一種行車避堵系統與方法與流程
2023-08-08 14:22:11 2
本發明涉及智能路線規劃技術領域，尤其涉及可進行智能路線規劃與節能的一種行車避堵系統與方法。
背景技術：
傳統中，車輛(例如家用轎車、大巴、客車、貨車等)上會裝配許多智能的產品(例如全球衛星定位系統、電子地圖)，以提高行車的效率。行車的效率有可能受到行車路線受阻的影響，例如道路雍塞、道路事故等路況不佳的情況。
目前的產品(如高德地圖、百度地圖等)似乎可用來解決前述的問題，使得前述車輛能夠避免受到路況不佳的影響。
然而，前述車輛的駕駛員必須隨時關注前述產品顯示的動態，導致所述駕駛員存在駕駛安全隱患。另外，所述產品僅能顯示路況狀態，而無法解決所述車輛針對實際即時的路況進行路線二次智能選擇與優化。傳統技術除了有上述的缺失之外，更有如下的缺點，羅列如下：
傳統中，當前述車輛行進時，在前述駕駛員選擇行駛路線之後，該些產品便會維持在所述行駛路線。當所述行駛路線的前方遇到擁堵、限行、限流、事故等路況狀態影響行駛時，該些產品無法自動為前述駕駛員變更路線。
傳統中，前述駕駛員在前述車輛運行中，尤其是高速路上行駛，需要在前述車輛的中控屏幕上操作或者進行開關按鍵操作，存在一定安全隱患與操作不便。
傳統中，該些產品無法根據該些路況狀態，考量能耗(例如油耗與電耗)，以提供未來的能耗趨勢給前述駕駛員參考。舉例而言，純電力驅動的電動汽車的續航裡程，因受限於電池容量，若遇到擁堵緩行，將會導致預估的續航裡程無法滿足實際需求，對使用者將帶來極大的不便。
雖然有新式產品提出可以針對電耗、能耗進行分配；但僅只是單純進行電耗與能耗的規劃，而並未進一步考量實時路況信息對於前述車輛的電耗、能耗的影響，從而無法將能源合理分配，這個在純電動汽車中尤為重要。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明提出一種行車避堵系統與方法，以解決現有技術的缺失。
本發明提出一種行車避堵系統，用於一車輛設定一目的信息後進行行車路線優化作業，其包括：一路線規劃指示模塊；一操控模塊，供輸出一操控指令；一實時路況監控模塊，具有一接收單元，所述接收單元用於接收一路況信息；一行車模塊，具有一動力單元與一電子單元，所述行車模塊根據所述動力單元和所述電子單元反饋的信息產生一反應當前車輛運行及能源情況的整車信息；一定位單元，供產生所述車輛的一位置信息；以及一處理單元，信號連接所述路線規劃指示模塊、所述操控模塊、所述實時路況監控模塊、所述行車模塊與所述定位單元，所述處理單元分析所述路況信息、所述位置信息、所述目的信息，以在前方道路擁堵時在一電子地圖上規劃出至少一路線規劃選項，並輸出到所述路線規劃指示模塊；其中，所述處理單元根據所述操控指令選定規劃路線，並根據所述路況信息、所述整車信息、所述位置信息與所述目的信息決定出執行選定的規劃路線的過程中在所述動力單元執行的一動力配置計劃與在所述電子單元執行的一電力配置計劃。
在一實施例中，所述路線規劃指示模塊包括一抬頭顯示器、一多媒體顯示器、一車用儀表顯示器、一聲音指示器與一燈光指示器的至少其中之一。
在一實施例中，所述操控模塊包括一按鍵操控單元、一觸控操控單元、一聲音操控單元與一肢體控制單元的至少其中之一，所述聲音操控單元廣播一音頻信息，所述音頻信息相關所述路況信息與所述路線規劃選項，或者所述音頻信息接收一聲音信息以產生所述操控指令。
在一實施例中，所述路況信息是產生自一網際網路、一射頻通道、一全球定位系統與一電信通道的至少其中之一，其中所述路況信息為一前方線路車流量、一天氣狀態、一施工通知、一事故警告、一分流通知與一限流通知的至少其中之一。
在一實施例中，所述處理單元包含一整車控制單元與一遠程監控單元，所述遠程監控單元藉由符合一無線通訊協議的通訊方式與所述實時路況監控模塊和所述整車控制單元通信，以根據所述路況信息產生至少一規劃路線，並將所述至少一規劃路線傳給所述整車控制單元。
在一實施例中，所述行車模塊還根據所述動力單元和所述電子單元反饋的信息產生所述動力單元和所述電子單元當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃，所述處理單元根據所述路況信息、所述位置信息、所述整車信息與所述目的信息判定當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃是否足夠使車輛走完選定的規劃路線，若所述處理單元判定當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃不足以使車輛走完選定的規劃路線，所述行車模塊執行一能源調整程序，所述動力單元和所述電子單元根據所述能源調整程序產生在執行選定規劃路線的過程中執行的動力配置計劃和電力配置計劃。
在一實施例中，所述動力單元為一電池管理單元、一電機控制單元、一發動機控制單元與一變速器控制單元的至少其中之一，所述動力單元可根據所述能源調整程序執行一節能模式；所述電子單元為一空調控制單元、一燈源控制單元與一多媒體控制單元的至少其中之一，所述電子單元可根據所述能源調整程序執行一節能模式。
在一實施例中，所述路線規劃選項提供一規劃路線以及與所述規劃路線相關的行車時間、擁堵信息、行車距離與行車成本中至少其中之一。
本發明還提供一種行車避堵方法，其包括：S1：根據前方路況信息，決定是否執行行車避堵方案，若決定執行行車避堵方案，執行步驟S2；S2：發出一路線更新請求，並根據路線更新請求確認前方路況信息，若確認前方道路為擁堵狀態，執行步驟S3；S3：根據所述前方路況信息，規劃至少一替代路線，當所述替代路線存在時，執行步驟S4，以及當所述替代路線不存在時，執行步驟S6；S4：提供至少一路線規劃選項，所述路線規劃選項包括一規劃路線以及與所述規劃路線相關的行車時間、擁堵信息、行車距離與行車成本至少其中之一；S5：根據選擇執行選定的規劃路線，若執行的路線發生變更,進入步驟S6，若執行的路線不發生變更，則維持原有的行車方案；S6：提取一車輛的整車信息，演算所述整車信息與當前執行的規劃路線，判斷整車剩餘能源是否足以執行選定的規劃路線，若整車剩餘能源足夠執行所述規劃路線，按照當前行車狀態執行所述規劃路線，若所述整車剩餘能源不足以執行所述規劃路線，執行步驟S7；S7：執行一能源調整程序。
在一實施例中，在步驟S2中，若確認前方道路為非擁堵狀態，執行步驟S8：發出確認信號，請求確認是否進行路線更新，若確認更新則進入步驟S3，若不更新則結束此次流程。
在一實施例中，步驟S7之後更包含步驟S9，根據一取消指令或判斷所述車輛的駕駛行為，結束所述能源調整程序。
在一實施例中，步驟S7之後更包含步驟S10，根據實時路況監控信息，結束能源調整程序或調整節能等級繼續執行能源調整程序。
本發明的行車避堵系統和方法，通過響應不佳的路況，為駕駛員規劃替代路線，並根據整車情況確認當前車輛剩餘的能源是否可以在當前能耗下依據新的路線到達目的地，並在當前剩餘能源不足的情況下調整能源損耗率，節省能源，從而達到規避不良路況並保證車輛能夠成功達到目的地的目的。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
附圖說明
圖1為本發明第一實施例的行車避堵系統的方塊示意圖。
圖2為本發明第二實施例的行車避堵系統的方塊示意圖。
圖3為本發明第三實施例的行車避堵方法的流程示意圖。
圖4為本發明行車避堵方法中節能等級定義的一個實施例的示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明詳細說明如下。
請參閱圖1，是本發明第一實施例的行車避堵系統的方塊示意圖。在圖1，該行車避堵系統10用於在車輛(圖未示)設定目的信息OM後進行行車路線優化作業。其中，該車輛可為大巴、貨車、客車、家用轎車等。該行車避堵系統10能夠自動或是手動的避免不佳的路況狀態，例如該路況狀態是指在車輛行駛至對應目的地的過程中在採取的行駛路線上發生的擁堵、限行、限流、事故等突發狀況。
該行車避堵系統10包含路線規劃指示模塊12、操控模塊14、實時路況監控模塊16、行車模塊18、定位單元20與處理單元22。
該路線規劃指示模塊12用來指示(或稱顯示)例如路線簡圖、電子地圖、能耗信息、路線距離、行車時間、路線距離、行車成本(油費、電費、過路費)等行車信息，讓駕駛員可以透過該路線規劃指示模塊12獲得上述行車信息，例如該路線規劃指示模塊12可以包括抬頭顯示器、多媒體顯示器、車用儀表顯示器、聲音指示器、燈光指示器。
該操控模塊14能夠輸出操控指令OC。其中，該操控指令OC能夠讓駕駛員操作該行車避堵系統10。該操控模塊14可以是按鍵操控單元、觸控操控單元、聲音操控單元、肢體控制單元。舉例而言，當該操控模塊14是聲音操控單元時，該駕駛員可以透過該聲音操控單元廣播的音頻信息聽取該行車信息，以及該聲音操控單元可以接收該駕駛員所下達的聲音信息以產生該操控指令OC，讓該駕駛員可以專心地進行駕駛而不分心，可有效地提高駕駛安全。
該實時路況監控模塊16包含接收單元162與分析單元164。所述接收單元162接收路況信息RM，以及該分析單元164用於對接收的所述路況信息RM進行分析和處理。其中，該路況信息RM是產生自網際網路、射頻通道、全球定位系統、電信通道，以及所述路況信息RM為前方線路車流量、天氣狀態、施工通知、事故警告、分流通知、限流通知。
該行車模塊18包含動力單元182與電子單元184。其中，該動力單元182可為電池管理單元、電機控制單元、發動機控制單元與變速器控制單元等，以及電子單元184可為空調控制單元、燈源控制單元與多媒體控制單元的至少其中之一。該行車模塊18可根據動力單元182與電子單元184中各控制單元反饋的信息產生一反應當前車輛運行及能源消耗狀況的整車信息，並將所述整車信息反饋給處理單元22。該行車模塊18還可根據動力單元182與電子單元184中各控制單元的執行情況產生車輛當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃。
該定位單元20能夠產生該車輛的位置信息PM。其中，該定位單元20可為全球地位系統、北鬥導航系統。
該處理單元22信號連接該路線規劃指示模塊12、該操控模塊14、該實時路況監控模塊16、該行車模塊18與該定位單元20。在本實施例中，該處理單元22包括整車控制單元，該整車控制單元分析該路況信息RM、該位置信息PM、該目的信息OM，以在進行整體的評估之後，在電子地圖上規劃出至少一路線規劃選項RPI，並輸出到該線規劃指示模塊12。該路線規劃選項RPI包括實時路況監控模塊16提供的規劃路線以及與所述規劃路線相關的行車時間、擁堵信息、行車距離、以及行車成本等信息。該駕駛員可以選擇該路線規劃選項RPI中提供的規劃路線，以決定前往該目的信息OM所指定的目的地所採用的行駛路線。該處理單元22還在選擇好規劃路線後根據所述路況信息RM、所述位置信息PM、所述整車信息與所述目的信息OM判定當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃是否足夠使車輛走完選定的規劃路線。若處理單元22判定當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃不足以使車輛走完選定的規劃路線，所述行車模塊18執行一能源調整程序，由動力單元182和電子單元184根據所述能源調整程序更新動力配置計劃和電力配置計劃，以保證執行該更新的動力配置計劃和電力配置計劃可使車輛走完選定的規劃路線。舉例而言，該動力配置計劃可以藉由調整車速、電池消耗率、汽油消耗率、變速器擋位等執行節能模式或一般模式；以及該電力配置計劃可以藉由開啟/關閉空調、燈源、多媒體主機等執行節能模式或一般模式。
請參閱圖2，是本發明第二實施例的行車避堵系統的方塊示意圖。在圖2，該行車避堵系統10』同樣能夠應用於車輛設定目的信息OM後進行行車路線優化作業。
該行車避堵系統10』與第一實施例相同，其也包含第一實施例的該路線規劃指示模塊12、該操控模塊14、該實時路況監控模塊16、該行車模塊18、該定位單元20與該處理單元22，不同之處在於，該處理單元22除包含整車控制單元之外更包含遠程監控單元24，該遠程監控單元24可設置在外部的控制中心。
該遠程監控單元24藉由符合無線通訊協議的通訊方式與實時路況監控模塊16和整車控制單元通信，以接收所述實時路線監控模塊16傳送的路況信息，並結合電子地圖，產生至少一規劃線路，並通過實時路況監控模塊16將該規劃線路傳給整車控制單元。該遠程監控單元24還可以根據該路況信息RM、該位置信息PM、該目的信息OM、以及該整車信息判定當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃是否足夠使車輛走完選定的規劃路線，並在判定當前執行的動力配置計劃和電力配置計劃不足以使車輛走完選定的規劃路線，通過整車控制單元發送信息至行車模塊18，由行車模塊18執行能源調整程序。
請參閱圖3，是本發明第三實施例的行車避堵方法的流程示意圖。在圖3，該行車避堵方法的步驟起始在步驟S31，根據路況信息，以自動或手動的方式決定是否執行行車避堵方案，若決定執行行車避堵方案，執行步驟S32。在該步驟中，該路況信息是來自例如交警微博、交警路況官網、實時新聞等網際網路信息、收音機信息。在自動模式中，當前方產生例如大流量、事故、惡劣天氣、施工等該路況信息時，可透過與一個設定閥值的比對，決定是否自動或手動啟動行車避堵方案。前述中，該閥值相關於路況的車速、擁堵指數等。因此，當前方擁堵指數大於或等於設定閥值，或者前方車速小於或等於對應的設定閾值時，執行行車避堵的各步驟。在手動模式中，因駕駛員目視發現前方擁堵可手動地提出執行行車避堵方案的請求。
步驟S32，發出路線更新請求，並根據路線更新請求確認前方路況監控信息。由於在前述步驟的執行過程中，取得的該實時路況監控信息有可能存在時間差，導致無法獲得及時的信息，故在本步驟中，需要再次向實時路況監控模塊和/或遠程監控單元確認該實時路況監控信息，以確定當前為最新或最即時的該路況信息。當該實時路況監控信息顯示當前路況確實為一擁堵狀態，執行步驟S34。當該實時路況監控信息顯示當前路況為非擁堵狀態，則執行步驟S33。
步驟S33，向駕駛員發出確認信號，請求確認是否進行路線更新，若確認更新則進入步驟S34，若不更新則結束此次流程。向駕駛員發出確認信號時可以通過語音、抬頭顯示反饋給該駕駛員，例如可透過聲控的操控模塊提示例如「未發現路況異常，是否確認更新？」等信息，在抬頭顯示器上顯示「確認更新？」等信息。當該駕駛員收到此類信息後，可以通過聲控或按鍵進行回復確認，若確認則執行步驟S34。在另一實施例中，該系統可同時通過聲控等方式請求駕駛員提供特殊的需求，例如中途點、避開點等。
步驟S34，根據該實時路況監控信息，規劃替代路線。當該替代路線存在時，執行步驟S35，以及當該替代路線不存在時，執行步驟S37。
步驟S35，提供至少一路線規劃選項。其中，該路線規劃選項包含規劃路線以及與該規劃路線相關的行車時間、擁堵狀況、行車距離、行車成本等，系統通過路線規劃指示模塊對該路線規劃選項進行播報或顯示，讓駕駛員可以從一個或是多個替代路線中進行選擇。在本實施例中，路線規劃選項中提供的規劃路線可依照例如距離最短、時間最快、成本最低等評估條件進行篩選。於此，舉成本最低為例說明，採用成本的評估包括外在成本評估與內在成本評估。其中，該外在成本是藉由網際網路的連接，搜集與規劃路線相關的收費信息而產生；以及，該內在成本是該車輛本身的能耗成本，而該能耗成本可透過整車信息與實時路況監控信息評估得到一能耗值，並根據基於該網際網路獲取最新的油費、電費等信息，以計算出該車輛在該規劃路線上的使用成本。最後，根據外在成本、內在成本或兩者的成本估算出最後通行成本。藉由該評估條件可篩選出潛在的路線，並且透過路線規劃指示模塊提供給該駕駛員。
步驟S36，根據選擇執行路線規劃選項中的一種規劃路線。若根據選擇的結果，車輛執行的路線發生變更,進入步驟S37，若車輛執行的路線不發生變更，則維持原有的路線和行車方案。
步驟S37，提取一車輛的整車信息，演算該整車信息與當前執行的規劃路線，判斷整車剩餘能源是否足以執行選定的規劃路線。在本步驟中，該整車信息包括車輛運行情況和車輛能源使用情況，車輛能源使用情況包括車輛的能耗情況與整車剩餘能源請況(例如整車剩餘電量、或者整車剩餘油量)等。當整車剩餘能源足夠使車輛執行完成該規劃路線，則按照當前行車狀態執行該規劃路線。當整車剩餘能源不足以使車輛執行完成該規劃路線，執行步驟S38。
步驟S38，向駕駛員發出提醒，請求執行能源調整程序。當駕駛員確認執行該能源調整程序,進入步驟S39。當不執行該能源調整程序，則維持該車輛的運行模式。於另一實施例中，若該駕駛員在一定時間內並未主動選擇執行該能源調整程序，則可以選擇維持不執行該能源調整程序或自動地執行該能源調整程序。
步驟S39，執行該能源調整程序，以調整該車輛的能源損耗率。舉例而言，在不同新能源車型提供不同的節能等級，具體節能等級定義可以參照圖4。根據本發明的行車避堵方法可藉由將計算出的路況速度值V2(在路況實際速度線S2上)與最優能耗速度目標值V1(在最優能耗速度目標線S1上)進行比值，若V2＞V1，則將最優能耗速度值V3設定為V1；反之，若V2＜V1,將最優能耗速度值V3設定為V2，進而可以計算出一個最優能耗速度線S3。在另一實施例中，當該駕駛員猛踩加速踏板並超過一閥值，但踩的時間小於預設的閥值時，允許加速度超過最優能耗加速度值V3，可以滿足該駕駛員超車需求。上述的三條速度線S1、S2、S3，其中最優能耗速度目標線S1為一直線，其上的速度值為固定值、路況實際速度線S2會隨著路況及時間而動態變化，避堵系統會根據實際路況變化情況與前一周期的路況實際速度線S2進行比較。在另一實施例中，若最新時間周期與上一周期的路況實際速度線S2相比的變化率超過一數值，則對路況實際速度線S2進行更新，否則不做更新。另外，最優能耗速度線S3可根據路況實際速度線S2變化情況而做調整，閥值根據最優能耗速度線S3最大的速度值做相應調整，例如若在最優能耗速度線S3中最大加速度需求增加，則由第一閥值更改至第二閥值。
在另外一實施例中，在步驟S39之後更包含取消步驟，根據取消指令或判斷所述車輛的駕駛行為，結束所述能源調整程序。若駕駛員需要恢復正常行駛時，可通過聲音或開關按鍵的方式輸入該取消指令。該車輛的駕駛行為可以例如若駕駛員急速踩下加速踏板並超過系統設置的閥值，並超過系統設置的時間閥值，即車輛可以在超過一定時間內以較高的速度行駛時，結束能源調整程序。
在另外一實施例中，在步驟S39之後更包含另一取消步驟，根據所述實時路況監控信息，結束所述能源調整程序、或改變節能等級繼續執行所述能源調整程序。若根據實時路況監控信息，發現前方路況改善，並通過與行車模塊的交互，發現正常行駛能耗可以滿足需求，或者調整節能等級後可以滿足要求，此時系統可以將此信息通過路線規劃指示模塊傳遞給駕駛員。若駕駛員在一定時間內確認結束能源調整程序或改變節能等級，則根據駕駛員的指示結束能源調整程序或改變節能等級，否則將繼續保持當前能耗方式行駛。若駕駛員在一定時間內並未響應路線規劃指示模塊的提示信息，則系統再次提醒，若繼續不響應，則保持當前能耗方式行駛。
綜上所述，本發明的行車避堵系統和方法，通過響應不佳的路況，為駕駛員規劃替代路線，並根據整車情況確認當前車輛剩餘的能源是否可以在當前能耗下依據新的路線到達目的地，並在當前剩餘能源不足的情況下調整能源損耗率，節省能源，從而達到規避不良路況並保證車輛能夠成功達到目的地的目的。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。