状态等情况。
发明内容
本发明的目的在于提供基于物联网的车载导航***，解决上述技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于物联网的车载导航***，包括：
车辆监控模块：获取当前车辆的剩余电量Ere、表显续驶里程Sba、车辆总行驶里程Sall和车辆的平均行驶速度V；
地图抓取模块：获取计划行驶路线、所述的计划行驶路线周边充电站的位置信息以及最短充电路线，所述的计划行驶路线表示在车辆出发时根据目的地预选的行驶路线，所述的最短充电路线表示从充电站到达所述的行驶路线的最短路线；
充电路线生成模块：获取最短充电路线与所述的计划行驶路线之间的交点，以车辆当前位置和所述的交点作为端点从所述的计划行驶路线中截取出对应的预行驶路线，结合所述的预行驶路线和所述的最短充电路线生成规划充电路线；
充电站信息同步模块：获取所述的充电站的运行信息，所述的运行信息包括空余充电桩数量n、充电桩平均使用频率f和充电桩平均使用时间t；
路线规划模块：计算安全行驶里程，计算公式为：
；
其中，Emin为预设的安全预留电量；
获取各个规划充电路线的长度L，筛选出满足条件的规划充电路线，所述的约束条件为：
0.75S≤L≤S；
计算符合约束条件的规划充电路线的评估系数Ki，其计算公式为：
；
其中，Ki表示第i个符合约束条件的规划充电路线的评估系数，Li表示第i个符合约束条件的规划充电路线的长度；
选取评估系数Ki中的最大值MAX（Ki）对应的规划充电路线作为目标充电路线，车辆按照所述的目标充电路线前往充电站进行充电。
作为本发明进一步的方案：还包括里程修正模块，在所述的里程修正模块中，设定验证周期T，在经过验证周期T后，计算里程偏差比例ΔS，其计算公式为：
；
其中，Sall'表示经过验证周期T后的车辆总行驶里程，Sba'表示经过验证周期T后的表显续驶里程；
将所述的安全行驶里程修正为S'=ΔS*S。
作为本发明进一步的方案：在所述的路线规划模块中，当所述的车辆在充电站中充电完成后，沿所述的最短充电路线返回计划行驶路线。
作为本发明进一步的方案：在所述的路线规划模块中，当存在两个及两个以上规划充电路线的评估系数相等时，选取长度最大的规划充电路线作为目标充电路线。
作为本发明进一步的方案：在所述的地图抓取模块中，获取所述的充电站的位置信息的具体步骤包括：
在所述的计划行驶路线中，按照预设的间隔选取采样点；
以所述的采样点为圆心，以及预设的采样半径r选取采样区域；
获取所述采样区域内所有充电站的位置信息。
作为本发明进一步的方案：在采集所述的充电站的位置信息的过程中，相邻采样点间的直线距离d满足约束条件：r≤d≤1.25r。
作为本发明进一步的方案：在所述的路线规划模块中，当满足条件的规划充电路线的数量小于预设数量时，则降低所述的约束条件中长度L的下限值，直至满足约束条件的规划充电路线的数量大于等于预设数量。
作为本发明进一步的方案：在降低所述的约束条件中长度L的下限值的过程中，每次降低的值为预设值A，其中A∈（0.1S,0.125S）。
本发明的有益效果：本发明在对汽车的充电规划中，充分考虑正常的行驶需求，以计划行驶路线作为标准，获取周边的充电站的位置信息以及路线信息；从而在考虑车辆的剩余电量以及续驶里程的前提下，计算在当前电量的情况下到安全预留电量时，汽车行驶里程的预计值；通过预计值作为标准再对充电站进行筛选，从而得到满足约束条件的充电站的信息；最后根据各个充电站的实际运行情况，选取优先级较高的充电站作为目标充电站，从而在不偏离路线以及实际行驶需要的情况下的充电站位置选取。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明基于物联网的车载导航***的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为基于物联网的车载导航***，包括：
车辆监控模块：获取当前车辆的剩余电量Ere、表显续驶里程Sba、车辆总行驶里程Sall和车辆的平均行驶速度V；
地图抓取模块：获取计划行驶路线、所述的计划行驶路线周边充电站的位置信息以及最短充电路线，所述的计划行驶路线表示在车辆出发时根据目的地预选的行驶路线，所述的最短充电路线表示从充电站到达所述的行驶路线的最短路线；
充电路线生成模块：获取最短充电路线与所述的计划行驶路线之间的交点，以车辆当前位置和所述的交点作为端点从所述的计划行驶路线中截取出对应的预行驶路线，结合所述的预行驶路线和所述的最短充电路线生成规划充电路线；
充电站信息同步模块：获取所述的充电站的运行信息，所述的运行信息包括空余充电桩数量n、充电桩平均使用频率f和充电桩平均使用时间t；
路线规划模块：计算安全行驶里程，计算公式为：
；
其中，Emin为预设的安全预留电量；
获取各个规划充电路线的长度L，筛选出满足条件的规划充电路线，所述的约束条件为：
0.75S≤L≤S；
计算符合约束条件的规划充电路线的评估系数Ki，其计算公式为：
；
其中，Ki表示第i个符合约束条件的规划充电路线的评估系数，Li表示第i个符合约束条件的规划充电路线的长度；
选取评估系数Ki中的最大值MAX（Ki）对应的规划充电路线作为目标充电路线，车辆按照所述的目标充电路线前往充电站进行充电。
值得注意的是，对于现有的行车导航的过程中，用户都会在车辆出发的时候输入目的地，并选择合适的行驶路线，也即是本方案中的计划行驶路线，该路线的获取属于现有技术，在此不做赘述；
本发明在对汽车的充电规划中，充分考虑正常的行驶需求，以计划行驶路线作为标准，获取周边的充电站的位置信息以及路线信息；从而在考虑车辆的剩余电量以及续驶里程的前提下，计算在当前电量的情况下到安全预留电量时，汽车行驶里程的预计值；通过预计值作为标准再对充电站进行筛选，从而得到满足约束条件的充电站的信息；最后根据各个充电站的实际运行情况，选取优先级较高的充电站作为目标充电站，从而在不偏离路线以及实际行驶需要的情况下的充电站位置选取。
可以理解的是，在本方案中充电站的运行信息中，充电桩平均使用频率f指的是单位时间内进入充电站需要充电的车数，充电桩平均使用时间t指的是车辆充电时对充电站的平均占用时间。
在本发明一种优选的实施例中，还包括里程修正模块，在所述的里程修正模块中，设定验证周期T，在经过验证周期T后，计算里程偏差比例ΔS，其计算公式为：
；
其中，Sall'表示经过验证周期T后的车辆总行驶里程，Sba'表示经过验证周期T后的表显续驶里程；
将所述的安全行驶里程修正为S'=ΔS*S。
在本发明一种优选的实施例中，在所述的路线规划模块中，当所述的车辆在充电站中充电完成后，沿所述的最短充电路线返回计划行驶路线。
在本发明一种优选的实施例中，在所述的路线规划模块中，当存在两个及两个以上规划充电路线的评估系数相等时，选取长度最大的规划充电路线作为目标充电路线。
在本发明一种优选的实施例中，在所述的地图抓取模块中，获取所述的充电站的位置信息的具体步骤包括：
在所述的计划行驶路线中，按照预设的间隔选取采样点；
以所述的采样点为圆心，以及预设的采样半径r选取采样区域；
获取所述采样区域内所有充电站的位置信息。
在本发明一种优选的实施例中，在采集所述的充电站的位置信息的过程中，相邻采样点间的直线距离d满足约束条件：r≤d≤1.25r。
在本发明一种优选的实施例中，在所述的路线规划模块中，当满足条件的规划充电路线的数量小于预设数量时，则降低所述的约束条件中长度L的下限值，直至满足约束条件的规划充电路线的数量大于等于预设数量。
在本发明一种优选的实施例中，在降低所述的约束条件中长度L的下限值的过程中，每次降低的值为预设值A，其中A∈（0.1S,0.125S）。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.基于物联网的车载导航***，其特征在于，包括：
车辆监控模块：获取当前车辆的剩余电量Ere、表显续驶里程Sba、车辆总行驶里程Sall和车辆的平均行驶速度V；
地图抓取模块：获取计划行驶路线、所述的计划行驶路线周边充电站的位置信息以及最短充电路线，所述的计划行驶路线表示在车辆出发时根据目的地预选的行驶路线，所述的最短充电路线表示从充电站到达所述的行驶路线的最短路线；
充电路线生成模块：获取最短充电路线与所述的计划行驶路线之间的交点，以车辆当前位置和所述的交点作为端点从所述的计划行驶路线中截取出对应的预行驶路线，结合所述的预行驶路线和所述的最短充电路线生成规划充电路线；
充电站信息同步模块：获取所述的充电站的运行信息，所述的运行信息包括空余充电桩数量n、充电桩平均使用频率f和充电桩平均使用时间t；
路线规划模块：计算安全行驶里程，计算公式为：
；
其中，Emin为预设的安全预留电量；
获取各个规划充电路线的长度L，筛选出满足条件的规划充电路线，所述的约束条件为：
0.75S≤L≤S；
计算符合约束条件的规划充电路线的评估系数Ki，其计算公式为：
；
其中，Ki表示第i个符合约束条件的规划充电路线的评估系数，Li表示第i个符合约束条件的规划充电路线的长度；
选取评估系数Ki中的最大值MAX（Ki）对应的规划充电路线作为目标充电路线，车辆按照所述的目标充电路线前往充电站进行充电。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的车载导航***，其特征在于，还包括里程修正模块，在所述的里程修正模块中，设定验证周期T，在经过验证周期T后，计算里程偏差比例ΔS，其计算公式为：
；
其中，Sall'表示经过验证周期T后的车辆总行驶里程，Sba'表示经过验证周期T后的表显续驶里程；
将所述的安全行驶里程修正为S'=ΔS*S。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的车载导航***，其特征在于，在所述的路线规划模块中，当所述的车辆在充电站中充电完成后，沿所述的最短充电路线返回计划行驶路线。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的车载导航***，其特征在于，在所述的路线规划模块中，当存在两个及两个以上规划充电路线的评估系数相等时，选取长度最大的规划充电路线作为目标充电路线。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的车载导航***，其特征在于，在所述的地图抓取模块中，获取所述的充电站的位置信息的具体步骤包括：
在所述的计划行驶路线中，按照预设的间隔选取采样点；
以所述的采样点为圆心，以及预设的采样半径r选取采样区域；
获取所述采样区域内所有充电站的位置信息。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的车载导航***，其特征在于，在采集所述的充电站的位置信息的过程中，相邻采样点间的直线距离d满足约束条件：r≤d≤1.25r。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的车载导航***，其特征在于，在所述的路线规划模块中，当满足条件的规划充电路线的数量小于预设数量时，则降低所述的约束条件中长度L的下限值，直至满足约束条件的规划充电路线的数量大于等于预设数量。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的车载导航***，其特征在于，在降低所述的约束条件中长度L的下限值的过程中，每次降低的值为预设值A，其中A∈（0.1S,0.125S）。
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