CN113034330A - 工程运输环境下路径特征提取方法及装置 - Google Patents

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赵荣
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Abstract

本发明公开了工程运输环境下路径特征提取方法，包括：获取行驶路径上的历史GPS海拔数组；对历史GPS海拔数组进行滤波，输出滤波后历史GPS海拔数组；逐个计算滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值；其中，路径特征数组用于表示行驶路径的路径特征，路径特征数组中索引值为i的元素值用于表示行驶路径上i位置点的路径特征。本发明通过对行驶路径中的GPS海拔数据进行处理和分析，获取工程运输环境下，车辆行驶路径的路径特征，路径特征提取过程简单，结果准确。本发明还公开了基于该方法的装置，电子设备以及存储介质。

Description

工程运输环境下路径特征提取方法及装置
技术领域
本发明涉及工程运输车智能控制系统领域。更具体地说，本发明涉及一种工程运输环境下路径特征提取方法及装置。
背景技术
工程运输环境，特别是对于运输起点到终点之间落差较大的工况，车辆的动力系统功率输出极为不平衡，优秀的驾驶员可通过对路况的预判，提前对动力系统进行调整，以保证行驶过程的连贯性，避免因路况的剧烈变化造成的整车动力输出和需求的不匹配。因此，将车辆的行驶路径特征提取出来，用于对路况进行预判和对动力系统进行预调整，对于实现车辆在工程运输环境下的智能控制，提升整车运输效率意义重大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种工程运输环境下路径特征提取方法，以获取工程运输环境下，车辆行驶路径的路径特征。
本发明的又一个目的是提供一种工程运输环境下路径特征提取方法，以用于车辆的智能控制，使整车控制系统达到优秀驾驶员的“预判式驾驶”的能力，最终实现整车动力输出更加平顺，同时整车运输效率得到有效提升。
为了实现根据本发明的目的和其它优点，提供了一种工程运输环境下路径特征提取方法，包括：
获取行驶路径上的历史GPS海拔数组；
对所述历史GPS海拔数组进行滤波，输出滤波后历史GPS海拔数组；
逐个计算所述滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值；
其中，所述路径特征数组用于表示行驶路径的路径特征，所述路径特征数组中索引值为i的元素值用于表示行驶路径上i位置点的路径特征。
优选的是，所述的工程运输环境下路径特征提取方法，在获取行驶路径上的所述历史GPS海拔数组之前，还包括：
当车辆当前位置点与上一位置点之间的距离大于设定阈值DTwoPoints时，将所述当前位置点的实时GPS海拔数据存入当前GPS海拔数组中；
当车辆位于行驶路径的起始点时，将所述当前GPS海拔数组存入所述历史GPS海拔数组中。
优选的是，所述的工程运输环境下路径特征提取方法，所述滤波为n点滑动平均值滤波，n为6～9。
优选的是，所述的工程运输环境下路径特征提取方法，所述根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值，具体包括：
若D>＝DUpSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝1；若D<＝DDownSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝-1；否则，输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝0；其中，SlopeFeatures元素的合集组成所述路径特征数组；SlopeFeatures＝1代表的路径特征为上坡，SlopeFeatures＝-1代表的路径特征为下坡，SlopeFeatures＝0代表的路径特征为平路；DUpSlope为0.2-0.8m，DDownSlope为-0.4～-1.0m。
本发明还提供了一种工程运输环境下路径特征提取装置，包括，
第一获取模块，其用于获取行驶路径上的历史GPS海拔数组；
滤波模块，其用于对所述历史GPS海拔数组进行滤波，输出滤波后历史GPS海拔数组；
第二获取模块，其用于逐个计算所述滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值；
其中，所述路径特征数组用于表示行驶路径的路径特征，所述路径特征数组中索引值为i的元素值用于表示行驶路径上i位置点的路径特征。
优选的是，所述的工程运输环境下路径特征提取装置，还包括，存储模块，其用于当车辆当前位置点与上一位置点之间的距离大于设定阈值DTwoPoints时，将所述当前位置点的实时GPS海拔数据存入当前GPS海拔数组中；当车辆位于行驶路径的起始点时，将所述当前GPS海拔数组存入所述历史GPS海拔数组中。
优选的是，所述的工程运输环境下路径特征提取装置，所述滤波为n点滑动平均值滤波，n为6～9。
优选的是，所述的工程运输环境下路径特征提取装置，所述根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值，具体包括：
若D>＝DUpSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝1；若D<＝DDownSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝-1；否则，输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝0；其中，SlopeFeatures元素的合集组成所述路径特征数组；SlopeFeatures＝1代表的路径特征为上坡，SlopeFeatures＝-1代表的路径特征为下坡，SlopeFeatures＝0代表的路径特征为平路；DUpSlope为0.2-0.8m，DDownSlope为-0.4～-1.0m。
本发明还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述所述的方法。
本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现上述所述的方法。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、本发明通过对行驶路径中的GPS海拔数据进行存储、处理和分析，输出可以表述道路落差变化的坡道特征，即将GPS海拔数据处理成具有上坡、平路、下坡的路径特征数据，以获取工程运输环境下，车辆行驶路径的路径特征，路径特征提取过程简单，结果准确。
第二、本发明可应用于车辆的智能控制中，以实现，在车辆行驶过程中，整车控制系统实时知晓当前行驶路径的路径特征，在路径特征变化之前，提前调整整车驱动系统输出、制动系统输出，以及能量管理系统下的控制参数等，达到熟练驾驶员“预知路径特征”的效果，最终实现整车动力输出更加平顺，同时整车运输效率得到有效提升。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的工程运输环境下路径特征提取方法流程图；
图2是根据本发明一个实施例的工程运输环境下路径特征提取装置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种工程运输环境下路径特征提取方法，包括：
获取行驶路径上的历史GPS海拔数组；
对所述历史GPS海拔数组进行滤波，输出滤波后历史GPS海拔数组；
逐个计算所述滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值；
其中，所述路径特征数组用于表示行驶路径的路径特征，所述路径特征数组中索引值为i的元素值用于表示行驶路径上i位置点的路径特征。
在上述技术方案中，对工程运输环境下路径特征进行提取时，首先需要获取行驶路径上的历史GPS海拔数组，历史GPS海拔数组中包括行驶路径上多个位置点的GPS海拔数据，多个位置点的GPS海拔数据按按行驶路径依次排列；然后对历史GPS海拔数组进行滤波，以剔除噪声影响，滤波方式包括但不限于滑动平均值滤波、递推平均滤波；再逐个计算滤波后历史GPS海拔数组中相邻索引值的元素的差值D，并对D值进行分析，获得行驶路径的路径特征。
本发明通过对行驶路径中的GPS海拔数据进行处理和分析，输出可以表述道路落差变化的坡道特征，即将GPS海拔数据处理成具有上坡、平路、下坡的路径特征数据，以获取工程运输环境下，车辆行驶路径的路径特征，路径特征提取过程简单，结果准确。
本发明可应用于车辆的智能控制中，以实现，在车辆行驶过程中，整车控制系统实时知晓当前行驶路径的路径特征，在路径特征变化之前，提前调整整车驱动系统输出、制动系统输出，以及能量管理系统下的控制参数等，达到熟练驾驶员“预知路径特征”的效果，最终实现整车动力输出更加平顺，同时整车运输效率得到有效提升。
在另一技术方案中，所述的工程运输环境下路径特征提取方法，在获取行驶路径上的所述历史GPS海拔数组之前，还包括：当车辆当前位置点与上一位置点之间的距离大于设定阈值DTwoPoints时，将所述当前位置点的实时GPS海拔数据存入当前GPS海拔数组中；当车辆位于行驶路径的起始点时，将所述当前GPS海拔数组存入所述历史GPS海拔数组中。这里，列举了一种历史GPS海拔数据组的生成方法，通过车辆在预设行驶路径上循环行驶的过程中自动生成，具体的，可以用GPS经纬度点计算当前位置点与上一位置点间的距离，也可以使用根据车速计算出来的两位置点间的行驶距离；DTwoPoints的取值可为5-15m，根据行驶路径的长度和路况最终确定，优选为10m；行驶路径起始点通过整车控制系统综合判断，比如，在工程运输车中，通过货箱举升信号进行判断。
在另一技术方案中，所述的工程运输环境下路径特征提取方法，所述滤波为n点滑动平均值滤波，n为6～9。这里，通过n点滑动平均值滤波，以剔除随机噪声影响，使数据更加平顺、连续；n的取值根据实际标定过程最终确定，优选为6。
在另一技术方案中，所述的工程运输环境下路径特征提取方法，所述根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值，具体包括：若D>＝DUpSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝1；若D<＝DDownSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝-1；否则，输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝0；其中，SlopeFeatures元素的合集组成所述路径特征数组；SlopeFeatures＝1代表的路径特征为上坡，SlopeFeatures＝-1代表的路径特征为下坡，SlopeFeatures＝0代表的路径特征为平路；DUpSlope为0.2-0.8m，DDownSlope为-0.4～-1.0m。这里，列举了一种根据D值，获取路径特征的详细方法，在该判定条件下，可更加准确地获取行驶路径的路径特征，具体的，DUpSlope和DDownSlope取值，应根据实际工况最终标定确定，优选为，DUpSlope为0.4m，DDownSlope为-0.7m。
如图2所示，本发明还提供了一种工程运输环境下路径特征提取装置，包括，第一获取模块，其用于获取行驶路径上的历史GPS海拔数组；滤波模块，其用于对所述历史GPS海拔数组进行滤波，输出滤波后历史GPS海拔数组；第二获取模块，其用于逐个计算所述滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值；其中，所述路径特征数组用于表示行驶路径的路径特征，所述路径特征数组中索引值为i的元素值用于表示行驶路径上i位置点的路径特征。
在另一技术方案中，所述的工程运输环境下路径特征提取装置，还包括，存储模块，其用于当车辆当前位置点与上一位置点之间的距离大于设定阈值DTwoPoints时，将所述当前位置点的实时GPS海拔数据存入当前GPS海拔数组中；当车辆位于行驶路径的起始点时，将所述当前GPS海拔数组存入所述历史GPS海拔数组中。
在另一技术方案中，所述的工程运输环境下路径特征提取装置，所述滤波为n点滑动平均值滤波，n为6～9。
在另一技术方案中，所述的工程运输环境下路径特征提取装置，所述根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值，具体包括：若D>＝DUpSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝1；若D<＝DDownSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝-1；否则，输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝0；其中，SlopeFeatures元素的合集组成所述路径特征数组；SlopeFeatures＝1代表的路径特征为上坡，SlopeFeatures＝-1代表的路径特征为下坡，SlopeFeatures＝0代表的路径特征为平路；DUpSlope为0.2-0.8m，DDownSlope为-0.4～-1.0m。
本发明还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述项所述的方法。
本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现上述所述的方法。
上述装置、电子设备和存储介质是基于与工程运输环境下路径特征提取方法相同的发明构思得到，具体可参考方法部分的描述。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种工程运输环境下路径特征提取方法，包括以下步骤：
S1、判断是否满足条件1，若满足，则将当前GPS海拔数据存入当前GPS海拔数组中，否则，返回，重新判断是否满足条件1，所述条件1，是指整车控制系统判定，车辆当前位置点与上一位置点之间的距离大于设定阈值DTwoPoints，比如，可以用GPS经纬度点计算上述位置点间的距离，也可以使用根据车速计算出来的两位置点间的行驶距离；
S2、判断当前位置点是否为路径的起始点，若是，则将当前GPS海拔数组存入历史GPS海拔数组，否则，返回，重新判断当前位置点是否为路径的起始点；
S3、将历史GPS海拔数组进行滤波，获取滤波后历时GPS海拔数组；
S4、逐个计算滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，若D>＝DUpSlope，则输出路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝1；若D<＝DDownSlope，则输出路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝-1；否则，输出路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝0；SlopeFeatures元素的合集组成所述路径特征数组；其中；SlopeFeatures＝1代表的路径特征为上坡，SlopeFeatures＝-1代表的路径特征为下坡，SlopeFeatures＝0代表的路径特征为平路；DUpSlope为0.2-0.8m，DDownSlope为-0.4～-1.0m。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.工程运输环境下路径特征提取方法，其特征在于，包括：
获取行驶路径上的历史GPS海拔数组；
对所述历史GPS海拔数组进行滤波，输出滤波后历史GPS海拔数组；
逐个计算所述滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值；
其中，所述路径特征数组用于表示行驶路径的路径特征，所述路径特征数组中索引值为i的元素值用于表示行驶路径上i位置点的路径特征。
2.如权利要求1所述的工程运输环境下路径特征提取方法，其特征在于，在获取行驶路径上的所述历史GPS海拔数组之前，还包括：
当车辆当前位置点与上一位置点之间的距离大于设定阈值DTwoPoints时，将所述当前位置点的实时GPS海拔数据存入当前GPS海拔数组中；
当车辆位于行驶路径的起始点时，将所述当前GPS海拔数组存入所述历史GPS海拔数组中。
3.如权利要求1所述的工程运输环境下路径特征提取方法，其特征在于，所述滤波为n点滑动平均值滤波，n为6～9。
4.如权利要求1所述的工程运输环境下路径特征提取方法，其特征在于，所述根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值，具体包括：
若D>＝DUpSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝1；若D<＝DDownSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝-1；否则，输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝0；其中，SlopeFeatures元素的合集组成所述路径特征数组；SlopeFeatures＝1代表的路径特征为上坡，SlopeFeatures＝-1代表的路径特征为下坡，SlopeFeatures＝0代表的路径特征为平路；DUpSlope为0.2-0.8m，DDownSlope为-0.4～-1.0m。
5.工程运输环境下路径特征提取装置，其特征在于，包括，
第一获取模块，其用于获取行驶路径上的历史GPS海拔数组；
滤波模块，其用于对所述历史GPS海拔数组进行滤波，输出滤波后历史GPS海拔数组；
第二获取模块，其用于逐个计算所述滤波后历史GPS海拔数组中索引值为i+1的元素，与索引值为i的元素之间的差值D，根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值；
其中，所述路径特征数组用于表示行驶路径的路径特征，所述路径特征数组中索引值为i的元素值用于表示行驶路径上i位置点的路径特征。
6.如权利要求5所述的工程运输环境下路径特征提取装置，其特征在于，还包括，存储模块，其用于当车辆当前位置点与上一位置点之间的距离大于设定阈值DTwoPoints时，将所述当前位置点的实时GPS海拔数据存入当前GPS海拔数组中；当车辆位于行驶路径的起始点时，将所述当前GPS海拔数组存入所述历史GPS海拔数组中。
7.如权利要求5所述的工程运输环境下路径特征提取装置，其特征在于，所述滤波为n点滑动平均值滤波，n为6～9。
8.如权利要求5所述的工程运输环境下路径特征提取装置，其特征在于，所述根据D值的大小，获取路径特征数组中索引值为i的元素值，具体包括：
若D>＝DUpSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝1；若D<＝DDownSlope，则输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝-1；否则，输出所述路径特征数组中索引值为i的元素值SlopeFeatures＝0；其中，SlopeFeatures元素的合集组成所述路径特征数组；SlopeFeatures＝1代表的路径特征为上坡，SlopeFeatures＝-1代表的路径特征为下坡，SlopeFeatures＝0代表的路径特征为平路；DUpSlope为0.2-0.8m，DDownSlope为-0.4～-1.0m。
9.电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
10.存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现权利要求1-4中任一项所述的方法。
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