RU2560825C1 - Способ моделирования дорожных характеристик в регионе, в котором движется транспортное средство, и система для его осуществления - Google Patents

Способ моделирования дорожных характеристик в регионе, в котором движется транспортное средство, и система для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2560825C1
RU2560825C1 RU2014107114/08A RU2014107114A RU2560825C1 RU 2560825 C1 RU2560825 C1 RU 2560825C1 RU 2014107114/08 A RU2014107114/08 A RU 2014107114/08A RU 2014107114 A RU2014107114 A RU 2014107114A RU 2560825 C1 RU2560825 C1 RU 2560825C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matrix
vehicle
road
convergence
road characteristics
Prior art date
Application number
RU2014107114/08A
Other languages
English (en)
Inventor
Димитар Петров ФИЛЕВ
Стивен Джозеф ШВАБОВСКИ
Диана ЯНАКИЕВ
Джон Оттавио МИЧЕЛИНИ
Махмуд А. АБУ-НАСР
Original Assignee
Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК filed Critical Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Application granted granted Critical
Publication of RU2560825C1 publication Critical patent/RU2560825C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804Creation or updating of map data
    • G01C21/3807Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • G01C21/3826Terrain data
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804Creation or updating of map data
    • G01C21/3807Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • G01C21/3815Road data
    • G01C21/3822Road feature data, e.g. slope data
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/16Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и системе моделирования дорожных характеристик в регионе, где движется транспортное средство. Техническим результатом является повышение эффективности обнаружения движения транспортного средства. При движении транспортного средства с заданной скоростью генерируют последовательность характеристических значений, где каждое характеристическое значение соответствует своему заданному диапазону, обнаруживаемому транспортным средством. Модель марковской цепи для дорожных характеристик обновляют при смене последовательных характеристических значений, причем модель представляет соответствующие элементы вероятности в матрице событий перехода от каждого заданного диапазона к следующему в последовательности диапазону. Каждый элемент матрицы имеет значение πi,j, представляющее собой взвешенную частоту событий перехода от первого характеристического значения ко второму соответствующему характеристическому значению, деленную на взвешенную частоту событий перехода, начавшихся от первого характеристического значения, в результате чего матрица последовательно аппроксимирует дорожные характеристики в этом регионе. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам управления транспортного средства, а именно к созданию и использованию модели уклона дорожного профиля и других характеристик дороги для оптимизации работы силового агрегата транспортного средства.
Уровень техники
Производители транспортных средств постоянно пытаются минимизировать расход топлива (например, увеличивая значение пройденного расстояния на единицу объема бензина для транспортных средств с бензиновыми двигателями или на единицу электрического заряда для транспортных средств с электрическими двигателями). Сильное влияние на топливную эффективность оказывает скорость, с которой движется транспортное средство, изменение уклона дороги на маршруте и дорожная обстановка. Системы автоматической регулировки скорости (то есть круиз-контроля) могут помочь повысить экономию топлива, уменьшая время на разгон транспортного средства, особенно при движении по шоссе. Однако, сохраняя постоянное значение скорости на подъемах и спусках, транспортное средство расходует больше топлива по сравнению с ситуацией, когда для оптимизации расхода топлива можно было бы изменять скорость, учитывая уклон дороги. Если знать будущее изменение уклона дороги заранее (например, на основании спутниковых карт и систем построения маршрута), то можно вводить временные изменения значения скорости, уменьшая расход топлива. Однако необходимость использования GPS-навигации и автомобильных картографических данных, расчетных данных и/или удаленных данных для определения таких изменений в режиме реального времени увеличивает стоимость транспортного средства, либо такие средства могут быть недоступны в некоторых областях. Следовательно, было бы желательно избежать использования таких средств при определении соответствующих изменений скорости.
Статья Kolmanovsky и др. «Оптимизированное управление скоростью при различных условиях движения и при различных уклонах дороги», 6-й Симпозиум организации IFAC по достижениям в сфере автоматизированного управления, Мюнхен, июль, 2010 г., которая включена в данный документ в качестве ссылки, описывает принцип управления, используемого транспортным средством в особых географических регионах для получения наилучшей средней производительности без получения подробной информации о маршруте или уклоне дороги. В данном варианте управления используется заранее установленное значение скорости транспортного средства для достижения оптимального соотношения между предполагаемым средним расходом топлива и предполагаемой средней скоростью движения. Параметры рельефа и условий движения указаны в матрице переходных вероятностей (ТРМ) модели марковской цепи в виде значений переходных вероятностей. Принцип управления задается заранее с помощью вероятностного динамического программирования (то есть вне транспортного средства на стадии его разработки с независимым определением характеристик рельефа местности), после чего загружается в транспортное средство для использования во время движения по соответствующей местности.
Статья McDonough и др. «Моделирование условий движения транспортного средства с использованием моделей переходных вероятностей», Мультиконференция IEEE по приложениям управления, Денвер, сентябрь, 2011 г., которая включена в данный документ в качестве ссылки, описывает использование дивергенции Кульбака-Лейблера (KL) между матрицами переходных вероятностей в моделях марковской цепи для определения похожих и непохожих условий движения. На основе матрицы ТРМ, соответствующей текущим условиям движения транспортного средства, дивергенцию KL можно использовать для изменения принципов управления, разработанных для дискретного множества типичных циклов движения для адаптации работы силового агрегата транспортного средства к условиям рельефа и дорожной обстановки.
Предложенные ранее системы сильно зависят от предварительного сбора данных (для описания различных регионов и условий движения) и анализа (для предварительного создания принципов управления и загрузки их в транспортное средство). Для оптимизации большого числа различных моделей транспортного средства для различных регионов и условий движения требуется более практичный подход. Система транспортного средства и способ для создания матриц ТРМ и соответствующих принципов управления на борту транспортного средства в режиме реального времени описаны в находящейся на рассмотрении заявке США на изобретение «Изменение параметра управления скоростью на борту транспортного средства в режиме реального времени».
Получение матрицы ТРМ, которая в точности отражает вероятности перехода в конкретном регионе, зависит от обработки огромного объема данных. Для выполнения такой обработки на борту транспортного средства крайне желательно эффективно использовать объем памяти и использовать только простые вычисления. Более того, желательно обеспечить надежное обнаружение движения транспортного средства между регионами, требующими построения различных матриц ТРМ для точной характеристики.
Раскрытие изобретения
Изобретение представляет исполнительное устройство для автоматического получения характеристик дороги/рельефа (например, уклона дороги или скорости движения транспорта) на борту транспортного средства без использования электронных баз данных топографической или другой информации о местности (например, GPS-карт, платформы «Electronic Horizon» или геоинформационной системы GIS). Основные функции данного исполнительного устройства включают в себя определение свойств рельефа на участке дороги, по которому движется транспортное средство, и объединение этих свойств в набор моделей, охватывающих характеристики рельефа местностей, пройденных транспортным средством. Исполнительное устройство определяет, когда собрано достаточно данных для описания региона, либо когда продолжающийся процесс сбора данных указывает на то, что транспортное средство вошло в другой регион.
В одном аспекте изобретения представлен способ моделирования уклона дороги в регионе, в котором движется транспортное средство. Во время движения транспортного средства по дороге с уклоном, который изменяется в диапазоне заданных значений, задается последовательность величин уклона при движении транспортного средства с заданной скоростью. Каждая величина уклона имеет соответствующий диапазон. Модель марковской цепи для уклона дороги обновляется в ходе последовательных значений уклона. При этом модель представляет соответствующие элементы вероятности в матрице событий перехода от каждого заданного диапазона уклона к следующему в последовательности диапазону. Каждый элемент матрицы имеет значение πi,j, представляющее собой взвешенную частоту переходов от первого соответствующего значения уклона ко второму значению, разделенное на взвешенную частоту переходов, вызванных первым значением уклона, так что матрица последовательно аппроксимирует характеристики дороги в этом регионе.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 изображен график изменения уклона дороги, который преобразован в последовательные значения диапазона.
На Фиг.2 изображено матричное представление вероятностей перехода между последовательными значениями диапазона.
На Фиг.3 представлен трехмерный график модели переходных вероятностей для уклона дороги, соответствующего конкретному географическому региону.
На Фиг.4 изображена логическая схема способа оптимизации управления силовым агрегатом транспортного средства с использованием моделей переходных вероятностей.
На Фиг.5 изображена блок-схема одного предпочтительного варианта используемой системы.
На Фиг.6 изображена логическая схема процесса согласно предпочтительному варианту способа по изобретению.
Осуществление изобретения
Для удобства изобретение подробно описано в отношении характеристики уклона дороги в одном регионе. Однако оно может быть применимо для моделирования (и использовано для оптимизации работы транспортного средства) любых других дорожных характеристик, для которых существуют переходы от одного значения к другому согласно репрезентативным вероятностям. Такие другие дорожные характеристики включают в себя профили скорости транспортного средства и скорость движения.
Бортовое исполнительное устройство, используемое для составления характеристик уклона дороги, может быть представлено сеткой вероятностного заполнения (то есть картографической сеткой) для всего предполагаемого диапазона вероятных уклонов дороги. Карта заполнения является марковской моделью с состояниями, соответствующими диапазонам конкретных значений уклона дороги или интервалам, определяемым путем наложения сетки на весь диапазон значений уклона. Поскольку уклон дороги является пространственно-распределенным, для представления изменений уклона дороги для определенного участка дороги (например, в 30 метров) использована марковская модель. Например, сетка, определяющая вероятностную марковскую модель для всего процентного диапазона уклона дороги, может быть представлена как [-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]. Модель определяет вероятность изменения одного значения уклона на следующем участке дороги (например, следующие 30 метров). Например, если весь предполагаемый диапазон [-6%, 6%] разделен на 3 интервала по 4%, то матрица вероятностей перехода марковской модели определяет вероятность того, что на следующих 30 метрах дороги уклон будет изменяться между парами интервалов [от -6% до -2%], [от -2% до 2%] и [от 2% до 6%]. На практике разделение на три диапазона может быть слишком грубым. Увеличение числа интервалов, например, до 6, может быть предпочтительнее, а также можно использовать нечеткое разбиение.
На Фиг.1 кривая 10 представляет собой изменение значения уклона дороги по мере прохождения транспортного средства расстояния S по дороге в пределах конкретного географического региона. Диапазон (измеренный как процентный наклон поверхности) изменяется постоянно, но влияние изменения уклона дороги на эксплуатационные параметры транспортного средства (например, на экономию топлива) можно определить с помощью среднего уклона, измеренного для последовательных интервалов 11 (например, 30 м). Во время движения транспортного средства значение уклона можно определить с помощью традиционных методов, основанных на крутящем моменте двигателя, скорости вращения колеса и других регистрируемых переменных значениях, также его можно измерить, например, с помощью датчиков уклона. Среднее или составное значение уклона на соответствующих интервалах можно определить, например, вычислив интегралы на участках 12 и 13.
Пример матрицы изображен на Фиг.2, где уклон дороги разделен на шесть диапазонов значений уклона от x1 до x6. Каждый диапазон может быть обозначен согласно центру или среднему значению уклона х внутри диапазона. Каждая строка соответствует текущему значению уклона дороги (с индексом i), а каждый столбец соответствует следующему в последовательности диапазону (с индексом j). Каждый элемент матрицы имеет соответствующую вероятность π, которая определяет вероятность события перехода от первого диапазона xi к следующему диапазону xj.
На Фиг.3 изображена модель вероятностей перехода в виде трехмерной поверхности 15. На этой модели вертикальная координата представляет значение вероятности перехода для каждой пары значений текущего и следующего диапазонов. Для получения приемлемой оценки вероятностей перехода требуется очень большая выборка данных для моделируемого региона.
На основе предшествующих значений вероятности перехода можно оптимизировать эксплуатационные параметры транспортного средства, как показано на Фиг.4. Весь метод обеспечивает создание оптимального профиля скорости, который способствует уменьшению расхода топлива. Предпочтительная методика известна как оптимальное управление на основе стохастической теории, которое использует вероятностное динамическое программирование (SDP), для моделей расхода топлива, времени и расстояния перемещения, а также различных уклонов дороги и условий трафика, что влияет на эффективность, время и расстояние. На этапе 16 создается модель переходных вероятностей для описания предполагаемых значений соответствующих дорожных характеристик (например, скорости движения транспорта и уклона дороги) для конкретного региона. Построение моделей расхода топлива (например, для конкретной марки транспортного средства) и времени движения для каждого места назначения производится на этапе 17, который зависит от уклона дороги, условий трафика и/или скорости. Используя вероятностное динамическое программирование (SDP) модели объединяют на этапе 18 так, что можно рассчитать оптимальный принцип управления для регулировки параметра скорости для достижения наилучшего усредненного значения экономии топлива и/или времени движения. На основе принципа управления система управления транспортным средством может либо порекомендовать водителю выбор скорости либо выполнить автоматическую регулировку параметра скорости системы круиз-контроля.
Преимущество данного метода заключается в том, что он не использует предварительных данных о маршруте, кроме того, что транспортное средство движется в конкретном географическом регионе, для которого имеются соответствующие смоделированные дорожные характеристики. Целью является определение принципа управления, который, с одной стороны, соответствует текущим эксплуатационным условиям (как в случае традиционной стратегии управления силовым агрегатом транспортного средства), а с другой стороны, обеспечивает наилучшие усредненные эксплуатационные параметры транспортного средства при частых поездках в данном регионе. Другими словами, требуется заданное значение скорости транспортного средства для достижения оптимального соотношения между предполагаемым средним расходом топлива и предполагаемой средней скоростью движения. Согласно статьям Kolmanovsky и McDonough в данном методе рельеф и параметры движения транспорта региона описаны переходными вероятностями марковской цепи.
Для цепей с марковскими свойствами последующее состояние процесса зависит только от текущего состояния. Следующее состояние может быть предсказано с помощью вероятностного распределения текущего состояния и условных вероятностей перехода между текущим состоянием и всеми возможными последующими состояниями. Из уровня техники известно, что сбор данных осуществлялся заранее на стадии проектирования до получения достаточного количества переходов между состояниями. Это приводит к построению реалистичной модели региона (см. вышеуказанные статьи, а также статью Filev и др. «Обобщенный метод моделирования марковской цепи для использования на транспортных средствах»). Международная совместная конференция 2010 года по нейронным сетям (IJCNN, стр.1-8, июль, 2010 г.). Для этого необходима бортовая система, способная работать в режиме реального времени, автономно строить матрицы ТРМ при движении конкретного транспортного средства.
В конечном состоянии марковской модели, используемой в данном изобретении, вероятности перехода πij рассчитывают из общей частоты переходов. Для множества измерений k:
Figure 00000001
где Fij(k) - средняя частота событий перехода fij(k) из состояния x ¯ i
Figure 00000002
в состояние x ¯ j
Figure 00000003
и F0i(k) - средняя частота событий перехода fi(k), начавшихся из состояния i. Средняя частота может быть определена по следующей формуле:
Figure 00000004
, и
Figure 00000005
Для конкретных событий fij(k)=1, если переход от x ¯ i
Figure 00000006
к x ¯ j
Figure 00000007
происходит в момент выборки k; fi(k)=1, если переход начался в состоянии x ¯ i
Figure 00000008
в момент выборки k; и в противном случае принимается нулевое значение.
Частоты (А2) могут быть описаны рекурсивно для их вычисления в рабочем режиме:
Figure 00000009
где φ - коэффициент затухания. В одном предпочтительном варианте ϕ = 1 k
Figure 00000010
. Однако более предпочтительным может быть сопоставление старых данных с экспоненциально убывающими весовыми функциями с помощью константы φ (то есть «коэффициента обучения») вместо коэффициента затухания 1 k
Figure 00000011
. Для константы φ рекурсивные выражения (A3) и (А4) могут быть интерпретированы как модели AR, реализующие алгоритм экспоненциального сглаживания (фильтр низких частот), с «коэффициентом забывания» φ.
Подставляя выражения (A3) и (А4) в (А1), мы получим рекурсивную форму оценки вероятностей перехода, что обычно для получения информации в рабочем режиме:
Figure 00000012
Выражение (А5) можно записать в виде матрицы, заменив fij(k) и fi(k) их векторными эквивалентами, τ(k) γ(k)T и τ(k) γ(k)Te, где τ(k) и γ(k) представляют собой М-размерные векторы i-го и j-го элементов соответственно, и нулями в других местах, при этом e представляет собой М-размерный вектор со всеми элементами, равными единице. Точнее говоря, для матрицы P вероятностей, сформированной спустя время выборки k,
Figure 00000013
где
Figure 00000014
На Фиг.5 представлена система транспортного средства, работающая в режиме реального времени, для формирования модели марковской цепи. Транспортное средство имеет контроллер 20 силового агрегата, соединенный с различными датчиками 21 для получения различных выходных параметров управления для различных компонентов силового агрегата транспортного средства (например, дросселя двигателя внутреннего сгорания). Система 22 оптимизации включает в себя контроллер 23 блока оптимизации для поддержки обученной или наблюдаемой модели 24 переходных вероятностей, обозначенной TPML. Предпочтительно, чтобы модель TPML была представлена в виде матрицы данных, взятых из векторной обработки, как было описано выше. Блок 25 контроля уклона соединен с датчиками 21 для анализа сигналов с датчиков для формирования последовательности значений уклона с заданной скоростью (например, на каждые 30 метров пройденного расстояния). Каждое значение уклона имеет соответствующий диапазон, который, как было сказано ранее, требуется для построения соответствующих моделей оптимизации.
Поскольку матрица TPML 24 составлена итерационным способом, она представляет последовательные приближения уклона дороги региона, которые становится все более точными. После достаточного количества выборок в регионе дополнительные выборки сильно не изменят значения вероятности, являющиеся элементами матрицы. В этих условиях говорят, что матрица сходится.
Сходимость полученной матрицы можно периодически проверять с помощью дивергенции Кульбака-Лейблера (KL), которая рассчитывается в блоке 26 KL. Процесс KL измеряет схожесть между двумя матрицами Р и Q вероятностей перехода марковских моделей:
Figure 00000015
Модель (А6) будет считаться адекватным представлением дорожных характеристик для региона, если временное различие между двумя дивергенциями KL для модели стремится к нулю:
DKL|P(k)||(P(k-d)|<ε
где d - количество накапливаемых выборок между периодами проверки стабильности (то есть сходимости) рассчитанных вероятностей перехода.
Когда блок 26 определяет, что дивергенция KL меньше порогового значения ε, то можно использовать сходимость матрицы для проверки того, соответствуют ли дорожные характеристики текущего региона с дорожными характеристиками, для которых был рассчитан и предоставлен библиотекой 27 оптимальный принцип управления. В библиотеке 27 хранится множество заданных эталонных матриц TPMa,…,TPMn совместно с соответствующими принципами управления CPa, … CPn. Контроллер 23 блока оптимизации по очереди сравнивает известную матрицу TPML с эталонными матрицами библиотеки для определения соответствия эксплуатационных условий и региона. В случае обнаружения такого соответствия из библиотеки 27 извлекается соответствующий принцип управления (СР) и отправляется для выполнения на контроллер 20 силового агрегата транспортного средства.
На Фиг.6 представлен предпочтительный способ согласно настоящему изобретению. Изображенная матрица TPML (обозначена P на Фиг.6) обновляется на этапе 30 с использованием последовательных значений уклона, определенных при движении транспортного средства по дороге в заданном регионе. По мере накопления данных в матрице Р на этапе 31 проверяется ее сходимость. Точнее говоря, дивергенция KL текущей версии матрицы Р и предыдущей версии матрицы Р сравниваются с пороговым значением ε. А именно, если дивергенция DKL больше ε, то процедура возвращается к этапу 30 для продолжения обновления матрицы P. Если дивергенция меньше ε, то способ переходит к этапу 32, в котором матрица Р сравнивается с эталонными матрицами в библиотеке для определения соответствия дорожных условий. Матрица Р сравнивается по очереди с каждой эталонной матрицей Pj, и если дивергенция каждого конкретного сравнения меньше порогового значения δ, то на этапе 33 применяется соответствующий принцип управления CPj, и процедура возвращается к этапу 30, продолжая обновлять матрицу Р.
Если в результате сравнения матрицы Р с эталонными матрицами Pj все значения дивергенции больше δ, то на этапе 34 матрица Р добавляется в библиотеку, и процедура возвращается к этапу 30 или продолжает обновлять матрицу Р. Если на транспортном средстве имеются соответствующие ресурсы, то добавленная эталонная матрица может быть использована в вероятностном динамическом программировании для создания соответствующего принципа управления, который может быть предоставлен контроллеру силового агрегата для использования при движении транспортного средства в текущем регионе. Если такие ресурсы на транспортном средстве недоступны, то эталонная матрица может быть загружена на другие удаленные ресурсы по беспроводной сети, либо при последующем прямом подключении транспортного средства в дилерском центре, либо сервисном центре, а принцип управления может быть передан обратно на транспортное средство для хранения в библиотеке.
После определения принципа управления и загрузки в контроллер силового агрегата способ на Фиг.6 продолжает обновлять матрицу вероятностей. В случае перемещения транспортного средства в другой регион с другими дорожными характеристиками или уклоном дороги матрица Р начнет отклоняться от предыдущего состояния сходимости. Таким образом, сходимость матрицы Р в итоге может быть больше порогового значения ε на этапе 31. Потеря сходимости означает необходимость определения другого принципа управления. При обнаружении данной дивергенции может потребоваться заново инициализировать матрицу Р в другом состоянии (например, сбросить каждый элемент матрицы на значение 1/L, где L - общее число элементов матрицы) для потенциального уменьшения времени, требуемого на сходимость в новом состоянии.

Claims (8)

1. Способ моделирования дорожных характеристик в регионе, где движется транспортное средство, в котором
транспортное средство эксплуатируют на дорогах, имеющих характеристики, которые изменяются в нескольких различных заданных диапазонах,
генерируют последовательность характеристических значений при движении транспортного средства с заданной скоростью, где каждое характеристическое значение соответствует своему заданному диапазону, обнаруживаемому транспортным средством;
обновляют модель марковской цепи для дорожных характеристик, сохраненной в контроллере блока оптимизации, при смене последовательных характеристических значений, где модель представляет соответствующие элементы вероятности в матрице событий перехода от каждого заданного диапазона к следующему в последовательности диапазону, причем в контроллере блока оптимизации сохраняют данные матрицы в текущем состоянии и матрицы в предыдущем состоянии;
периодически проверяют сходимость матрицы в текущем состоянии с матрицей в предыдущем состоянии с помощью дивергенции Кульбака-Лейблера, причем если сходимость обнаружена, то матрицу используют для определения оптимального принципа управления силовым агрегатом транспортного средства для данных дорожных характеристик и регулируют в контроллере силового агрегата транспортного средства работу силового агрегата с использованием этого принципа управления;
причем каждый элемент матрицы имеет значение πi,j, представляющее собой взвешенную частоту событий перехода от первого характеристического значения ко второму соответствующему характеристическому значению, деленную на взвешенную частоту событий перехода, начавшихся от первого характеристического значения, в результате чего матрица последовательно аппроксимирует дорожные характеристики в этом регионе.
2. Способ по п. 1, в котором для определения принципа управления силовым агрегатом сравнивают сходящуюся матрицу с множеством заранее составленных эталонных матриц для обнаружения соответствия, и выбирают соответствующий обнаруженной совпадающей эталонной матрице принцип управления, который был оптимизирован согласно дорожным характеристикам, описываемым этой эталонной матрицей.
3. Способ по п. 2, в котором если совпадающей эталонной матрицы не обнаружено, сохраняют сходящуюся матрицу в качестве новой эталонной матрицы путем добавления к заранее составленным эталонным матрицам, задают новый принцип управления, оптимизированный для дорожных характеристик, описываемых новой эталонной матрицей, и регулируют работу силового агрегата транспортного средства с использованием нового принципа управления.
4. Способ по п. 1, в котором продолжают периодически проверять сходимость матрицы в текущем состоянии с матрицей в предыдущем состоянии, и если сходимость не обнаружена, то прекращают использование ранее определенного принципа управления и для определения нового принципа управления ожидают, пока сходимость снова не будет обнаружена.
5. Система для моделирования дорожных характеристик в регионе, где движется транспортное средство, где дорожные характеристики изменяются в нескольких различных заданных диапазонах, которая включает в себя контроллер силового агрегата транспортного средства для регулировки параметров управления компонентами силового агрегата; блок контроля дороги, генерирующий последовательность характеристических значений при движении транспортного средства на заданной скорости, где каждое характеристическое значение соответствует своему заданному диапазону, обнаруживаемому транспортным средством; блок оптимизации, использующий модель марковской цепи для дорожных характеристик, которая обновляется при смене последовательных характеристических значений, где модель представляет соответствующие элементы вероятности в матрице событий перехода от каждого заданного диапазона к следующему в последовательности диапазону, причем блок оптимизации выполнен с возможностью сохранять данные матрицы в текущем состоянии и матрицы в предыдущем состоянии, а каждый элемент матрицы имеет значение πi,j, представляющее собой взвешенную частоту событий перехода от первого характеристического значения ко второму соответствующему характеристическому значению, деленную на взвешенную частоту событий перехода, начавшихся от первого характеристического значения, в результате чего матрица последовательно аппроксимирует дорожные характеристики в этом регионе; причем блок оптимизации выполнен с возможностью периодически проверять сходимость матрицы в текущем состоянии с матрицей в предыдущем состоянии, и в случае обнаружения сходимости использовать матрицу для определения принципа управления силовым агрегатом, оптимизированного для данных дорожных характеристик, а контроллер силового агрегата выполнен с возможностью регулировать параметры управления с использованием этого принципа управления.
6. Система по п. 5, которая включает в себя библиотеку составленных эталонных матриц и соответствующих принципов управления, причем блок оптимизации выполнен с возможностью сравнивать сходящиеся матрицы с эталонными матрицами для обнаружения соответствия и выбирать соответствующий обнаруженной совпадающей эталонной матрице принцип управления, который был оптимизирован согласно дорожным характеристикам, описываемым этой эталонной матрицей.
7. Система по п. 6, в которой блок оптимизации выполнен с возможностью сохранять сходящуюся матрицу в качестве новой эталонной матрицы путем добавления к заранее составленным эталонным матрицам, если совпадающей эталонной матрицы не обнаружено, после чего задавать новый принцип управления, оптимизированный для дорожных характеристик, описываемых новой эталонной матрицей, и регулировать работу силового агрегата транспортного средства с использованием нового принципа управления.
8. Система по п. 5, в которой блок оптимизации выполнен с возможностью продолжать периодически проверять сходимость матрицы в текущем состоянии с матрицей в предыдущем состоянии и, если сходимость не обнаружена, прекращать использование ранее определенного принципа управления и для определения нового принципа управления ожидать, пока сходимость снова не будет обнаружена.
RU2014107114/08A 2013-02-26 2014-02-26 Способ моделирования дорожных характеристик в регионе, в котором движется транспортное средство, и система для его осуществления RU2560825C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/777,100 US8965597B2 (en) 2013-02-26 2013-02-26 Road grade auto-mapping
US13/777,100 2013-02-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2560825C1 true RU2560825C1 (ru) 2015-08-20

Family

ID=51349693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014107114/08A RU2560825C1 (ru) 2013-02-26 2014-02-26 Способ моделирования дорожных характеристик в регионе, в котором движется транспортное средство, и система для его осуществления

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8965597B2 (ru)
CN (1) CN104008266B (ru)
DE (1) DE102014203312A1 (ru)
RU (1) RU2560825C1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9557746B2 (en) * 2013-08-23 2017-01-31 2236008 Ontario Inc. Vehicle energy management
DE102014214140A1 (de) * 2014-07-21 2016-01-21 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges
US10255383B2 (en) * 2014-10-10 2019-04-09 Autodesk, Inc. Rule based three-dimensional (3D) intersection model
CN105043786B (zh) * 2015-07-13 2018-12-07 吉林大学 一种含道路坡度的汽车运行工况马尔可夫链设计方法
US10839302B2 (en) 2015-11-24 2020-11-17 The Research Foundation For The State University Of New York Approximate value iteration with complex returns by bounding
CN105550478B (zh) * 2016-01-25 2018-06-12 安徽农业大学 一种汽车经济性测试中行驶工况道路坡度的加载方法与装置
GB2555794A (en) * 2016-11-09 2018-05-16 Inventive Cogs Campbell Ltd Target speed optimisation
MX2019009397A (es) * 2017-02-10 2019-12-05 Nissan North America Inc Gestion operacional de vehiculo autonomo que incluye operar una instancia de modelo de proceso de decision de markov parcialmente observable.
US10474149B2 (en) * 2017-08-18 2019-11-12 GM Global Technology Operations LLC Autonomous behavior control using policy triggering and execution
CN109085822A (zh) * 2018-07-04 2018-12-25 北京踏歌智行科技有限公司 矿用无人驾驶车辆的方法和装置
CN111079774B (zh) * 2018-10-18 2023-05-16 上海经达信息科技股份有限公司 基于半监督学习的渣土车偷倒判别方法、系统和装置
EP3990326B1 (en) * 2019-06-26 2023-08-16 Volvo Truck Corporation A method for controlling a vehicle
DE102019209255B4 (de) * 2019-06-26 2023-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Ermitteln eines Fahrbahnzustands
DE102021211152B3 (de) 2021-10-04 2022-12-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und computer-implementiertes Verfahren zum Bereitstellen von Trainingsdaten für einen Agenten für bestärkendes Lernen zum Erzeugen einer zur Steuerung eines Fahrzeugs ausgelegten Strategie, Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen einer zur Steuerung eines Fahrzeugs ausgelegten Strategie und Fahrzeug
CN114523967B (zh) * 2022-02-28 2024-06-11 重庆长安汽车股份有限公司 一种基于神经网络的预见巡航控制方法
CN115909747B (zh) * 2023-01-06 2023-05-23 山东创安交通预警工程有限公司 一种城市交通预警系统
CN116946148B (zh) * 2023-09-20 2023-12-12 广汽埃安新能源汽车股份有限公司 一种车辆状态信息和路面信息估计方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073912C1 (ru) * 1991-06-21 1997-02-20 Предприятие "Информатика и новые технологии" Устройство моделирования дорожного движения для обучения правилам движения транспорта
RU73528U1 (ru) * 2008-01-28 2008-05-20 Валерий Григорьевич Мищенко Тренажер для обучения водителя автомобиля
RU2406158C2 (ru) * 2005-09-29 2010-12-10 Майкрософт Корпорейшн Способы предсказания пунктов назначения из частичных траекторий, применяющие способы моделирования открытого и замкнутого мира

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5933100A (en) 1995-12-27 1999-08-03 Mitsubishi Electric Information Technology Center America, Inc. Automobile navigation system with dynamic traffic data
DE19747230A1 (de) 1997-10-25 1999-05-12 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Berücksichtigung ergänzender Verkehrsinformationen in einer fahrzeugfesten Zielführungseinrichtung
US7685311B2 (en) 1999-05-03 2010-03-23 Digital Envoy, Inc. Geo-intelligent traffic reporter
US6374173B1 (en) * 1999-05-28 2002-04-16 Freightliner Llc Terrain adaptive cruise control
US6480783B1 (en) 2000-03-17 2002-11-12 Makor Issues And Rights Ltd. Real time vehicle guidance and forecasting system under traffic jam conditions
US6990401B2 (en) 2002-10-04 2006-01-24 Daimlerchrysler Ag Predictive speed control for a motor vehicle
DE10254424A1 (de) 2002-11-21 2004-06-03 Lucas Automotive Gmbh System zur Beeinflussung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges
JP3994937B2 (ja) 2003-07-29 2007-10-24 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動車用交通情報通知システム及びナビゲーションシステム
US7289039B2 (en) 2004-09-10 2007-10-30 Xanavi Informatics Corporation Apparatus and method for processing and displaying traffic information in an automotive navigation system
DE102005026065A1 (de) 2005-06-07 2006-12-21 Robert Bosch Gmbh Adaptiver Geschwindigkeitsregler mit situationsabhängiger Dynamikanpassung
US7383154B2 (en) 2005-12-14 2008-06-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for assessing models of vehicle driving style or vehicle usage model detector
US20070265759A1 (en) 2006-05-09 2007-11-15 David Salinas Method and system for utilizing topographical awareness in an adaptive cruise control
US8630768B2 (en) 2006-05-22 2014-01-14 Inthinc Technology Solutions, Inc. System and method for monitoring vehicle parameters and driver behavior
US7899610B2 (en) 2006-10-02 2011-03-01 Inthinc Technology Solutions, Inc. System and method for reconfiguring an electronic control unit of a motor vehicle to optimize fuel economy
US8352146B2 (en) 2006-11-13 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Engine response adjustment based on traffic conditions
JP4640441B2 (ja) 2008-04-28 2011-03-02 トヨタ自動車株式会社 走行制御装置及び走行制御方法
US8265850B2 (en) 2009-02-02 2012-09-11 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for target vehicle following control for adaptive cruise control
US8315775B2 (en) 2009-02-06 2012-11-20 GM Global Technology Operations LLC Cruise control systems and methods with adaptive speed adjustment rates
WO2011074096A1 (ja) 2009-12-17 2011-06-23 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
GB2480877A (en) 2010-06-04 2011-12-07 Mir Immad Uddin Engine control unit which uses vehicle position data to control the engine speed
US8452509B2 (en) 2010-12-23 2013-05-28 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method of vehicle speed-based operational cost optimization
US8972147B2 (en) 2011-01-10 2015-03-03 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc ACC and AM braking range variable based on internal and external factors

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073912C1 (ru) * 1991-06-21 1997-02-20 Предприятие "Информатика и новые технологии" Устройство моделирования дорожного движения для обучения правилам движения транспорта
RU2406158C2 (ru) * 2005-09-29 2010-12-10 Майкрософт Корпорейшн Способы предсказания пунктов назначения из частичных траекторий, применяющие способы моделирования открытого и замкнутого мира
RU73528U1 (ru) * 2008-01-28 2008-05-20 Валерий Григорьевич Мищенко Тренажер для обучения водителя автомобиля

Also Published As

Publication number Publication date
US20140244067A1 (en) 2014-08-28
US8965597B2 (en) 2015-02-24
CN104008266A (zh) 2014-08-27
DE102014203312A1 (de) 2014-08-28
CN104008266B (zh) 2018-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2560825C1 (ru) Способ моделирования дорожных характеристик в регионе, в котором движется транспортное средство, и система для его осуществления
JP7036545B2 (ja) 能動的探索なしの強化学習に基づくオンライン学習法及び車両制御方法
US20220171797A1 (en) Autonomous Vehicle Relative Atlas Incorporating Hypergraph Data Structure
Thibault et al. A unified approach for electric vehicles range maximization via eco-routing, eco-driving, and energy consumption prediction
US20190170530A1 (en) Private and Personalized Estimation of Travel Time
CN114463977B (zh) 一种基于车路协同多源数据融合交通流预测的路径规划方法
US11256730B2 (en) Use of relative atlas in an autonomous vehicle
KR20200134313A (ko) 자율주행 차량을 위한 상대적인 아틀라스 및 그 생성
WO2019071909A1 (zh) 基于相对熵深度逆强化学习的自动驾驶系统及方法
US20190024781A1 (en) System and method for predicting and responding to soft underfoot conditions
JP6856575B2 (ja) 能動的探索なしの強化学習に基づく制御ポリシー学習及び車両制御方法
CN104021674B (zh) 一种快速准确预测车辆通过路段旅行时间的方法
WO2021050152A1 (en) Systems and methods for predicting fuel consumption efficiency
US11913795B2 (en) Computer-implemented method of predicting energy use for a route
CN107092256B (zh) 一种无人车转向控制方法
González et al. Stochastic mobility prediction of ground vehicles over large spatial regions: a geostatistical approach
Kim et al. Updating point cloud layer of high definition (hd) map based on crowd-sourcing of multiple vehicles installed lidar
CN111257853B (zh) 一种基于imu预积分的自动驾驶系统激光雷达在线标定方法
Holden et al. RouteE: A vehicle energy consumption prediction engine
Grubwinkler et al. A modular and dynamic approach to predict the energy consumption of electric vehicles
US20210333764A1 (en) Electronic control device and neural network update system
US20210293557A1 (en) Methods and apparatus for ascertaining a driving route for a motor vehicle
Wang et al. A Physics Model-Guided Online Bayesian Framework for Energy Management of Extended Range Electric Delivery Vehicles
US11867521B2 (en) Adaptive in-drive updating of vehicle energy consumption prediction
Ng Reinforcement learning of dynamic collaborative driving

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190227