CN106257870B - 用于预览数据的车辆总线消息传送的压缩方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明教导了通过车辆总线提供数据，该数据提供被索引到车辆预期穿过的点的道路属性的值。为了压缩数据，服务器可以采用被应用到函数的核函数的系数对数据拟合回归函数。该服务器可以限制系数的数量以反映由它报告的道路决定的数据对变化率的限制。类似地，该服务器可以限制在车辆总线上传送的消息中编码系数的一个或多个位的数量，反映由道路决定的数据的可能振幅的有限范围。客户端可以保持核函数的副本，并且从消息中检索系数。客户机可以通过评估应用到核函数的系数来估算道路属性的未来值，核函数在一些示例中是高斯函数。

Description

用于预览数据的车辆总线消息传送的压缩方法和系统
技术领域
本发明涉及具有电子控制系统的车辆，并且更具体地涉及通过这样的车辆内的车辆总线实现的数据至控制系统的传送。
背景技术
车辆总线，例如控制器局域网(CAN)总线，提供各种计算系统、一个或多个计算系统的方面、传感器、致动器和/或各种类型的当代车辆依赖的诸如此类之间的通信方式。近年来，随着当代车辆中这样的元件的数量激增，建立这些元件之间的单独的通信链路变得昂贵、繁重并且不切实际。四面八方贯穿车辆的大的线束和引线的巨大长度是必需的。然而，基于总线的方法允许许多元件通过单一的物理传输介质来传送和接收数据，免除了提供元件之间的单独的布线所涉及的成本和繁琐的考虑。
尽管如此，随着控制系统元件的数量和使用继续激增，对给定的车辆总线的需求也增加，使得车辆总线的容量成为日益重要的问题。虽然受压的车辆总线通常不会导致车辆元件之间的通信数据丢失，但是容量不足常常可能导致数据的延迟交付，特别是对于不被认为具有高优先级的数据，例如与用于控制系统被认为是具有安全性的含义的数据相关联的高优先级。因为通常与在车辆总线上传输的不同类型的数据相关联的时间敏感性，延迟可能导致重大问题并且甚至可能阻止某些应用。
发明内容
根据本发明，提供一种用于将数据传输至车辆控制系统的系统，包含：
车辆总线，该车辆总线被设置在车辆中并且可操作以将基于消息的通信提供至用于车辆的一组控制系统；
服务器端模块，该服务器端模块被通信地连接至车辆总线，可操作以：
获取被索引到车辆前进的度量的值的路径预览数据；
对路径预览数据进行回归分析以生成被分配给组合在近似函数中的子函数的系数集，该近似函数表征路径预览数据相对于被索引的值的变化；
通过在车辆总线上发送消息来传送系数；
客户端模块，该客户端模块被通信地连接至车辆总线，可操作以：
接收来自车辆总线的消息；
从消息中提取系数集；
通过将系数集应用到保持在客户端模块中的子函数的副本来在客户端模块中评估近似函数；
利用近似函数的评估来指导控制系统。
根据本发明的一个实施例，其中：
车辆是道路车辆；
路径预览数据报告由车辆行驶的道路的道路属性的未来值，未来值对相对于被索引的值的变化率具有限制，该限制由道路的设计考虑确定，该限制允许近似函数采用比近似具有较大变化率的数据的函数更光滑的函数来近似路径预览数据；以及
服务器端模块是进一步可操作的以将系数集中系数的数量限制为足以近似在特定用途的精度范围内的路径预览数据的数量，该限制与对变化率的限制一致。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含编码模块，该编码模块可操作以将系数编码在多个位中，该编码模块进一步可操作以将位的数量限制成使得位的数量和系数的数量的乘积等于可以在所限定的车辆总线的单个消息的有效负荷内运送的量。
根据本发明的一个实施例，其中：
车辆是道路车辆；
路径预览数据报告由车辆行驶的道路的道路属性的未来值，未来值具有提供可以由未来值表示的值的边界的振幅限制，使得未来值驻留在可能值的范围内；以及
该系统进一步包含编码模块，该编码模块可操作以将系数编码在多个位中，编码模块进一步可操作以将位的数量限制为这样的一数量，即该数量足以提供具有足够灰度以能够生成在可能值的范围的极端处的未来值的近似函数同时满足特定用途分辨率的系数。
根据本发明的一个实施例，其中客户端模块通过将各个高斯函数与来自系数集的各个系数相乘来在所述客户端模块中重现近似函数，子函数包含高斯函数的集合。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含回归模块，该回归模块被通信地连接至服务器端模块并且可操作以对路径预览数据和从系数集和子函数得到的近似值应用最小化最小二乘(MLS)算法。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含回归模块，该回归模块可操作以将权重集应用到在回归分析期间用于确定系数集的等式，权重集给予在由路径预览数据提供的预览范围内更靠近车辆的数据更大的权重。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含：
车载收集模块，该车载收集模块可操作以当车辆行驶通过先前行程上的道路时收集并存储路径预览数据；以及其中
该服务器端模块是进一步可操作的以直接访问来自车载收集模块的路径预览数据，而不通过车辆总线。
根据本发明，提供一种压缩车辆总线数据的方法，包含：
在服务器处生成系数，当对被索引到车辆的未来前进的道路属性的未来值的数据拟合函数时，该系数被应用到核函数；
通过车辆总线将系数传送至车辆的控制系统；
通过将来自车辆总线的系数应用到核函数的副本来在客户端并且为控制系统评估未来道路属性值。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含将系数的数量限制成与对具有可从道路设计的原则确定的有限变化率的数据拟合函数所需的减少的系数的数量相称。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含将信息编码在有限的位的数量中，有限的位的数量与由道路设计的原则决定的数据的值的可能振幅的有限范围相称。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含利用高斯函数集作为核函数以拟合函数，高斯函数适合于数据的有限的变化率和有限的可能振幅的范围。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含对高斯函数集进行标准化。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含：
将系数的数量与位的数量的乘积限制为可由车辆总线传送的消息的有效负荷所容纳的值；以及
规定用于通过车辆总线将编码的系数运送至控制系统的消息的格式。
根据本发明，提供一种用于通过车辆总线传输数据的系统，包含：
道路车辆内的控制器局域网(CAN)总线；
服务器，该服务器被通信地连接至CAN总线并且包含处理器和存储器，可操作以：
对数据拟合函数，该函数包含对应于基函数的集合的系数集，该拟合是通过为对所述数据拟合所述函数的所述系数集分配值来进行，数据提供关于道路车辆正在行驶的道路的特定道路属性的即将发生的值；以及
在CAN总线上在CAN消息内传送系数集；以及
客户端，该客户端被通信连接至CAN总线并且包含处理器和存储器，可操作以：
存储基函数的集合的副本；
从CAN总线上的CAN消息中检索系数集；以及
当在相对于道路的预期点处被应用到基函数的集合时，评估系数集。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含拟合模块，该拟合模块被直接通信地连接至服务器，该拟合模块可操作以确定系数的数量的值，系数的数量被限制为与对由道路标准决定的道路属性的数据的变化率的约束决定的函数的光滑性成比例。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含编码器模块，该编码器模块被直接通信地连接至服务器，该编码器模块可操作以将用于编码包含在CAN消息中的系数集中的至少一个系数的至少一个位的数量限制为这样的一数量，即该数量与对于相对于道路属性的道路要求决定的数据的有限的可能振幅的范围适合于控制系统的分辨率成比例。
根据本发明的一个实施例，其中拟合模块是进一步可操作的以当被应用到用作基函数的集合的高斯函数的集合并且导致函数非常适合于对数据的变化率和有限的可能振幅的范围的约束时确定系数集的值。
根据本发明的一个实施例，其中拟合模块是进一步可操作的以在对数据拟合函数时给予沿着道路相对于车辆更靠近的数据更大的权重。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含通信模块，该通信模块被直接通信地连接至服务器并且可操作以接收来自云计算环境、互联网连接以及移动设备中的至少一个的数据。
附图说明
为了使本公开的优点容易理解，将参考在附图中说明的特定实施例呈现更详细的说明书。可以理解的是，这些附图仅描绘典型的示例并且因此不被认为是对范围的限制，通过使用附图，将描述和说明本发明的附加特异性和细节，其中：
图1是根据示例提供道路车辆的仰视图的示意性框图，该道路车辆具有车辆总线以及可以依靠车辆总线来传输用于启用各种车辆系统的数据的各种电子控制单元(ECU)、传感器、致动器和数据存储设备；
图2是根据示例描绘与示例道路属性的数据预览值的引入相关的问题的示意性框图，示例道路属性的数据预览值可以被所选择的电子控制系统有利地应用；
图3描绘了根据示例，道路车辆所行驶的道路的跨度以及表示道路坡度的示例性道路属性的未来值的数据与指示车辆和测量未来值的沿着道路的位置之间的距离的曲线图，该曲线图覆盖有近似于该数据的函数，该图示说明对道路属性值的变化率和在测量值的相关道路建立的那些值的可能振幅的固有限制；
图4是电子控制系统的一部分的示意性框图以及说明压缩考虑的能够在车辆总线上运送预览数据的消息的非限制性示例，该电子控制系统被分成直接连接至预览数据并且经由车辆总线连接至客户端的服务器端，该客户端被直接连接至能够有利地应用预览数据的一个或多个电子系统；
图5描绘了根据示例表明光滑特性的近似函数以及车辆内的服务器端基础设施的示意性框图，光滑特性是由对道路属性值的变化率的限制引起的，服务器端基础设施通过转移由光滑近似函数允许的有限数量的系数、减少通过车辆总线将预览信息传达至客户端所需的消息的数量来压缩预览数据，在客户端，预览信息可以被ECU使用；
图6描绘了根据示例表明可能振幅值的限制的特性的近似函数以及车辆内的服务器端基础设施的示意性框图，服务器端基础设施在为有限范围的振幅提供足够的分辨率所需的有限数量的位压缩预览信息，减少通过车辆总线将预览信息传达至客户端所需的消息的数量，在客户端，该预览消息可以被ECU使用；
图7a是根据示例用于例如通过普通最小二乘法(Ordinary Least Squares，OLS)对预览数据拟合、近似和/或优化近似函数的等式的示例；
图7b是根据示例由于由道路设计的原则决定的考虑决定的限制可以对系数集强加的不等式条件；
图7c根据示例定义高斯函数的n×1矩阵，高斯函数例如可以用作用于生成近似或回归函数的基函数或核函数；以及
图8是根据示例用于压缩、传送和评估关于可由车辆中的ECU使用的未来道路属性值的预览数据的步骤的流程图。
具体实施方式
将容易理解的是，本发明的部件，如在此在附图中总体上描述和说明的，可以被设置和设计成各种不同的配置。因此，以下更详细的说明，如在附图中所表示的，并不旨在限制所请求保护的范围，而仅仅表示某些示例。通过参考附图，当前描述的示例将被最好地理解，在附图中相同的部件自始至终用相同的附图标记来指代。
参考图1，描绘了车辆10的轮廓。在图1所描绘的情景中，车辆10是道路车辆、轿车和/或机动车的仰视图。然而，其他类型的车辆符合本文的教导。该附图还显示了车辆总线12，车辆总线12可以实施任何数量的协议，例如：控制器局域网(CAN)总线；局域互连网络(LIN)总线；Byteflight；国内数字总线(D2B)；FlexRay；直流(DC)总线；智能运输系统数据总线(IDB)-1394；内置设备总线(IEBus)；内置集成电路(IIC)；国际标准化组织(ISO)9141-1/-2；汽车工程师协会(SAE)J1708；SAE J1587；SAE J1850；SAE J1939；ISO 11783；关键字协议2000(KWP2000)；面向媒体的系统传输(MOST)；国际电工委员会(IEC)61375；SMARTwireX；串行外设接口(SPI)；车辆局域网(VAN)；和/或诸如此类。
车辆总线12可以启用车辆10内电子控制系统的实施，其是通过提供包含在这样的电子控制系统中的车辆10的多个元件之间的通信方式进行的。这样的元件的一般范畴的示例可以包括传感器、致动器、接口、数据库和/或电子控制单元(ECU)。如在此所使用的，术语ECU被用来总体上指代可以控制车辆10内的电子系统的任何数量的不同的嵌入式系统、微控制器和/或计算系统，下面更详细地讨论其具体示例。
除了车辆总线12，描绘了车辆的动力传动系统的各种元件。动力传动系统的这样的元件包括发动机14和变速器16。此外，描绘了制动系统的元件。例如，描绘了四组盘式制动器18以及液压管线20和主缸22。用于车辆10的电子控制系统的子设备可以被称为纵向控制系统，该子设备可以获取来自动力传动系统和/或制动系统的读数并且与动力传动系统和/或制动系统交互。
可以从属于纵向控制系统并且可以依靠车辆总线12来彼此通信的ECU的各种示例接收数据和/或将命令发送到致动器。这样的ECU可以包括，例如而非限制，电子/发动机控制模块(ECM)24、变速器控制模块(TCM)26、动力传动系统控制模块(PCM)——其可以组合ECM 24和TEM 26、制动控制模块(BCM)28、和/或巡航-控制器模块(CCM)30。这样的ECU可以通过车辆总线12获取来自各种传感器、数据库和/或接口的数据。在一些示例中，这样的传感器、数据库和/或接口中的一些可以被直接连接至一个或多个ECU，ECU进而可以通过车辆总线12将数据传送至一个或多个附加ECU。此外，各种致动器，例如所描绘的响应于ECU确定而提供换档的方式的变速器致动器32，可以通过车辆总线12直接地或经由接收ECU接收命令。
纵向控制系统中的这样的ECU可以以许多不同的方式有利地利用预览由车辆10所行驶的道路的一个或多个道路属性的未来值的数据。例如而非限制，纵向控制系统中的ECU可以利用报告关于前方的道路、路径和/或小径的特性的数据来优化燃料消耗和/或提高乘坐平稳性，如下面进一步详细讨论的。作为另一个非限制性示例，可以被归类为横向车辆控制系统的用于车辆10的电子控制系统的子设备也可以有利地应用路径预览数据。
图1所描绘的可以包含在横向车辆控制系统中的ECU包括电子稳定控制(ESC)34，可选择地被称为电子稳定程序(ESP)或动态稳定控制(DSC)。附加的非限制性示例可以包括动力转向控制模块(PSCM)36和BCM 28。可以将数据提供至横向控制系统的传感器的非限制性示例可以包括转向角传感器38、横摆传感器40、横向加速度传感器(lat.acc.)42和一组制动器传感器44。盘式制动器18和/或主缸22可以提供致动器的示例。
为了提供可能的好处，纵向、横向和/或其他电子控制系统中的ECU必须首先获取路径预览数据。在一些示例中，车辆10可以包括车载收集模块46。车载收集模块46可以是可操作的以当车辆10在先前的行程上行驶时收集和存储当前正在行驶的道路的路径预览数据。
在某些示例中，车辆10可以包括远程信息处理控制单元(TCU)48或诸如此类。TCU48可以包括用于移动通信的外部接口50。在这样的示例中，TCU 48可以利用用于移动通信的外部接口50来访问一个或多个计算系统52，一个或多个计算系统52可以访问云环境56中的一个或多个数据库54和/或通过互联网访问一个或多个数据库54。数据库(一个或多个)54可以保持路径预览数据。在一些示例中，外部接口50可以与移动设备58——例如移动电话——通信以访问互联网/云计算环境56。在这样的示例中，通信模块——其可以包括TCU48和/或外部接口50——可以经由互联网连接和/或通过移动设备58接收来自云计算环境56的预览数据。
除了纵向和横向控制系统之外，与不同类型的电子控制系统相关的ECU也可以被包括在车辆10中。通过提供一些非限制性示例来说，图1还描绘了车身控制单元(BCU)60、驾驶员界面模块(DIM)62和车门控制单元(DCU)64。许多其它类型的ECU也可以被包括在车辆10中，连同其它类型的传感器、致动器和/或其他设备可以提供用于通过车辆总线12传输的数据和或依赖从车辆总线12接收到的数据。用于通过车辆总线12将预览数据提供至相关的ECU——不论是否来自车载收集模块46、TCU 48和/或诸如此类——的一些启示针对以下附图进行讨论。
参照图2，描绘了车辆10中的数据通信系统66的示意图。数据通信系统66可以包括一个或多个车辆总线12a、12b——例如主要车辆总线12a和次要车辆总线12b——或以不同的车辆总线协议的许多不同的组合的形式的任意数量的不同的车辆总线12。在一些示例中，主要车辆总线12a和次要车辆总线12b都可以利用相同的协议，例如CAN总线。在其它示例中，主要车辆总线12a和次要车辆总线12b可以利用不同的协议。通过一个非限制性示例来说，主要车辆总线12a可以是CAN总线并且次要车辆总线12b可以是LIN总线。
网关模块68可以被连接至主要车辆总线12a和次要车辆总线12b二者。该网关模块68可以在车辆总线12a、12b之间传递数据。在车辆总线12a、12b之间传递数据可以包括一个或多个附加服务，例如将数据排序、缓冲数据、演绎数据、过滤数据、提供协议之间的转换服务和/或诸如此类。
数据通信系统66中的一个或多个车辆总线12可以实施基于消息、数据包、帧或者诸如此类的协议，根据这些协议，在消息/数据包/帧70a-70an中携带数据。除了其有效负荷之外，这样的消息/数据包/帧70a-70an可以包括额外负荷。如相对于之前的附图所讨论的，各种各样的ECU、传感器、致动器、接口和/或其他设备可以通过数据通信系统66传送和/或接收消息/数据包/帧70a-z。对于主要车辆总线12a，这样的元件的非限制性示例可以包括PCU 72、CCM 30、安全气囊ECU 74、ESC 34、具有横摆和加速度传感器76的组合单元、PSCM36和转向角传感器38。为了强调可能的ECU、传感器、致动器、接口和/或设备的宽范围，ECM24和TCM 26被包括在PCU 72中。另外，变速器致动器32被包括在TCM 26中，并且BCM 28被包括在ESC 34中。此外，安全气囊ECU 74提供之前没有讨论的另一个ECU的附加示例。另外，之前的附图的横摆传感器40和横向加速度传感器42已组合成共同的传感器单元76。与数据通信系统66通信的任何数量的不同类型的元件和/或组合是可能的。
虽然若干ECU——包括车身控制模块(BCM)78、无线电控制模块(RCM)80、人机界面(HMI)82、车门控制模块(DCM)80以及座椅控制模块(SCM)86——不被直接连接至主要车辆总线12a，但是它们提供至第二车辆总线12b的数据消息/数据包/帧70ad-70an至少部分经由网关模块68与主要车辆总线12a共享，正如主要车辆总线12a的70a-70-ac消息/数据包/帧可以经由网关模块68与次要车辆总线12b共享一样。与车辆总线12相反，虽然传感器、致动器和/或其他设备中的一些可以被直接连接至ECU，但是由这些传感器、致动器和/或其它设备生成和/或需要的数据仍然通过它们从属的ECU被传送至车辆总线12a、12b和/或通过它们从属的ECU从车辆总线12a、12b重新得到。
PCU 72中的ECM 24是说明性的。例如而非限制，ECM 24可以包括节气门传感器88、空气流量传感器90、燃料压力传感器92、速度传感器94、爆震传感器(knock sensor)96、温度传感器98、第一氧传感器100、第二氧传感器102、燃料喷射致动器104、点火控制106、节气门致动器108和/或闲置空气致动器(idle air actuator)110，以及其他可能的元件。可以领会的是，提供和/或需要消息/数据包/帧70a-70an的元件的数量可以将大的负荷放置在数据通信系统66上。
当车辆总线12满负荷工作时，车辆总线12可以是车辆10中电子控制系统的瓶颈112。某些消息70可以被给予超过其他消息70的优先级。例如，在这样的情况下，来自安全气囊ECU 74和BCM 28的消息70可以被给予优先级，导致可能危及或消除与其它电气系统相关的消息70的效用的延迟。虽然在图2中仅描绘了四十条消息70，但是在车辆操作期间，在任何给定的时间，车辆总线12通常可以传送数千条消息70，这意味着主要车辆总线12a可以常常满负荷或接近满负荷运行，满负荷被设定为例如在从500千位节每秒(Kbps)到1兆比特每秒(Mbps)的范围内。
还描绘了访问路径预览数据114的车载收集模块46和TCU 48。路径预览数据114可以提供道路属性——例如，举例来说而非限制，如图2中由坡度和曲率标志表示的道路坡度和道路曲率——的未来值。附加非限制性示例可以包括倾斜角(bank angle)、海拔和/或速度曲线，以及其他。为了被车辆10内的电子控制系统有利地应用，如以上所讨论的，消息/数据包/帧70中的路径预览数据114可以通过车辆总线12被提供至ECU，例如而非限制，ECM24、TCM 26、CCM 30和/或ESC 34。
然而，如所讨论的，由车辆总线12所决定的约束呈现通过将利用路径预览数据114中的信息来通过一个或多个电子控制系统对车辆操作进行改进的实施所解决的考虑。如下面所讨论的，路径预览数据114可以是大的，和/或需要定期更新，需要许多消息70通过已经征税的车辆总线12来运送。为了克服这些障碍，在设计压缩用于通过车辆总线12传送的路径预览数据114的方法时，路径预览数据114的特性可以被揭露和利用，如关于以下附图进一步所讨论的。
参考图3，描绘了在行驶的道路车辆10前方延伸的1.2公里长的道路116。道路116沿着丘陵或山地地形的边缘，给出特定道路属性——即，如由坡度符号指示的坡度118——的道路波动值。丘陵或山地地形也导致特定道路属性或曲率的波动值以及可能的倾斜角。然而，为了简单起见，图3仅仅着眼于道路属性坡度118。
随着轿车10沿着道路行驶，轿车10将遇到的坡度118的未来值的测量点或数据点120a-120cv可以通过车辆沿着道路116的前进的度量进行测量和索引。例如而非限制，示例性度量可以包括离散的时间或空间点。例如而非限制，索引度量可以包括就相对于车辆10和/或相对于其它离散点的距离而言限定的离散点，该离散点可以均匀地间隔开和/或不均匀地间隔开。通过另一非限制性示例来说，索引度量可以包括离散的时间点，例如相对于正在行驶的车辆10的时间，如果车辆10以给定的速度继续行驶，则在该时间之后，它将遇到坡度118的特定值120。
对于图3所描绘的非限制性示例，道路116的跨度已被划分成一百个测量点或数据点120a-120cv，测量点或数据点120a-120cv被索引到相对于车辆10等间隔的距离处并且相对于彼此十二米。在图3中，这些测量点/数据点120中的一些通过由起源于沿着它们属于的道路116的位置的虚线箭头指向的表明索引数字的带圈的数字来表示。将测量点/数据点120索引到车辆沿着道路116的未来前进的任何数量的不同的方法是可能的。
除了其他可能的用途之外，具有用于道路属性坡度118的测量点/数据点120a-120cv的路径预览数据114可以被纵向控制系统使用以提供多种有益服务。通过提供非限制性示例来说，这样的数据114可以被用于优化燃料消耗和/或提高乘坐平稳性。例如而非限制，这样的数据可以被TCM 26和变速器致动器32使用以预测自动变速器16的换挡。作为另一非限制性示例，这样的数据114可以被CCM 30使用以减少扭矩变化。类似地，包括关于图3中所描绘的道路曲率的信息的预览数据114可以被用于有益地影响横向控制系统。
在图3中还描绘了散点图122。在图122中，绘制了一百个测量点/数据点120a-120cv的未来值，每个用相对于它们被索引到的车辆10的距离“X”来表示。此外，图122覆盖有随着所绘制的相对距离近似测量点/数据点120a-120cv的函数拟合曲线124。该函数拟合曲线124可以通过函数来描述，例如而非限制，近似函数和/或回归函数。对于这样的函数，相对于车辆10的距离或车辆10的前进的一些其它度量可以被看作属于自变量，并且测量值120a-120cv的未来值可以被看作属于因变量。
现在可以做出关于报告不同的道路属性的未来值的数据114的特性的几个点。首先，对于道路属性坡度118，在图3中所描绘的道路116例证适用于若干其他道路属性的道路设计的原则。虽然道路116穿过从一个点到另一个起伏很大的地形，但是道路的设计尽力最小化坡度118的变化。代替从直线上的一点到另一点，道路116描述迂回路径以通过绕开丘陵的肩而保持在坡度值的相对小范围内，不管由曲折的道路116引起的增加到行程的长度和降低的速度。此外，也绘制通过周围的丘陵的近路126a、126b以避免坡度的快速变化。
道路116的多种设计考虑，例如可以使用道路116的大范围的车辆的爬坡能力、车辆特别是制动系统的磨损、平稳行驶的值以及其他，决定对路径预览数据114的限制，这可以被称为数据114被限制速率。被限制速率的数据可以被理解成就未来值而言对测量点/数据点120a-120cv相对于所行驶的距离或一些其它前进的度量的变化率具有限制。另一种表达方式是，测量点/数据点120a-120相对于车辆前进的速率可以被限制，或者更散开，同时仍捕获相关道路属性的值的相关变化。道路属性的其他示例也受到对变化率的约束，例如，通过非限制性示例来说，道路曲率，这被促进避免急转弯的设计考虑限制。其他考虑也使其他道路属性——例如而非限制，倾斜角——被限制速率。
在压缩路径预览数据114时可以要求的其他特性是这样的预览数据114将经常被限制速率。对变化率的约束体现在图122中数据114的函数拟合曲线124的覆盖图中。可以领会的是，被限制速度的数据导致比近似具有较大变化率的数据的函数更光滑的函数。此外，用来近似如被索引到车辆前进的度量这样的数据的任何函数将例证显著的光滑度。预览数据114的光滑度和/或被限制的变化率可以从与道路属性相关的道路设计的原则确定。
常常可以被归因于关于各种道路属性的路径预览数据114的第二特性，不论连同被限制速率的特性或单独地，是这样的数据114常常被限制振幅。振幅限制提供可以由测量点/数据点120表示的值的边界。例如，对于坡度118，坡度必须小于直上或直下。此外，实际考虑，例如安全性、车辆爬坡能力和/或车辆磨损，即，道路设计的原则背后的约束，进一步限制可能的振幅的范围。例如，世界上最陡的住宅区街道的候选者具有约35％或当表示为度时为19°的坡度。因此，坡度118的振幅可以被限制在20和-20的值之间。然而，更实际地，这些振幅可以被进一步限制。例如，在图3中，坡度测量点120a-120cv在1.4°和-2.2°之间变化。
数据114的可能振幅的其它类似的限制范围可以被其他道路属性的道路要求决定。以下进一步讨论被限制速率和/或被限制振幅的数据可以被用来压缩预览数据的方式。在此阐述了这样的创新中的一些的简要概述，省略了下面进一步讨论的某些方面和各种细节。
例如，用于通过车辆总线12将数据传输到车辆控制系统的系统可以包括车辆总线12、服务器或服务器端模块、以及客户机或客户端模块。车辆总线12可以被设置在车辆10内并且可以是可操作的以将基于消息的通信提供至车辆10的一组控制系统。在一些示例中，车辆总线12可以是CAN总线12。服务器端模块和/或客户端模块可以被嵌入和/或被添加到车辆的电子控制系统内的元件中。
服务器可以是可操作的以获取被索引到车辆前进的值的路径预览数据114。回归算法可以通过给对数据114拟合函数的系数集指定值来对数据114拟合函数，例如而非限制，近似函数、回归函数、线性函数、和/或诸如此类的函数。该函数可以由对应于子函数、基函数、核函数和/或诸如此类的系数集组成。数据114可以提供关于车辆10正在沿着行驶的路径或道路116的特定道路属性的即将发生的值。
以这种方式，服务器可以生成系数集。该系数集中的各个系数可以被指定组合在表征路径预览数据114相对于索引值的变化的近似函数中的子函数。例如而非限制，在一些示例中，通信地连接至服务器端模块的回归模块可以是可操作的以将最小二乘(MLS)算法应用到路径预览数据114和从系数集和子函数导出的近似值。
服务器端模块可以通过在车辆总线12上传送消息——例如，通过非限制性示例来说，在CAN总线12上的CAN消息内——来将系数传送至客户机或客户端模块。可以包括处理器和存储器的客户端也可以被通信地连接至车辆总线12并且可以是可操作的以接收来自车辆总线12的消息。客户机也可以从消息例如从CAN消息中提取系数集，并且存储子函数/基函数/核函数的集合的副本。
客户机可以通过将系数集应用到保持在客户端模块中的子函数的副本来在客户端模块处评估近似/回归/线性函数和/或诸如此类。例如，客户机可以评估在相对于道路116的预期点处如应用到基函数的集合的系数集。客户机系统然后可以利用和/或提供近似函数的评估来指导控制系统。
在一些示例中，如所讨论的，路径预览数据114中的未来值对相对于索引值的变化率具有限制。该限制可以通过道路116的设计考虑来确定。此外，该限制可以允许近似函数采用比近似具有较大变化率的数据的函数更光滑的函数来近似路径预览数据114。
直接通信地连接至服务器的拟合模块可以是可操作的以确定在近似函数中使用的系数数量的值。在这样的示例中，服务器端模块可以是进一步可操作的以将系数集中系数的数量限制为足以近似路径预览数据的数量。对系数数量的限制可以与对变化率的限制和所得的光滑度一致，该限制决定在特定用途的精度范围内近似或拟合如此被限制的数据114的函数。换言之，系数的数量可以被限制成与线性函数的光滑性成比例，线性函数的光滑性由对由道路属性的道路标准决定的数据114的变化率的约束决定。
可以强加于预览数据114的振幅限制可以提供用于压缩用于通过车辆总线10传输的预览数据114的另一种方式。如上所述，路径预览数据114可以报告由车辆10所行驶的道路116的道路属性的未来值，其具有提供可以由未来值表示的值的边界的振幅限制。因此，未来值可以驻留于可能值的范围内。
在这样的示例中，编码模块可以是可操作的以将未来值编码在多个位。编码模块可以是进一步可操作的以将位的数量限制为足以提供具有足够的灰度的系数以生成在可能值的范围的极端处的未来值的近似函数同时满足特定用途分辨率的数量。例如，直接通信地连接至服务器的编码器模块可以是可操作的以限制用于编码包含在CAN消息中的系数集中的至少一个系数的一个或多个位的数量。对于由相对于道路属性的道路要求决定的数据114的可能振幅的有限范围，一个或多个数量可以是与适合于控制系统的分辨率成比例。
如上所述，服务器和客户机都可以访问子函数、基函数、核函数和/或诸如此类的函数的副本。在一些示例中，拟合模块可以是进一步可操作的以确定如应用到用作基函数的集合的高斯函数的集合的系数集的值。这些高斯函数可以导致非常适合于对变化率和数据的可能振幅的有限范围的约束的函数。在这样的示例中，客户端模块可以通过将各个高斯函数的副本乘以来自系数集的各个系数来重现客户端模块处的近似函数。
参照图4，描述了与车辆总线12相关的服务器端128和客户端130，服务器端128可以是服务器或服务器端模块，客户端130可以是客户机或客户端模块。如上所述，服务器端128可以被嵌入到、被添加到和/或包含车辆10的电气控制系统的一部分。服务器端128可以包括车载收集模块46和/或通信模块132，和/或与车载采集模块46和/或通信模块132直接连接。因此，在一些示例中，服务器端128可以是可操作的以直接访问来自车载收集模块46的路径预览数据114，而不是通过车辆总线12。
在某些示例中，通信模块132可以被直接连接至服务器128，通信模块132可以但不限于包括TCU 48和/或外部接口50。在这样的示例中，服务器128可以直接从通信模块132获取路径预览数据114或其至少一部分。通信模块132可以是可操作的以接收来自云计算环境56、互特网连接和/或移动设备58的数据114，例如，但不限于，来自映射应用程序。
服务器端128可以包括编码器134，编码器134可操作以规定在车辆总线12上运送预览数据114的消息/数据包/帧70ao-70cl的格式。用于编码数字的常见的位的数量是32，与在关于车辆总线12所使用的微控制器之中常见的32位架构相一致。然而，使用32位来编码来自图3的示例的所有一百个消息/数据点120a-120cv需要通过车辆总线12传输至少3,200位以传输许多可能的道路属性中的单个道路属性的预览数据114。在一些示例中，可以需要传输超过一百个测量点/数据点120。
除了编码的数据之外，消息传送额外负荷提供进一步考虑。其他车辆总线协议限定的消息70是预期的。CAN消息70被限定为至少包括：帧起始位136；11个标识符位138；远程传送请求位140；标识符扩展位142；保留位144；4个数据长度代码位146；15个循环冗余校验位148；循环冗余校验定界符位150；应答时隙位(acknowledgement-slotbit)152；应答定界符位(acknowledgement-delimiterbit)154；以及7个帧结束位156，用于每条消息70的额外负荷的附加51个位。CAN总线消息70也可以包括涉及每条消息70的额外负荷的71位的扩展格式。
每个CAN总线消息70，不论是正常格式还是扩展格式，提供64位的有效负荷158。因此，单个CAN总线消息70在32位每次可以编码两个测量点/数据点120a、120b。因此，编码一百个测量点/数据点120a-120cv包含50条消息70ao-70ce，意味着根据格式，5.75至6.75千字节将被添加到车辆总线12以传输用于单个道路属性的预览数据114的单个单元。此外，将该数据分成50条消息70ao-70ce，导致50个延迟预览数据114的传输的机会，以指数方式增加延迟将减轻或消除预览数据114的效用的可能性。
一旦预览数据114已被通过车辆总线12传输，它就可以在客户端130使用。与服务器端128一样，客户端130可以被嵌入到、被添加到和/或包括车辆10的电气控制系统的一部分。因此，客户端130可以被直接连接至能够有利地应用预览数据114的电子控制系统元件，例如，但不限于，ECM 24、TCM 26、CCM 30和/或ESC 34。一方面服务器端128和预览数据114之间的直接连接并且另一方面客户端130和能够有利地应用预览数据114的一个或多个电子系统之间的直接连接可以用于压缩用于通过车辆总线12传送的预览数据114，如关于以下附图进一步探讨的。
参考图5，描绘了回归/拟合模块160。回归/拟合模块160可以是在服务器端128内和/或被通信地连接至服务器端128。回归/拟合模块160可以是可操作的以应用算法进行数据拟合和/或回归分析162以对预览数据114拟合近似/回归函数，如左上角的图122所描绘的。在一些示例中，回归/拟合模块160可以通过改变多个系数164a-h的值来对数据144拟合函数。在这样的示例中，单个系数164a-h被组合成子函数/基函数/核函数和/或诸如此类166a-h。一旦近似/回归函数用于拟合预览数据114，系数164a-h的值可以被包括在系数集168中。在一些示例中，函数的系数164可以是线性的。在其它示例中，系数164可以用在任何数量的不同的数学运算和/或容量中应用的常量来取代。
可以领会的是，对于在此所公开的元件所讨论的许多结构和功能可以通过模块来提供。模块可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)、或组合软件和硬件方面的实施例的形式。此外，当前所讨论的主题的各方面可以采取体现在具有计算机可用程序代码的任何有形表达介质中的计算机程序产品的形式。
对于软件方面，可以使用一个或多个计算机可用或计算机可读介质的任意组合。例如，计算机可读介质可以包括一个或多个便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)设备、只读存储器(ROM)设备、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)设备、便携式光盘只读存储器(CDROM)、光存储设备以及磁存储设备。在选定的实施例中，计算机可读介质可以包含任何非易失性介质，任何非易失性介质可以包括、存储、传达、传播或传输指令执行系统、装置或设备使用或与其相关的程序。
用于实施本发明的操作的计算机程序代码可以以一个或多个编程语言的任意组合来编写，一个或多个编程语言包括面向对象的编程语言(例如C++)和传统的过程编程语言(例如“C”编程语言或类似的编程语言)。通过软件实施的模块的各方面可以在微处理器、中央处理单元(CPU)和/或诸如此类上来执行。模块的任何硬件方面可以被实施以与软件方面交互。
返回到回归/拟合模块160的功能，任何数量的不同类型的函数可以被用于子函数/基函数/核函数166。在一些示例中，所有的函数可以是相同的类型。在其它示例中，不同类型的子函数/基函数/核函数166可以进行组合。通过非限制性示例来说，这样的子函数/基函数/核函数166可以包括多项式、正弦函数、余弦函数、包含在傅立叶级数中的函数和/或任何数量的不同类型的初等函数，以及附加的可能性，其中一些以下进一步讨论。
因为对于如关于图3所讨论的几种类型的道路属性，预览数据114可以被限制速率，所以一定水平和/或程度的光滑性可以被归因于近似函数，使得有限数量的系数164和子函数/基函数/核函数166可以被用于对具有足够的精度的数据114拟合回归函数以描述用于一个或多个控制系统的一种或多种用途的预览数据114。如果相关数据不能被约束为是限制速率的，例如这种情况，例如，具有白噪声，或将需要更多的参差不齐的近似函数的一些其它数据集，则系数164的数量不能被如此限制，或将是更大。
可以领会的是，系数164的数量——在图5所描绘的示例中为8——比测量点/数据点120的数量——在当前的示例中为一百——小得多。在这个示例中，系数164的数量小于测量点/数据点120的数量超过一数量级。作为一般规则，道路属性的被限制速率的预览数据114可能需要比被近似的测量点/数据点120的数量更少的系数164来创建足够精确的近似函数。
通过为客户端130提供可以被保持或被存储在客户端130中的子函数/基函数/核函数166的副本，服务器端128可以传输预览数据114中的信息，而不必传送预览数据。服务器端128可以仅将系数168传送至客户端130。在客户端130，客户端130可以通过采用保持在其中的子函数/基函数/核函数166的副本评估系数168来提取信息。以这种方式，服务器端128可以压缩用于在车辆总线12上传输的数据114。
虽然八个系数164a-h可以对应于八个子函数/基函数/核函数和/或诸如此类166a-h，但是任意数量的系数164和/或子函数/基函数/核函数166是可能的。事实上，在速率的限制可以从道路设计的原则、道路标准和/或这样的考虑中确定的情况下，对于给定的函数/基函数/核函数166的集合，对系数164的数量的限制可以通过服务器128、回归/拟合模块160、编码器模块134和/或诸如此类来确定和决定和/或执行。
一旦系数集168的值已被确定，服务器128、编码器模块134和/或诸如此类就可以规定一个或多个消息70的格式、编码系数164和/或将系数164包括在一个或多个消息有效负荷158中。所得的消息70然后可以在车辆总线12上被运送到客户端130。如在编码器134中所表明的，不同的位的数量可以被用于编码系数164。需要的消息70的数量可以通过系数164的数量和/或用于编码系数164的位的数量来确定，用于编码系数164的位的数量可以是通用于所有系数164和/或从一个系数164变化到另一个系数164。如关于图3所讨论的，关于许多不同类型的道路属性数据114所呈现的振幅限制的特性可以被用作压缩预览数据114的附加或替代方法，如关于以下附图进一步所讨论的。
参考图6，在图170上描绘了近似/回归函数，图170表示可以由预览数据114表示的可能振幅值的相对有限的范围172。对振幅值172的这样的限制对于多种道路属性是共同的，如关于图3所讨论的。事实上，对于各种道路属性，对振幅值172的限制可以从道路设计的原则、实际考虑、道路标准和/或诸如此类得到。
在对振幅值172的限制可以被建立的情况下，建立用于特定用途的所需的分辨率或灰度水平所需的位的数量可以被建立以编码测量点/数据点120。在对振幅172的限制将值限制为如图6中的窄范围的情况下，对于给定的分辨率，编码数据测量点/数据点120所需的位的数量相对于编码大范围的可能值的数据测量点/数据点120所需的位的数量可以减少。因此，在一些示例中，确定对振幅172的限制可以被用于限制编码数据测量点/数据点120所需的位的数量，允许用于传输的预览数据114被压缩。
这些原则可以被扩展到第一种数据压缩方法被应用于发送系数164而不是测量点/数据点120的示例中。系数164内的灰度的量或分辨率，虽然不直接等于在振幅的可能值的范围的极端处的值之间的分辨率，但与该分辨率相互关联。因此，一旦对振幅值172的限制被确定，对用于编码系数164的位的数量的限制就可以被确定。这样的限制可以被设置成提供具有足够的灰度以生成可能值的范围的极端处的未来值的近似函数同时满足特定用途分辨率的系数164。
在图6所描绘的示例中，相对窄的振幅限制172可以被用来确定的是：八位足以编码系数164，压缩用于传输的信息相对于使用32位编码的情景的四倍。因此，编码器134可以将编码系数164的位的数量限制为八位。虽然用于编码信息的可能的数量在图6中被描绘为八位、十六位和三十二位，但是位的任何数量可以被使用。另外，在一些示例中，对位的数量的共同限制可以被执行以编码全部系数164。在其它示例中，对于不同的系数164，对于编码位的不同的限制可以被执行。
在一些示例中，编码模块134可以是可操作的以限制可以用于编码系数164的位的数量使得位的数量和系数164的数量的乘积等于可以在车辆总线12限定的预定数量的消息70——例如单个消息70ao——的有效负荷158内运送的量。在图6所描绘的示例中，系数集168中系数164的数量被限制为八个。此外，如所述的，编码位的数量被限制为八个。因此，系数的数量——即，八——和编码位的数量——即，八——的乘积是六十四，这等于单个CAN消息70ao的有效负荷158的大小。
因此，通过利用用于许多不同类型的道路属性的预览数据114的被限制速率和被限制限幅的性质，将需要五十条CAN消息70ao-70cl通过CAN总线12传送到客户端130的一百个测量点/数据点120的预览集合可以被压缩成单个CAN消息70ao。这样的压缩方法不仅将减少要传送的数据的量，而且通过将其放置在单个CAN消息70ao中，将大大降低信息传送延迟的可能性。在这一点上，与关于道路属性的预览数据114的特性的利用有关的若干细节已被探讨，然而关于依赖于系数集168的传输的数据拟合和/或回归分析的方法的可能细节仍然需要借助于以下附图进行附加探讨。
参照图7a，定义了等式。如以上所讨论的，被限制速率的预览数据114的特性允许比预览数据中测量点/数据点120的数量更少数量的系数164，系数164是未知的，在对预览数据114拟合近似函数的过程中被确定。结果是超定系统(overdetermined system)。由于该系统是超定的，所以普通最小二乘法(OLS)，或最小化最小二乘法(Minimum LeastSquares，MLS)可以被用于通过封闭式的唯一的解决方案来对预览数据114近似或拟合回归函数。
可以领会的是，任何数量的不同的回归或拟合技术可以被应用以确定系数集的值。下面的讨论仅通过提供一个非限制性示例来提供。因此，在图7a中所述的等式提供用于最小二乘函数的定义，即，量化数据114和近似函数之间的差的OLS/MLS方法背后的等式。在该等式中，“S”表示在“N”个不同的点处对于共同索引值‘k’预览数据114的集合和近似函数的值之间的残差平方和。“N”的值等于数据点/测量点120的数量。
预览数据114的集合由‘δ’来表示。预览数据114的集合可以被定期重新评估。近似函数被描述为系数集‘Θ’168的转置和子函数/基函数/核函数
Figure GDA0002849173070000221
的矩阵的乘积。残差是在共同值‘k’处预览数据114和近似函数之间的差。对于“N”个数据点/测量点120中的每个，‘k’的值是不同的，可能等于相应的数据点/测量点120被索引到的车辆的前进的度量的值。表示为‘γ’的权重的集合下面进行进一步讨论。系数集‘Θ’168可以通过最小化‘S’的值来确定。然而，在讨论系数集的确定之前，下面讨论对于系数集168可以设置的约束。
参考图7b，定义了不等式。该不等式决定可以被应用到系数集168的约束，其中相关数据114服从可能振幅172的有限范围。如以上所讨论的，在预览数据114的可能振幅的值的范围可以被限制的情况下，系数164的可能值也可以被限制。因此，在该不等式中，集合‘L’提供对应于系数集‘Θ’168中各个系数164的下边界的集合。相反地，集合‘U’提供对应于系数集‘Θ’168中各个系数164的上边界的集合。根据示例，‘L’和/或‘U’中的元素都可以具有相同的值或不同的值。
最小化图7a中的等式的值‘S’确定系数集‘Θ’168的方法在文献中被广泛地讨论。在概念层面上，求解系数164相当于对那些系数164求偏导数。关于该主题的文献对于本领域技术人员来说容易获得。通过提供一个非限制性示例来说，在以下文献中提供了一种求解图7a和图7b的等式和不等式中所述的受约束的最小二乘问题的方法：劳森，查尔斯L和汉森，理查德J，求解最小二乘问题，第161期，恩格尔伍德克利夫斯，新泽西州：普伦蒂斯·霍尔，1974(Lawson,Charles L and Hanson,Richard J,Solving least squaresproblems.Vol.161.Englewood Cliffs,NJ:Prentice-Hall,1974)，该文献通过引用结合于此。
参照图7c，线性预测函数、子函数、基函数、核函数和/或诸如此类166的示例集合
Figure GDA0002849173070000231
被定义并且相当于一个可能的非限制性示例。集合
Figure GDA0002849173070000232
可以但不限于通过元素组成n×1矩阵，其可以是在最小化在图7a中所定义的最小二乘函数时使用的线性预测函数、子函数、基函数、核函数和/或诸如此类166。在与图7c中所定义的n×1矩阵
Figure GDA0002849173070000233
一致的某些示例中，线性预测函数、子函数、基函数、核函数和/或诸如此类166可以由高斯函数/核函数172的集合组成，这样的高斯函数/核函数的示例估计174也被描绘。高斯函数/核函数172可以特别适用于用作线性预测函数、子函数、基函数、核函数和/或诸如此类166，因为由高斯核函数/函数174显示出的特有的光滑度与由许多不同类型的道路属性的预览数据114的速率限制性质决定的光滑度一致。n×1矩阵
Figure GDA0002849173070000234
可以具有'n'行的大小，其中‘n’等于系数集168中的系数164的数量。
对于高斯函数/核函数172，‘b1-n’的值定义核函数/函数中心。例如而非限制，核函数/函数中心‘b1-n’可以位于'n'个均匀间隔的点处，而第一个位于0.1‘N’，‘nth’位于1.1‘N’，其中N等于预览数据114中元素的数量。此外，例如而非限制，标准偏差‘σ’可以被选择为‘N’/10。在评估高斯函数/核函数172时，‘k’和‘b1-n’之间的差可以与预览数据114中各个测量点/数据点120之间的距离或在图3中所描绘的示例中为12米相乘。另外，在一些示例中，每个‘k’的各个高斯函数/核函数172可以通过将每行中的高斯函数/核函数172中的每个除以所有高斯函数/核函数176的总和来进行标准化。
如关于图7a中的最小二乘函数所说明的，权重的集合‘γ[k]’可以被应用于在回归分析期间用于确定系数集168的等式。由于电子控制系统对更靠近车辆10的测量点120的值可以是更敏感，例如而非限制，权重的集合‘γ[k]’可以给予在由路径预览数据114提供的预览范围内更靠近车辆10的数据更大的权重。在一些示例中，在对数据拟合线性函数时，拟合模块160可以是可操作的以给予沿着道路相对于车辆10更靠近的数据更大的权重。
前面的讨论探讨了在服务器端128使用线性预测函数、子函数、基函数、核函数和/或诸如此类166来识别发送到客户端130的系数集168。客户端130还具有线性预测函数、子函数、基函数、核函数和/或诸如此类166的副本以采用它接收到的系数168来评估一个或多个道路属性的预览值。从方法的角度，该过程借助于以下附图中的流程图进行讨论。
该流程图示出了根据示例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和/或操作。在这方面，流程图中的每个框可以表示模块、段或部分代码，其包含用于实施特定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当指出的是，流程图的每个框以及流程图中框的组合可以通过执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实施。
在包含计算机程序指令的情况下，这些指令可以被提供至通用计算机、专用计算机、或者其他可编程的数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或一个或多个框中指定的功能/动作。这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，其可以指导计算机以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制造件，包括实现流程图和/或一个或多个框中指定的功能/动作的指令手段。
还应当指出的是，在一些替代实施方式中，在框中所述的功能可以以所述的顺序以外的顺序发生。在某些实施例中，实际上，连续示出的两个框可以大体上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。可选择地，某些步骤或功能可以被省略。
参照图8，描绘了用于压缩车辆总线数据的方法200。该方法可以通过在服务器端128获取204道路属性数据114来开始202。服务器128可以通过最小化预览数据114和近似函数之间的差的总和识别126被应用到近似函数中核函数166的集合的系数162来生成系数164，系数164被应用到核函数166同时对被索引到车辆的未来前进的道路属性的未来值的数据114拟合函数。服务器128可以将所识别的系数168包括208在车辆总线消息70——例如CAN消息70中，并且通过车辆总线12将车辆总线消息70与系数168发送210至车辆10的控制系统。同样，一些示例还可以包括将系数的数量和位的数量的乘积限制为与可以由车辆总线10传送的消息70的有效负荷158所容纳的值并且规定用于通过车辆总线12将编码的系数164传送至控制系统的消息70的格式。
方法200可以在客户端130继续，客户端130可以接收212车辆总线消息70并且从车辆总线消息70中检索214所识别的系数168。客户端130可以通过将来自车辆总线12的系数164应用216到核函数166的副本以产生预览近似来评估用于控制系统的未来道路属性值。控制系统可以参考218客户端130处的一个或多个近似值并且该方法200可以结束220。
在一些示例中，该方法200可以进一步包括将系数集168中系数164的数量限制为与对具有有限的变化率的预览数据114拟合回归函数所需的减少的系数的数量相称。有限的变化率可以从道路设计的原则确定。另外或作为替代，一些示例可以进一步包括将系数164编码在与由道路设计的原则决定的预览数据114内的值的可能振幅172的有限范围相称的有限的位的数量中。在一些示例中，高斯函数172的集合可以被服务器128和客户端130用作用于拟合适合于对预览数据114的有限的变化率和有限的可能振幅172的范围的回归函数的核函数。
在不偏离其精神或本质特性的前提下，本公开可以被实施为其它特定的形式。所描述的示例的所有方面都仅被认为是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是由前面的说明书来指示。在权利要求的含义和等效范围内的所有变化都包括在其范围之内。

Claims (20)

1.一种用于将数据传输至车辆控制系统的系统，包含：
车辆总线，所述车辆总线被设置在车辆中并且可操作以将基于消息的通信提供至用于所述车辆的一组控制系统；
服务器端模块，所述服务器端模块被通信地连接至所述车辆总线，可操作以：
获取被索引到车辆前进的度量的值的路径预览数据；
对所述路径预览数据进行回归分析以生成被分配给组合在近似函数中的子函数的系数集，所述近似函数表征所述路径预览数据相对于所述被索引的值的变化；
通过在所述车辆总线上发送消息来传送所述系数；
客户端模块，所述客户端模块被通信地连接至所述车辆总线，可操作以：
接收来自所述车辆总线的所述消息；
从所述消息中提取所述系数集；
通过将所述系数集应用到保持在所述客户端模块中的所述子函数的副本来在所述客户端模块中评估所述近似函数；
利用所述近似函数的所述评估来指导控制系统。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述车辆是道路车辆；
所述路径预览数据报告由所述车辆行驶的道路的道路属性的未来值，所述未来值对相对于所述被索引的值的变化率具有限制，所述限制由所述道路的设计考虑确定，所述限制允许所述近似函数采用比近似具有较大变化率的数据的函数更光滑的函数来近似所述路径预览数据；以及
所述服务器端模块是进一步可操作的以将所述系数集中系数的数量限制为足以近似在特定用途的精度范围内的所述路径预览数据的数量，所述限制与对所述变化率的所述限制一致。
3.根据权利要求2所述的系统，进一步包含编码模块，所述编码模块可操作以将所述系数编码在多个位中，所述编码模块进一步可操作以将所述位的数量限制成使得所述位的数量和所述系数的数量的乘积等于可以在所限定的所述车辆总线的单个消息的有效负荷内运送的量。
4.根据权利要求2所述的系统，其中：
所述车辆是道路车辆；
所述路径预览数据报告由所述车辆行驶的道路的道路属性的未来值，所述未来值具有提供可以由所述未来值表示的值的边界的振幅限制，使得所述未来值驻留在可能值的范围内；以及
所述系统进一步包含编码模块，所述编码模块可操作以将所述系数编码在多个位中，所述编码模块进一步可操作以将所述位的数量限制为这样的一数量，即所述数量足以提供具有足够灰度以能够生成在所述可能值的所述范围的极端处的未来值的所述近似函数同时满足特定用途分辨率的系数。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述客户端模块通过将各个高斯函数与来自所述系数集的各个系数相乘来在所述客户端模块中重现所述近似函数，所述子函数包含高斯函数的集合。
6.根据权利要求4所述的系统，进一步包含回归模块，所述回归模块被通信地连接至所述服务器端模块并且可操作以对所述路径预览数据和从所述系数集和所述子函数得到的近似值应用最小化最小二乘(MLS)算法。
7.根据权利要求4所述的系统，进一步包含回归模块，所述回归模块可操作以将权重集应用到在回归分析期间用于确定所述系数集的等式，所述权重集给予在由所述路径预览数据提供的预览范围内更靠近所述车辆的数据更大的权重。
8.根据权利要求4所述的系统，进一步包含：
车载收集模块，所述车载收集模块可操作以当所述车辆行驶通过先前行程上的所述道路时收集并存储所述路径预览数据；以及其中
所述服务器端模块是进一步可操作的以直接访问来自所述车载收集模块的所述路径预览数据，而不通过所述车辆总线。
9.一种压缩车辆总线数据的方法，包含：
在服务器处对路径预览数据进行回归分析以生成系数，当对被索引到车辆的未来前进的道路属性的未来值的路径预览数据拟合函数时，所述系数被应用到核函数；
通过车辆总线将所述系数传送至所述车辆的控制系统；
通过将来自所述车辆总线的所述系数应用到所述核函数的副本来在客户端处评估未来道路属性值并且为所述控制系统评估未来道路属性值。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包含将所述系数的数量限制成与对具有可从道路设计的原则确定的有限变化率的数据拟合所述函数所需的减少的系数的数量相称。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包含将信息编码在有限的位的数量中，所述有限的位的数量与由道路设计的原则决定的所述数据的值的可能振幅的有限范围相称。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包含利用高斯函数集作为所述核函数以拟合所述函数，所述高斯函数适合于所述数据的有限的变化率和有限的可能振幅的范围。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包含对所述高斯函数集进行标准化。
14.根据权利要求9所述的方法，进一步包含：
将系数的数量与位的数量的乘积限制为可由所述车辆总线传送的消息的有效负荷所容纳的值；以及
规定用于通过所述车辆总线将编码的系数运送至所述控制系统的所述消息的格式。
15.一种用于通过车辆总线传输数据的系统，包含：
道路车辆内的控制器局域网(CAN)总线；
服务器，所述服务器被通信地连接至所述CAN总线并且包含处理器和存储器，可操作以：
对数据拟合函数，所述函数包含对应于基函数的集合的系数集，所述拟合是通过为对所述数据拟合所述函数的所述系数集分配值来进行，所述数据提供关于所述道路车辆正在行驶的道路的特定道路属性的即将发生的值；以及
在所述CAN总线上在CAN消息内传送所述系数集；以及
客户端，所述客户端被通信连接至所述CAN总线并且包含处理器和存储器，可操作以：
存储所述基函数的集合的副本；
从所述CAN总线上的所述CAN消息中检索所述系数集；以及
当在相对于所述道路的预期点处被应用到所述基函数的集合时，评估所述系数集。
16.根据权利要求15所述的系统，进一步包含拟合模块，所述拟合模块被直接通信地连接至所述服务器，所述拟合模块可操作以确定系数的数量的值，所述系数的数量被限制为与对由道路标准决定的所述道路属性的所述数据的变化率的约束决定的所述函数的光滑性成比例。
17.根据权利要求16所述的系统，进一步包含编码器模块，所述编码器模块被直接通信地连接至所述服务器，所述编码器模块可操作以针对关于所述道路属性的道路要求决定的所述数据的有限的可能振幅的范围将至少一个位的数量限制为与适合于控制系统的分辨率成比例的数量，所述至少一个位的数量用于编码包含在所述CAN消息中的所述系数集中的至少一个系数。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述拟合模块是进一步可操作的以当被应用到用作所述基函数的集合的高斯函数的集合并且导致所述函数适合于对所述数据的变化率和有限的可能振幅的范围的约束时确定所述系数集的值。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述拟合模块是进一步可操作的以在对所述数据拟合所述函数时给予沿着所述道路相对于所述车辆更靠近的数据更大的权重。
20.根据权利要求17所述的系统，进一步包含通信模块，所述通信模块被直接通信地连接至所述服务器并且可操作以接收来自云计算环境、互联网连接以及移动设备中的至少一个的所述数据。
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