一种新能源汽车用智能路线规划系统的制作方法

本发明涉及新能源汽车相关领域，具体涉及一种新能源汽车用智能路线规划系统。

背景技术：

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。通常采用的是天然气或是氢气以及电池组作为能源，但现在的发展情况是充电桩和加气站的数量及分布相较于普通加油站还有很大差距，充能不方便，因此在新能源汽车行驶时，路线的规划就十分重要，且绕远路和堵车时汽车的低速运行，都是对能源的浪费能够让新能源汽车尽可能少绕远路，避免堵车，都是节省能源的重要方法，在车辆的行驶过程中，红绿灯的数量和密度也是不容忽视的问题，红绿灯数量过多，也会导致等红灯的时间过长，也更容易堵车，在出行前规划好出行路线，同时尽量避免遇上出行高峰，是避免堵车的关键，能省下大量时间和能源。因此急需一种适配新能源汽车的智能路线规划系统。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种新能源汽车用智能路线规划系统，通过车辆存储并上传相关数据，来判断实时的路况信息，进而计算出最优的路线，同时通过上传历史记录能够为预测出行高峰提供大数据支持，进而能够给出两小时内的建议出行时间。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种新能源汽车用智能路线规划系统，包括车辆数据采集模块、数据处理模块、指令采集模块、显示模块、数据存储模块、服务器。

其中所述数据处理模块通过数据线缆分别与车辆数据采集模块、指令采集模块和数据存储模块连接，所述数据处理模块包括有行驶记录单元、实时路线调整单元、预设路线处理单元。

其中数据存储模块内存储有隐私数据、共享数据和下载数据；

所述指令采集模块用于采集用户发出的指令，并将采集的数据传输至所述数据处理模块，且指令采集模块为mic。

所述车辆数据采集模块用于车辆信息的采集，将采集的数据传输至所述数据处理模块，通过电量检测装置采集剩余电量信息，通过转速传感器采集实时的转速信息，经过数据处理模块处理后得到实时速度信息，通过定位装置采集实时的位置信息，通过气罐剩余气量检测装置采集当前剩余气量信息。

所述服务器用于发送和接受车辆的共享数据，所述服务器与数据处理模块通信连接，所述服务器中存储有地图信息、行程信息、实时速度信息、实时位置信息和id信息，其中地图信息包括红绿灯的位置数据、道路数据、建筑物数据、充电桩的位置信息、加气站的位置信息，行程信息包括行驶路径数据、时长数据、平均速度数据、记录点数据。

所述数据存储模块将隐私数据、共享数据和下载数据进行分区存储，通过数据处理模块对数据进行调用并将共享数据上传至服务器，且根据指令采集模块采集到的指令下载服务器中其他用户的数据，其中实时的位置信息与实时速度信息以及本车的行程信息作为共享数据，地图信息、其他车辆的实时速度信息、实时位置信息和行程信息作为下载数据，其余的数据为隐私数据。

所述数据处理模块用于分析和整理所有数据，其中所述行驶记录单元用于接收车辆数据采集模块采集的所有信息和指令采集模块采集的指令，在结束行程后，经过处理，形成含有车辆的id信息、行驶路径数据、时长数据、平均速度数据、记录点数据的记录文件，并随后将记录文件传输至数据存储模块作为共享数据进行存储。

所述预设路线处理单元用于接收车辆数据采集模块和指令采集模块的数据，进行相关处理后，得到最优路线，所述最优路线的获取步骤如下：

步骤一：在指令采集模块采集的指令和定位装置采集的实时的位置信息之中选择其一作为出发点，并通过指令采集模块的指令确定目的地，并根据行程的长度l从短至长给出三条备选路径a、b和c；

步骤二：通过调用数据存储模块中的地图信息，获取三条备选路径上的红绿灯的位置及数量c0、充电桩和加气站的位置。

步骤三：通过调用服务器中位于这三条备选路径上的其他车辆的实时速度信息和实时位置信息，筛选出位于这三条备选路径上的其他车辆的数量、位置和实时速度，确定备选路径上实时速度小于5km/h的其他车辆的数量c1，确定路径上实时速度在5-10km/h内的其他车辆的数量c2，再确定备选路径上实时速度位于10-20km/h内的其他车辆的数量c3；

步骤四：根据公式算出三个备选路径的拥堵值m，得到ma、mb和mc。

步骤五：比较ma、mb和mc的大小，选出最小的m值，并将此备选路径作为最优路线，并将充电桩和加气站的位置标注在最优路线上，将在该备选路径上实时速度小于5km/h的其他车辆以红色的点标注在最优路线上，实时速度在5-10km/h内的其他车辆以橙色的点标注在最优路线上，实时速度在10-20km/h的其他车辆以黄色的点标注在最优路线上，随后将最优路线输出至显示模块。

所述实时路线调整单元通过定位装置判断车辆是否偏离最优路线，并在偏离最优路线大于500m后再次启动预设路线处理单元来规划最优路线。

进一步的，所述显示模块用于显示车辆的实时状态，通过显示屏显示出实时的位置信息和地图信息以及最优路线，供驾驶员参考。

进一步的，所述服务器对每辆在线的车辆均分配有唯一的id码，作为id信息，用于识别车辆，在数据处理模块将数据存储模块中的记录文件上传至服务器时，记录文件包含有id码，且数据处理模块从服务器下载记录文件时，经服务器处理，记录文件不包含id码。

进一步的，所述实时路线调整单元调用地图信息、实时的位置信息、剩余电量信息和剩余气量信息，且在剩余电量或剩余气量信息小于30％时，在显示模块上将车辆实时位置的5km范围内充电桩和加气站的位置做绿色高亮标注。

进一步的，所述数据处理模块每隔五分钟从服务器下载并刷新一次其他车辆的实时速度信息和实时位置信息，且数据处理模块每隔五分钟记录一次车辆的实时位置信息、实时速度信息和包含日期和时刻的时间信息，作为一个记录点数据保存。

进一步的，所述数据处理模块在收到用户发出的指令后，会给出建议的出行时间，且具体的处理步骤为：

步骤1：根据用户发出的指令确定出发的日期，并确定数据采集范围，从服务器下载过往90天内行驶路径数据中包含最优路线的记录文件，并将记录文件分类为工作日和节假日，根据日期筛选出对应的记录文件；

步骤2：调用记录文件中的平均速度数据、记录点数据，根据出发的时刻进一步筛选出在对应出发时间后两小时内的记录文件，作为参考数据；

步骤3：将参考数据中以每15分钟的分为一个时间段，将两小时共分为16时间段，将每个时间段内的平均速度数据相加后除以每个时间段内的文件个数，得到组分速度，比较各组分速度的大小后，取组分速度最大的时间段输出至显示模块，作为建议的出行时间。

本发明的有益效果：

(1)通过数据处理模块记录并上传行驶路径数据，为未来出行的车辆提供大数据支持，使得在出行前，数据处理模块可以根据指令，从服务器中下载相应的共享数据，通过计算和分析得出两小时内建议的出行的时间，可避免遇上出行高峰，且参考数据包含季节，路线，时间点、节假日等参数，具有较高的参考价值。

(2)通过大量车辆共享的实时速度和车辆的数量，来确定拥堵的路段和拥堵的等级，并分为三个等级，并通过不同的颜色进行呈现在显示模块上，可使驾驶员清晰明了的看见拥堵情况，同时采用车辆拥堵系数和固定拥堵系数来确定拥堵值，并选取拥堵值最小的线路为最优路线。

(3)通过实时路线调整单元，在偏离最优路线后，会再次启动预设路线处理单元，重新确定最优路线，且可根据每五分钟更新一次的其他车辆的实时速度信息和实时位置信息来自行调节路线，能源不足时，会显示附近的充能点，以便保证能源充足。

(4)下载的他人数据均不包含隐私信息，且本地的隐私数据与共享数据分开存储，安全性和私密性高，不会出现个人信息。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的车辆终端的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本实施例提供了一种新能源汽车用智能路线规划系统，包括车辆数据采集模块、数据处理模块、指令采集模块、显示模块、数据存储模块、服务器。

其中数据处理模块通过数据线缆分别与车辆数据采集模块、指令采集模块和数据存储模块连接，数据处理模块包括有行驶记录单元、实时路线调整单元、预设路线处理单元。

其中数据存储模块内存储有隐私数据、共享数据和下载数据。

显示模块用于显示车辆的实时状态，通过显示屏显示出实时的位置信息和地图信息以及最优路线，供驾驶员参考。

指令采集模块用于采集用户发出的指令，并将采集的数据传输至数据处理模块，且指令采集模块为mic，指令采集模块内置有语音识别软件并连接有键盘，多种输入方式，方便用户的使用。

车辆数据采集模块用于车辆信息的采集，将采集的数据传输至数据处理模块，通过电量检测装置采集剩余电量信息，通过转速传感器采集实时的转速信息，经过数据处理模块根据(线速度)v＝(转速)w×2π×(车轮半径)r可到实时速度信息，通过定位装置采集实时的位置信息，通过气罐剩余气量检测装置采集当前剩余气量信息。

服务器用于发送和接受车辆的共享数据，服务器与数据处理模块通信连接，服务器中存储有地图信息、行程信息、实时速度信息、实时位置信息和id信息，其中地图信息包括红绿灯的位置数据、道路数据、建筑物数据、充电桩的位置信息、加气站的位置信息，由服务器自行提供数据；服务器对每辆在线的车辆均分配有唯一的id码，作为id信息，用于识别车辆，且实时速度信息、实时位置信息、行程信息内均含有id信息，服务器可按id码进行分类，行程信息包括行驶路径数据、时长数据、平均速度数据、记录点数据，由每个id码对应的车辆的数据处理模块提供。在数据处理模块将数据存储模块中的记录文件上传至服务器时，记录文件包含有id码，且数据处理模块从服务器下载记录文件时，经服务器处理，记录文件不包含id码，便于保护隐私，能够只保留数据，不公开身份。

数据存储模块将隐私数据、共享数据和下载数据进行分区存储，通过数据处理模块对数据进行调用并将共享数据上传至服务器，且根据指令采集模块采集到的指令下载服务器中其他用户的数据，其中实时的位置信息与实时速度信息以及本车的行程信息作为共享数据，地图信息、其他车辆的实时速度信息、实时位置信息和行程信息作为下载数据，其余的数据为隐私数据，采用数据分区存储，相比存储在同一分区内，可降低各区数据损坏的风险，同时将隐私数据，共享数据和下载数据分离，也可有效保护隐私信息。

数据处理模块用于分析和整理所有数据，其中行驶记录单元用于接收车辆数据采集模块采集的所有信息和指令采集模块采集的指令，在结束行程后，经过处理，形成含有车辆的id信息、行驶路径数据、时长数据、平均速度数据、记录点数据的记录文件，并随后将记录文件传输至数据存储模块作为共享数据进行存储。数据处理模块每隔五分钟从服务器下载并刷新一次其他车辆的实时速度信息和实时位置信息，用于实时监控拥堵情况，且数据处理模块每隔五分钟记录一次车辆的实时位置信息、实时速度信息和包含日期和时刻的时间信息，作为一个记录点数据保存，并上传至服务器的数据，作为共享的实时数据使用。

实时路线调整单元通过定位装置判断车辆是否偏离最优路线，并在偏离最优路线大于500m后再次启动预设路线处理单元来规划最优路线。实时路线调整单元调用地图信息、实时的位置信息、剩余电量信息和剩余气量信息，且在剩余电量或剩余气量信息小于30％时，在显示模块上将车辆实时位置的5km范围内充电桩和加气站的位置做绿色高亮标注。

预设路线处理单元用于接收车辆数据采集模块和指令采集模块的数据，进行相关处理后，得到最优路线，最优路线的获取步骤如下：

步骤一：在指令采集模块采集的指令和定位装置采集的实时的位置信息之中选择其一作为出发点，并通过指令采集模块的指令确定目的地，并根据行程的长度l从短至长给出三条备选路径a、b和c，且l的单位为km；

步骤二：通过调用数据存储模块中的地图信息，获取三条备选路径上的红绿灯的位置及数量c0、充电桩和加气站的位置。

步骤三：通过调用服务器中位于这三条备选路径上的其他车辆的实时速度信息和实时位置信息，筛选出位于这三条备选路径上的其他车辆的数量、位置和实时速度，确定备选路径上实时速度小于5km/h的其他车辆的数量c1，作为重度堵车的车辆数量，确定路径上实时速度在5-10km/h内的其他车辆的数量c2，作为中度堵车的车辆数量，再确定备选路径上实时速度位于10-20km/h内的其他车辆的数量c3，作为轻度堵车的车辆数量；

步骤四：根据公式算出三个备选路径的拥堵值m，得到ma、mb和mc。其中，为车辆拥堵系数，作为拥堵的主要因素，用于判断拥堵车辆的占比，数值越高，拥堵程度越高，为固定拥堵系数，作为拥堵的次要因素，用于判断红绿灯数量对行程时长的影响，数值越高，耗时越长，如路线a中c1＝50，c2＝30，c3＝20，c0＝10，l＝10，则ma＝2.82；路线b中c1＝50，c2＝30，c3＝20，c0＝6，l＝12，则mb＝2.67；路线c中c1＝40，c2＝80，c3＝80，c0＝10，l＝10，则mc＝2.9。

步骤五：比较ma、mb和mc的大小，选出最小的m值为mb＝2.67，并将b路径作为最优路线，并将充电桩和加气站的位置标注在最优路线上，将在该备选路径上实时速度小于5km/h的其他车辆以红色的点标注在最优路线上，在重度拥堵的路段，前进十分缓慢，因此在多少上传实时数据后，得到的实时速度会很小，且重度拥堵的路段以红色的点聚集形成的条带样呈现在显示模块上，实时速度在5-10km/h内的其他车辆以橙色的点标注在最优路线上，同理，中度拥堵的路段以橙色的点聚集形成的条带样呈现在显示模块上，实时速度在10-20km/h的其他车辆以黄色的点标注在最优路线上，随后将最优路线输出至显示模块。轻度拥堵的路段以黄色的点聚集形成的条带样呈现在显示模块上，可以让驾驶人员轻松的在显示模块上看清判别拥堵的路段，方便实时更新后，自行改变路线。

数据处理模块在收到用户发出的指令后，经数据处理，会给出建议的出行时间，用于避开出行高峰，且具体的处理步骤为：

步骤1：根据用户发出的指令确定出发的日期，并确定数据采集范围，从服务器下载过往90天内行驶路径数据中包含最优路线的记录文件，因为季节也是影响出行高峰的重要因素，90天的数据可以涵盖一季度的数据，且数据量大，可以保证数据的准确性，并将记录文件分类为工作日和节假日，根据日期筛选出对应的记录文件，如出发日为工作日，则只筛选出工作日内的数据，若为节假日，则只筛选出节假日内的数据。

步骤2：调用记录文件中的平均速度数据、记录点数据，根据出发的时刻进一步筛选出在对应出发时间后两小时内的记录文件，作为参考数据，对数据进一步筛选，筛选出两小时内的数据，如8：00时启动路线规划系统，则会进一步筛选出8：00-10：00内的记录文件。

步骤3：将参考数据中以每15分钟的分为一个时间段，将两小时共分为16时间段，按8：00-8：15、8：15-8：30、8：30-8：45……,将8：00-10：00内的记录文件依次分为16个时间段，将每个时间段内的平均速度数据相加后除以每个时间段内的文件个数，得到组分速度，比较各组分速度的大小后，取组分速度最大的时间段输出至显示模块，作为建议的出行时间。

通过数据处理模块记录并上传行驶路径数据，为未来出行的车辆提供大数据支持，使得在出行前，数据处理模块可以根据指令，从服务器中下载相应的共享数据，通过计算和分析得出两小时内建议的出行的时间，可避免遇上出行高峰，且参考数据包含季节，路线，时间点、节假日等参数，具有较高的参考价值。通过大量车辆共享的实时速度和车辆的数量，来确定拥堵的路段和拥堵的等级，并分为三个等级，并通过不同的颜色进行呈现在显示模块上，可使驾驶员清晰明了的看见拥堵情况，同时采用车辆拥堵系数和固定拥堵系数来确定拥堵值，并选取拥堵值最小的线路为最优路线。通过实时路线调整单元，在偏离最优路线后，会再次启动预设路线处理单元，重新确定最优路线，且可根据每五分钟更新一次的其他车辆的实时速度信息和实时位置信息来自行调节路线，能源不足时，会显示附近的充能点，以便保证能源充足。下载的他人数据均不包含隐私信息，且本地的隐私数据与共享数据分开存储，安全性和私密性高，不会出现个人信息。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。