TWI771035B

TWI771035B - 路面坡度之即時判斷方法及其系統

Info

Publication number: TWI771035B
Application number: TW110120315A
Authority: TW
Inventors: 陳啟鈞; 林彥廷; 楊政衛
Original assignee: 國立勤益科技大學
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2022-07-11
Also published as: TW202248066A

Abstract

本發明提供一種路面坡度之即時判斷方法及其系統。資料取得步驟係偵測車輛以產生複數第一反向加速度及第二反向加速度。初估角度計算步驟係根據角度運算程序分別計算第一反向加速度以產生複數第一初估角度，並計算第二反向加速度以產生第二初估角度。角度追隨步驟係執行角度追隨程序以對各第一初估角度設定權重值，且計算權重值以產生加權值，然後結合加權值與第二初估角度以產生加權角度。坡度計算步驟係重複執行上述各步驟而產生另一加權角度，然後根據加權角度與另一加權角度計算出坡度。藉此，獲得消除凸波訊號後的路面坡度。

Description

路面坡度之即時判斷方法及其系統

本發明是關於一種路面坡度之即時判斷方法及其系統，特別是關於一種能連續且即時地判斷車輛所行使的路面坡度之即時判斷方法及其系統。

近年來，節能駕駛不僅可節省油耗成本，也會減少空氣汙染的問題，其中依據車輛的運行參數，例如：速度、怠速時間、油門開度、車輛水溫、引擎轉速、引擎負載來判斷是否為節能駕駛。另外，節能駕駛判斷的依據除了車輛的運行參數之外，路況分析也是重要環節之一。例如：山路與平面道路的車輛運行參數之節能駕駛判斷就會不一樣，因此即時地判斷路面坡度是節能管理的一個基本且重要的參考依據。

然而，在習知的判斷路面坡度方法中，由於感測器除了會受到雜訊干擾之外，車輛於上下坡的起步容易造成感測器產生凸波訊號，以使最終判斷出來的路面坡度無法準確地對應車輛所行使的路面。由此可知，若要達到完整的節能駕駛分析，則需搭配行駛當下的路面坡度並整合人、車、路的因素，才能達到準確的節能駕駛目標。

因此，本發明之目的在於提供一種路面坡度之即時判斷方法及其系統，其透過來自感測模組的加速度訊號來追隨路面坡度的角度變化，並利用來自感測模組的速度訊號來消除車輛於上下坡起步或煞車所產生的凸波雜訊。此外，本發明透過對初估角度設定權重值，並推算出加權值以修正初估角度，進而克服習知車輛使用的內建感測器(On-board sensor)所遇到雜訊過大的瓶頸。

依據本發明的方法態樣之一實施方式提供一種路面坡度之即時判斷方法，其用以判斷一車輛所行駛之一路面，且路面具有一坡度。路面坡度之即時判斷方法包含一資料取得步驟、一初估角度計算步驟、一角度追隨步驟以及一坡度計算步驟。資料取得步驟係驅動一感測模組偵測行駛於路面之車輛以產生複數第一反向加速度及一第二反向加速度。初估角度計算步驟係驅動一處理器根據一角度運算程序分別計算此些第一反向加速度以產生複數第一初估角度，並計算第二反向加速度以產生一第二初估角度。角度追隨步驟係驅動處理器執行一角度追隨程序，使角度追隨程序對各個第一初估角度設定一權重值，且計算此些第一初估角度之複數個權重值以產生一加權值，然後結合加權值與第二初估角度以產生一加權角度。坡度計算步驟係驅動處理器重複執行資料取得步驟、初估角度計算步驟及角度追隨步驟而產生另一加權角度，然後根據加權角度與另一加權角度計算出坡度。

藉此，本發明的路面坡度之即時判斷方法先利用初估角度計算步驟與角度追隨步驟以將第二初估角度修正為加權角度，然後再計算二個加權角度以獲得路面坡度，進而消除車輛於上下坡起步或煞車所產生的凸波雜訊。

前述實施方式之其他實施例如下：前述感測模組偵測車輛以產生複數車輛速度，且坡度計算步驟包含一加速度計算步驟與一修正判斷步驟。加速度計算步驟係驅動處理器計算其中二個車輛速度以產生一車輛加速度。修正判斷步驟係驅動處理器根據另一加權角度減去加權角度的一差值判斷是否執行一修正程序。其中，當差值之一絕對值大於等於一預設閥值時，處理器執行修正程序，修正程序根據角度運算程序計算另一加權角度以產生一加權反向加速度，然後將加權反向加速度減去車輛加速度以產生一實際反向加速度，並根據角度運算程序計算實際反向加速度以產生坡度。其中，當絕對值小於預設閥值時，坡度為另一加權角度。

前述實施方式之其他實施例如下：前述角度運算程序表示為：

；其中，g為一重力加速度，Gx為車輛之一反方向整體加速度，

為一傾斜角度。

前述實施方式之其他實施例如下：前述角度追隨步驟包含一角度差值產生步驟與一權重值設定步驟。角度差值產生步驟係將各個第一初估角度減去相差一時間間隔的其中一個第一初估角度以產生一角度差值。權重值設定步驟係根據一第一閥值、一第二閥值、一第三閥值及一第四閥值判斷角度差值以設定權重值，且權重值設定步驟包含一第一差值判斷步驟、一第二差值判斷步驟、一第三差值判斷步驟及一第四差值判斷步驟。於第一差值判斷步驟中，處理器根據第一閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值大於等於第一閥值時，處理器設定權重值為第一閥值且不執行第二差值判斷步驟。當角度差值小於第一閥值時，處理器執行第二差值判斷步驟。於第二差值判斷步驟中，處理器根據第二閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值小於等於第二閥值時，處理器設定權重值為第二閥值且不執行第三差值判斷步驟。當角度差值大於第二閥值時，處理器執行第三差值判斷步驟。於第三差值判斷步驟中，處理器根據第三閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值大於等於第三閥值時，處理器設定權重值為第三閥值且不執行第四差值判斷步驟。當角度差值小於第三閥值時，處理器執行第四差值判斷步驟。於第四差值判斷步驟中，處理器根據第四閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值小於等於第四閥值時，處理器設定權重值為第四閥值。

前述實施方式之其他實施例如下：前述角度追隨步驟包含一加權值設定步驟。加權值設定步驟係疊加此些權重值以產生一總和值，然後根據一第一加權閥值與一第二加權閥值判斷總和值以設定出加權值。其中，當總和值大於等於第一加權閥值時，處理器設定加權值為第一加權閥值。其中，當總和值小於等於第二加權閥值時，處理器設定加權值為第二加權閥值。其中，當總和值介於第一加權閥值與第二加權閥值之間，處理器設定加權值為0。

依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種路面坡度之即時判斷系統，其用以判斷一車輛所行駛之一路面，且路面具有一坡度。路面坡度之即時判斷系統包含一感測模組、一記憶體以及一處理器。感測模組偵測行駛於路面之車輛以產生複數第一反向加速度、一第二反向加速度及複數車輛速度。記憶體連接感測模組並存取一角度運算程序、一角度追隨程序、一修正程序、一預設閥值、一第一閥值、一第二閥值、一第三閥值、一第四閥值、一第一加權閥值及一第二加權閥值。記憶體接收此些第一反向加速度、第二反向加速度及此些車輛速度。處理器連接記憶體，且處理器經配置以實施一初估角度計算步驟、一角度追隨步驟及一坡度計算步驟。初估角度計算步驟係根據角度運算程序分別計算此些第一反向加速度以產生複數第一初估角度，並計算第二反向加速度以產生一第二初估角度。角度追隨步驟係執行角度追隨程序，使角度追隨程序對各個第一初估角度設定一權重值，且計算此些第一初估角度之複數個權重值以產生一加權值，然後結合加權值與第二初估角度以產生一加權角度。坡度計算步驟係重複執行初估角度計算步驟與角度追隨步驟而產生另一加權角度，然後根據加權角度與另一加權角度計算出坡度。

藉此，本發明的路面坡度之即時判斷系統透過對初估角度設定權重值，並推算出加權值以修正初估角度，進而消除外在環境的雜訊影響，讓節能駕駛應用的路面坡度更加全面且不受限。

前述實施方式之其他實施例如下：前述坡度計算步驟包含一加速度計算步驟與一修正判斷步驟。加速度計算步驟係驅動處理器計算其中二個車輛速度以產生一車輛加速度。修正判斷步驟係驅動處理器根據另一加權角度減去加權角度的一差值判斷是否執行修正程序。其中，當差值之一絕對值大於等於預設閥值時，處理器執行修正程序，修正程序根據角度運算程序計算另一加權角度以產生一加權反向加速度，然後將加權反向加速度減去車輛加速度以產生一實際反向加速度，並根據角度運算程序計算實際反向加速度以產生坡度。其中，當絕對值小於預設閥值時，坡度為另一加權角度。

為一傾斜角度。

前述實施方式之其他實施例如下：前述角度追隨步驟包含一角度差值產生步驟與一權重值設定步驟。角度差值產生步驟係將各個第一初估角度減去相差一時間間隔的其中一個第一初估角度以產生一角度差值。權重值設定步驟係根據第一閥值、第二閥值、第三閥值及第四閥值判斷角度差值以設定權重值，且權重值設定步驟包含一第一差值判斷步驟、一第二差值判斷步驟、一第三差值判斷步驟及一第四差值判斷步驟。於第一差值判斷步驟中，處理器根據第一閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值大於等於第一閥值時，處理器設定權重值為第一閥值且不執行第二差值判斷步驟。當角度差值小於第一閥值時，處理器執行第二差值判斷步驟。於第二差值判斷步驟中，處理器根據第二閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值小於等於第二閥值時，處理器設定權重值為第二閥值且不執行第三差值判斷步驟。當角度差值大於第二閥值時，處理器執行第三差值判斷步驟。於第三差值判斷步驟中，處理器根據第三閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值大於等於第三閥值時，處理器設定權重值為第三閥值且不執行第四差值判斷步驟。當角度差值小於第三閥值時，處理器執行第四差值判斷步驟。於第四差值判斷步驟中，處理器根據第四閥值判斷角度差值以設定權重值。當角度差值小於等於第四閥值時，處理器設定權重值為第四閥值。

前述實施方式之其他實施例如下：前述角度追隨步驟包含一加權值設定步驟。加權值設定步驟係疊加此些權重值以產生一總和值，然後根據第一加權閥值與第二加權閥值判斷總和值以設定出加權值。其中，當總和值大於等於第一加權閥值時，處理器設定加權值為第一加權閥值。其中，當總和值小於等於第二加權閥值時，處理器設定加權值為第二加權閥值。其中，當總和值介於第一加權閥值與第二加權閥值之間，處理器設定加權值為0。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

此外，本文中當某一元件(或單元或模組等)「連接/連結」於另一元件，可指所述元件是直接連接/連結於另一元件，亦可指某一元件是間接連接/連結於另一元件，意即，有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而當有明示某一元件是「直接連接/連結」於另一元件時，才表示沒有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而第一、第二、第三等用語只是用來描述不同元件，而對元件本身並無限制，因此，第一元件亦可改稱為第二元件。且本文中之元件/單元/電路之組合非此領域中之一般周知、常規或習知之組合，不能以元件/單元/電路本身是否為習知，來判定其組合關係是否容易被技術領域中之通常知識者輕易完成。

請一併參閱第1圖與第2圖，其中第1圖係繪示依照本發明第一實施例的路面坡度之即時判斷方法10的流程示意圖；以及第2圖係繪示本發明第一實施例之車輛V行駛於路面R的示意圖。如第1-2圖所示，路面坡度之即時判斷方法10用以判斷車輛V所行駛之路面R，且路面R具有坡度150。路面坡度之即時判斷方法10包含資料取得步驟S1、初估角度計算步驟S2、角度追隨步驟S3以及坡度計算步驟S4。

資料取得步驟S1係驅動感測模組偵測行駛於路面R之車輛V以產生複數第一反向加速度110、一第二反向加速度120及複數車輛速度130。初估角度計算步驟S2係驅動處理器根據一角度運算程序分別計算此些第一反向加速度110以產生複數第一初估角度111，並計算第二反向加速度120以產生一第二初估角度121。角度追隨步驟S3係驅動處理器執行一角度追隨程序，使角度追隨程序對各個第一初估角度111設定權重值，且計算此些第一初估角度111之複數個權重值以產生加權值，然後結合加權值與第二初估角度121以產生加權角度140。坡度計算步驟S4係驅動處理器重複執行資料取得步驟S1、初估角度計算步驟S2及角度追隨步驟S3而產生另一加權角度140，然後根據加權角度140與此另一加權角度140計算出坡度150。

藉此，本發明的路面坡度之即時判斷方法10先利用初估角度計算步驟S2與角度追隨步驟S3以將第二初估角度121修正為加權角度140，然後再計算二個加權角度140以獲得路面R的坡度150，達到消除車輛V於上下坡的路面R作起步或煞車時所產生的凸波雜訊，進而克服感測模組所遇到雜訊過大的瓶頸，且除了不受外在環境的影響，也可以在車輛V處於靜止狀態下做判斷。

詳細地說，角度運算程序表示為下列式子(1)：

(1)。

由第2圖可知，式子(1)的g為重力加速度，Gx為車輛V之反方向整體加速度，

為傾斜角度。車輛V本身因重力加速度g而在行駛過程中產生反方向上的重力加速度分量

。因此，推算

即能獲得角度運算程序的式子(1)，且傾斜角度

即為利用式子(1)的反方向整體加速度Gx所推算而得。

另外，此些第一反向加速度110及第二反向加速度120為感測模組根據時間間隔(例如：0.2秒)連續量測正在行駛的車輛V而產生，且此些第一反向加速度110及第二反向加速度120彼此可相異或可相同。處理器將此些第一反向加速度110及第二反向加速度120分別代入式子(1)的反方向整體加速度Gx以計算出對應此些第一反向加速度110之傾斜角度

及對應第二反向加速度120之傾斜角度

，其中對應此些第一反向加速度110之傾斜角度

即為第一初估角度111，對應第二反向加速度120之傾斜角度

即為第二初估角度121。

請一併參閱第1圖、第2圖及第3圖，其中第3圖係繪示第1圖的角度追隨步驟S3的流程示意圖。如第1-3圖所示，角度追隨步驟S3可包含角度差值產生步驟S31、權重值設定步驟S32及加權值設定步驟S33。

角度差值產生步驟S31係驅動處理器將各個第一初估角度111減去相差時間間隔的其中一個第一初估角度111以產生一角度差值112。具體來說，感測模組在第1秒內每隔0.2秒量測一次車輛V而產生5個第一反向加速度110，且在第1.2秒時量測車輛V而產生第二反向加速度120，然後經過初估角度計算步驟S2計算出對應的5個第一初估角度111及1個第二初估角度121。換言之，於角度差值產生步驟S31中，處理器將各個第一初估角度111減去前一刻(即前0.2秒)的第一初估角度111之後，獲得5個角度差值112。

權重值設定步驟S32係驅動處理器根據第一閥值、第二閥值、第三閥值及第四閥值判斷各個第一初估角度111的角度差值112以設定權重值113，其中第一閥值、第二閥值、第三閥值及第四閥值存取於一記憶體，且處理器連接此記憶體並讀取前述的各個閥值。第一閥值可為2；第二閥值可為-2；第三閥值可為1；第四閥值可為-1，但本發明不以此為限。需說明的是，權重值設定步驟S32可包含一第一差值判斷步驟S321、一第二差值判斷步驟S322、一第三差值判斷步驟S323及一第四差值判斷步驟S324。

首先，於第一差值判斷步驟S321中，處理器根據第一閥值判斷角度差值112以設定權重值113，其中當角度差值112大於等於第一閥值時，處理器設定權重值113為第一閥值(即2)且不執行第二差值判斷步驟S322；當角度差值112小於第一閥值時，處理器執行第二差值判斷步驟S322。

接著，於第二差值判斷步驟S322中，處理器根據第二閥值判斷角度差值112以設定權重值113，其中當角度差值112小於等於第二閥值時，處理器設定權重值113為第二閥值(即-2)且不執行第三差值判斷步驟S323；當角度差值112大於第二閥值時，處理器執行第三差值判斷步驟S323。

接著，於第三差值判斷步驟S323中，處理器根據第三閥值判斷角度差值112以設定權重值113，其中當角度差值112大於等於第三閥值時，處理器設定權重值113為第三閥值(即1)且不執行第四差值判斷步驟S324；當角度差值112小於第三閥值時，處理器執行第四差值判斷步驟S324。

接著，於第四差值判斷步驟S324中，處理器根據第四閥值判斷角度差值112以設定權重值113，其中當角度差值112小於等於第四閥值時，處理器設定權重值113為第四閥值(即-1)。經由處理器對各個角度差值112進行判斷之後，將獲得5個分別對應5個第一初估角度111的權重值113。

加權值設定步驟S33係驅動處理器疊加此些權重值113以產生一總和值，然後根據第一加權閥值與第二加權閥值判斷總和值以設定出加權值114，其中第一加權閥值與第二加權閥值存取於此記憶體，且受處理器讀取。第一加權閥值可為1；第二加權閥值可為-1，但本發明不以此為限。值得說明的是，加權值設定步驟S33可包含一第一總和值判斷步驟S331與一第二總和值判斷步驟S332。

首先，於第一總和值判斷步驟S331中，處理器根據第一加權閥值判斷總和值以設定出加權值114，其中當總和值大於等於第一加權閥值時，處理器設定加權值114為第一加權閥值(即1)；當總和值小於第一加權閥值時，處理器執行第二總和值判斷步驟S332。接著，於第二總和值判斷步驟S332中，處理器根據第二加權閥值判斷總和值以設定出加權值114，其中當總和值小於等於第二加權閥值時，處理器設定加權值114為第二加權閥值(即-1)；當總和值介於第一加權閥值與第二加權閥值之間，處理器設定加權值114為0。最後，處理器結合已設定的加權值114與第二初估角度121以產生加權角度140。藉此，本發明的路面坡度之即時判斷方法10透過加權值114調整第二初估角度121而獲得消除雜訊後的加權角度140。

請一併參閱第1-3圖及第4圖，其中第4圖係繪示第1圖的坡度計算步驟S4的流程示意圖。如第4圖所示，坡度計算步驟S4包含一加速度計算步驟S41與一修正判斷步驟S42。加速度計算步驟S41係驅動處理器計算其中二個車輛速度130以產生一車輛加速度131。修正判斷步驟S42係驅動處理器根據此另一加權角度140減去加權角度140的一差值判斷是否執行一修正程序。

具體而言，感測模組在1秒內每隔0.2秒量測一次車輛V而產生5個車輛速度130，且此些車輛速度130分別對應此些第一反向加速度110。此外，當差值之一絕對值大於等於一預設閥值時，處理器執行修正程序；當絕對值小於預設閥值時，處理器判斷坡度150為此另一加權角度140。預設閥值可為2並存取於此記憶體，且預設閥值受處理器讀取。舉例來說，此另一加權角度140減去此加權角度140的差值為3或-3(即此另一加權角度140的角度與此加權角度140相差3度)，差值之絕對值即為3且大於預設閥值，因此處理器執行修正程序。

在修正程序中，處理器根據角度運算程序的式子(1)計算此另一加權角度140以產生加權反向加速度，然後將加權反向加速度減去車輛加速度131以產生一實際反向加速度，並再根據角度運算程序的式子(1)計算實際反向加速度以產生坡度150。詳細地說，式子(1)係由前述

推算而得，處理器透過將此另一加權角度140代入

的傾斜角度

以計算出對應此另一加權角度140的反方向整體加速度Gx，其中對應此另一加權角度140的反方向整體加速度Gx為加權反向加速度。接著，將實際反向加速度再代入式子(1)的反方向整體加速度Gx以計算出對應實際反向加速度的傾斜角度

，其中對應實際反向加速度的傾斜角度

即為路面R之坡度150。藉此，本發明的路面坡度之即時判斷方法10利用修正程序來消除即時煞車或上下坡起步的凸波訊號。

請一併參閱第1-4圖及第5圖，其中第5圖係繪示依照本發明第二實施例的路面坡度之即時判斷系統100的方塊示意圖。如第5圖所示，路面坡度之即時判斷系統100用以判斷車輛V所行駛之路面R，且路面R具有坡度150。路面坡度之即時判斷系統100包含感測模組200與處理模組300。處理模組300連接感測模組200，並包含記憶體310與處理器320。

感測模組200偵測行駛於路面R之車輛V以產生複數第一反向加速度110、一第二反向加速度120及複數車輛速度130。記憶體310訊號連接感測模組200並存取角度運算程序311、角度追隨程序312、修正程序313、預設閥值314、第一閥值315、第二閥值316、第三閥值317、第四閥值318、第一加權閥值319及第二加權閥值321。記憶體310接收此些第一反向加速度110、第二反向加速度120及此些車輛速度130。處理器320連接記憶體310，且處理器320經配置以實施初估角度計算步驟S2、角度追隨步驟S3及坡度計算步驟S4。初估角度計算步驟S2係根據角度運算程序311分別計算此些第一反向加速度110以產生複數第一初估角度111，並計算第二反向加速度120以產生第二初估角度121。角度追隨步驟S3係執行角度追隨程序312，使角度追隨程序312對各個第一初估角度111設定權重值113，且計算此些第一初估角度111之複數個權重值113以產生加權值114，然後結合加權值114與第二初估角度121以產生加權角度140 。坡度計算步驟S4係重複執行初估角度計算步驟S2與角度追隨步驟S3而產生另一加權角度140，然後根據加權角度140與此另一加權角度140計算出坡度150。

藉此，本發明的路面坡度之即時判斷系統100透過對第一初估角度111設定權重值113，並推算出加權值114以修正第二初估角度121，進而消除外在環境的雜訊影響，讓節能駕駛應用的路面坡度更加全面且不受限。

此外，感測模組200可包含加速度感測器210與車輛診斷器220。加速度感測器210訊號連接記憶體310，且根據時間間隔(例如：0.2秒)連續偵測車輛V以獲取此些第一反向加速度110及第二反向加速度120並儲存前述資料至記憶體310內。車輛診斷器220訊號連接記憶體310，且根據時間間隔連續偵測車輛V以獲取此些車輛速度130並儲存前述資料至記憶體310內。加速度感測器210可為一加速度計(G-sensor)或一陀螺儀(Gyroscope)，車輛診斷器220可為一車上診斷系統(On-Board Diagnostics，OBD)，且加速度感測器210與車輛診斷器220為習知裝置，故不另贅述。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10:路面坡度之即時判斷方法 S1:資料取得步驟 S2:初估角度計算步驟 S3:角度追隨步驟 S31:角度差值產生步驟 S32:權重值設定步驟 S321:第一差值判斷步驟 S322:第二差值判斷步驟 S323:第三差值判斷步驟 S324:第四差值判斷步驟 S33:加權值設定步驟 S331:第一總和值判斷步驟 S332:第二總和值判斷步驟 S4:坡度計算步驟 S41:加速度計算步驟 S42:修正判斷步驟 100:路面坡度之即時判斷系統 110:第一反向加速度 111:第一初估角度 112:角度差值 113:權重值 114:加權值 120:第二反向加速度 121:第二初估角度 130:車輛速度 131:車輛加速度 140:加權角度 150:坡度 200:感測模組 210:加速度感測器 220:車輛診斷器 300:處理模組 310:記憶體 320:處理器 311:角度運算程序 312:角度追隨程序 313:修正程序 314:預設閥值 315:第一閥值 316:第二閥值 317:第三閥值 318:第四閥值 319:第一加權閥值 321:第二加權閥值 V:車輛 R:路面 Gx:反方向整體加速度 g:重力加速度

:重力加速度分量

:傾斜角度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明第一實施例的路面坡度之即時判斷方法的流程示意圖；第2圖係繪示本發明第一實施例之車輛行駛於路面的示意圖；第3圖係繪示第1圖的角度追隨步驟的流程示意圖；第4圖係繪示第1圖的坡度計算步驟的流程示意圖；以及第5圖係繪示依照本發明第二實施例的路面坡度之即時判斷系統的方塊示意圖。

10:路面坡度之即時判斷方法

S1:資料取得步驟

S2:初估角度計算步驟

S3:角度追隨步驟

S4:坡度計算步驟

110:第一反向加速度

111:第一初估角度

120:第二反向加速度

121:第二初估角度

130:車輛速度

140:加權角度

150:坡度

Claims

一種路面坡度之即時判斷方法，用以判斷一車輛所行駛之一路面，該路面具有一坡度，且該路面坡度之即時判斷方法包含以下步驟：一資料取得步驟，係驅動一感測模組偵測行駛於該路面之該車輛以產生複數第一反向加速度及一第二反向加速度，其中該些第一反向加速度及該第二反向加速度為該感測模組根據一時間間隔連續量測該車輛而產生；一初估角度計算步驟，係驅動一處理器根據一角度運算程序分別計算該些第一反向加速度以產生複數第一初估角度，並計算該第二反向加速度以產生一第二初估角度；一角度追隨步驟，係驅動該處理器執行一角度追隨程序，使該角度追隨程序對各該第一初估角度設定一權重值，且計算該些第一初估角度之複數該權重值以產生一加權值，然後結合該加權值與該第二初估角度以產生一加權角度；以及一坡度計算步驟，係驅動該處理器重複執行該資料取得步驟、該初估角度計算步驟及該角度追隨步驟而產生另一加權角度，然後根據該加權角度與該另一加權角度計算出該坡度。
如請求項1所述之路面坡度之即時判斷方法，其中該感測模組偵測該車輛以產生複數車輛速度，且該坡度計算步驟包含：一加速度計算步驟，係驅動該處理器計算其中二該車輛速度以產生一車輛加速度；及一修正判斷步驟，係驅動該處理器根據該另一加權角度減去該加權角度的一差值判斷是否執行一修正程序；其中，當該差值之一絕對值大於等於一預設閥值時，該處理器執行該修正程序，該修正程序根據該角度運算程序計算該另一加權角度以產生一加權反向加速度，然後將該加權反向加速度減去該車輛加速度以產生一實際反向加速度，並根據該角度運算程序計算該實際反向加速度以產生該坡度；其中，當該絕對值小於該預設閥值時，該坡度為該另一加權角度。
如請求項1所述之路面坡度之即時判斷方法，其中該角度運算程序表示為：
其中，g為一重力加速度，Gx為該車輛之一反方向整體加速度，θ為一傾斜角度。
如請求項1所述之路面坡度之即時判斷方法，其中該角度追隨步驟包含：一角度差值產生步驟，係將各該第一初估角度減去相差該時間間隔的其中一該第一初估角度以產生一角度差值；及一權重值設定步驟，係根據一第一閥值、一第二閥值、一第三閥值及一第四閥值判斷該角度差值以設定該權重值，且該權重值設定步驟包含一第一差值判斷步驟、一第二差值判斷步驟、一第三差值判斷步驟及一第四差值判斷步驟；其中，於該第一差值判斷步驟中，該處理器根據該第一閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值大於等於該第一閥值時，該處理器設定該權重值為該第一閥值且不執行該第二差值判斷步驟，當該角度差值小於該第一閥值時，該處理器執行該第二差值判斷步驟；其中，於該第二差值判斷步驟中，該處理器根據該第二閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值小於等於該第二閥值時，該處理器設定該權重值為該第二閥值且不執行該第三差值判斷步驟，當該角度差值大於該第二閥值時，該處理器執行該第三差值判斷步驟；其中，於該第三差值判斷步驟中，該處理器根據該第三閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值大於等於該第三閥值時，該處理器設定該權重值為該第三閥值且不執行該第四差值判斷步驟，當該角度差值小於該第三閥值時，該處理器執行該第四差值判斷步驟；其中，於該第四差值判斷步驟中，該處理器根據該第四閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值小於等於該第四閥值時，該處理器設定該權重值為該第四閥值。
如請求項1所述之路面坡度之即時判斷方法，其中該角度追隨步驟包含：一加權值設定步驟，係疊加該些權重值以產生一總和值，然後根據一第一加權閥值與一第二加權閥值判斷該總和值以設定出該加權值；其中，當該總和值大於等於該第一加權閥值時，該處理器設定該加權值為該第一加權閥值；其中，當該總和值小於等於該第二加權閥值時，該處理器設定該加權值為該第二加權閥值；其中，當該總和值介於該第一加權閥值與該第二加權閥值之間，該處理器設定該加權值為0。
一種路面坡度之即時判斷系統，用以判斷一車輛所行駛之一路面，該路面具有一坡度，且該路面坡度之即時判斷系統包含：一感測模組，偵測行駛於該路面之該車輛以產生複數第一反向加速度、一第二反向加速度及複數車輛速度，其中該些第一反向加速度及該第二反向加速度為該感測模組根據一時間間隔連續量測該車輛而產生；一記憶體，連接該感測模組並存取一角度運算程序、一角度追隨程序、一修正程序、一預設閥值、一第一閥值、一第二閥值、一第三閥值、一第四閥值、一第一加權閥值及一第二加權閥值，該記憶體接收該些第一反向加速度、該第二反向加速度及該些車輛速度；以及一處理器，連接該記憶體，該處理器經配置以實施包含以下步驟之操作：一初估角度計算步驟，係根據該角度運算程序分別計算該些第一反向加速度以產生複數第一初估角度，並計算該第二反向加速度以產生一第二初估角度；一角度追隨步驟，係執行該角度追隨程序，使該角度追隨程序對各該第一初估角度設定一權重值，且計算該些第一初估角度之複數該權重值以產生一加權值，然後結合該加權值與該第二初估角度以產生一加權角度；及一坡度計算步驟，係重複執行該初估角度計算步驟與該角度追隨步驟而產生另一加權角度，然後根據該加權角度與該另一加權角度計算出該坡度。
如請求項6所述之路面坡度之即時判斷系統，其中該坡度計算步驟包含：一加速度計算步驟，係驅動該處理器計算其中二該車輛速度以產生一車輛加速度；及一修正判斷步驟，係驅動該處理器根據該另一加權角度減去該加權角度的一差值判斷是否執行該修正程序；其中，當該差值之一絕對值大於等於該預設閥值時，該處理器執行該修正程序，該修正程序根據該角度運算程序計算該另一加權角度以產生一加權反向加速度，然後將該加權反向加速度減去該車輛加速度以產生一實際反向加速度，並根據該角度運算程序計算該實際反向加速度以產生該坡度；其中，當該絕對值小於該預設閥值時，該坡度為該另一加權角度。
如請求項6所述之路面坡度之即時判斷系統，其中該角度運算程序表示為：
其中，g為一重力加速度，Gx為該車輛之一反方向整體加速度，θ為一傾斜角度。
如請求項6所述之路面坡度之即時判斷系統，其中該角度追隨步驟包含：一角度差值產生步驟，係將各該第一初估角度減去相差該時間間隔的其中一該第一初估角度以產生一角度差值；及一權重值設定步驟，係根據該第一閥值、該第二閥值、該第三閥值及該第四閥值判斷該角度差值以設定該權重值，且該權重值設定步驟包含一第一差值判斷步驟、一第二差值判斷步驟、一第三差值判斷步驟及一第四差值判斷步驟；其中，於該第一差值判斷步驟中，該處理器根據該第一閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值大於等於該第一閥值時，該處理器設定該權重值為該第一閥值且不執行該第二差值判斷步驟，當該角度差值小於該第一閥值時，該處理器執行該第二差值判斷步驟；其中，於該第二差值判斷步驟中，該處理器根據該第二閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值小於等於該第二閥值時，該處理器設定該權重值為該第二閥值且不執行該第三差值判斷步驟，當該角度差值大於該第二閥值時，該處理器執行該第三差值判斷步驟；其中，於該第三差值判斷步驟中，該處理器根據該第三閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值大於等於該第三閥值時，該處理器設定該權重值為該第三閥值且不執行該第四差值判斷步驟，當該角度差值小於該第三閥值時，該處理器執行該第四差值判斷步驟；其中，於該第四差值判斷步驟中，該處理器根據該第四閥值判斷該角度差值以設定該權重值，當該角度差值小於等於該第四閥值時，該處理器設定該權重值為該第四閥值。
如請求項6所述之路面坡度之即時判斷系統，其中該角度追隨步驟包含：一加權值設定步驟，係疊加該些權重值以產生一總和值，然後根據該第一加權閥值與該第二加權閥值判斷該總和值以設定出該加權值；其中，當該總和值大於等於該第一加權閥值時，該處理器設定該加權值為該第一加權閥值；，當該總和值小於等於該第二加權閥值時，該處理器設定該加權值為該第二加權閥值；其中，當該總和值介於該第一加權閥值與該第二加權閥值之間，該處理器設定該加權值為0。