專利名稱:用于有效地操作車輛的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
示意性實(shí)施例總體涉及用于車輛到云到車輛控制系統(tǒng)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù):
新生的車輛控制系統(tǒng)(車輛到車輛(V2V)和車輛到基礎(chǔ)設(shè)施(V2I))是車輛和路側(cè)單元作為交換信息(諸如安全警告和交通信息)的通信節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。車輛通信系統(tǒng)的一個(gè)主要目的在于支持主動(dòng)安全性車輛特性通過利用與周圍車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施站的信息交換來避免事故和交通阻塞。該通信系統(tǒng)可以是具有IOOOm短距離的通信,并且在帶寬為75MHz的5. 9GHz頻帶工作。該通信系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)為主要執(zhí)行與事故避免相關(guān)的任務(wù)。該通信系統(tǒng)具有改善燃料節(jié)省的潛力,例如,由于預(yù)期的交通移動(dòng)向駕駛員建議更平滑的駕駛,以避免交通阻塞、選擇路線的最佳選項(xiàng)等。該系統(tǒng)影響其他車輛屬性(燃料節(jié)省、駕駛性能、舒適度、可靠性)·的潛力非常有限,這是由于以下兩個(gè)主要原因車輛之間交換的參數(shù)的數(shù)量以及定義數(shù)據(jù)有效性的短時(shí)間平臺(tái)(horizon)(由IOOOm范圍確定)。由于與遠(yuǎn)程服務(wù)器上可用的超計(jì)算資源相比,車輛計(jì)算系統(tǒng)具有相對(duì)低的處理能力,因此“在場”(例如,在車輛內(nèi))的車輛系統(tǒng)的高級(jí)數(shù)據(jù)處理和微調(diào)改進(jìn)的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)是困難的。即使與系統(tǒng)控制的改進(jìn)相關(guān)的大量線上數(shù)據(jù)可用,但是使用當(dāng)前車輛計(jì)算系統(tǒng)作為中央處理能力來在實(shí)時(shí)環(huán)境中傳輸、訪問和處理該數(shù)據(jù)從而使駕駛員使用該數(shù)據(jù)可能會(huì)是困難的。
發(fā)明內(nèi)容
在第一示意性實(shí)施例中,一種用于有效地操作車輛的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法包括將車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程系統(tǒng)。所述方法還包括接收至少部分基于車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)的優(yōu)化策略,以針對(duì)即將到來的道路區(qū)段優(yōu)化至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外,所述方法包括基于即將到來的道路區(qū)段上的優(yōu)化策略控制至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在第二示意性實(shí)施例中,一種用于優(yōu)化車輛行駛的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法包括從車輛計(jì)算系統(tǒng)接收包括關(guān)于路線的數(shù)據(jù)和車輛配置數(shù)據(jù)的車輛資料。所述方法還包括針對(duì)即將到來的道路區(qū)段集合至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化策略,所述策略至少部分基于關(guān)于路線的數(shù)據(jù)和車輛配置數(shù)據(jù)。此外,所述方法包括將優(yōu)化策略傳送到車輛以執(zhí)行。在第三示意性實(shí)施例中,一種用于傳送優(yōu)化指令的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法包括將車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程系統(tǒng)。所述方法還包括接收優(yōu)化策略,所述優(yōu)化策略用于針對(duì)即將到來的道路區(qū)段優(yōu)化至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所述方法還包括至少部分基于所述優(yōu)化策略產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可操作的車輛系統(tǒng)級(jí)命令,并改變應(yīng)用于所述優(yōu)化策略的實(shí)時(shí)駕駛條件。在另一示意性實(shí)施例中,一種用于配置車輛以進(jìn)行有效操作的方法包括將車輛配置信息和關(guān)于路線的信息發(fā)送至遠(yuǎn)程設(shè)備。所述方法還包括從遠(yuǎn)程設(shè)備接收用于針對(duì)即將到來的道路區(qū)段改變至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化策略,所述策略至少部分基于關(guān)于路線的信息和車輛配置信息。在另一示意性實(shí)施例中,一種用于遠(yuǎn)程優(yōu)化車輛行駛的方法包括從行駛中的車輛接收車輛配置和行駛的路線。所述方法還包括針對(duì)即將到來的道路的區(qū)段將用于多個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的至少一個(gè)的優(yōu)化策略傳送到車輛,所述策略至少部分基于行駛的路線和車輛配置。在另一示意性實(shí)施例中,一種用于有效操作車輛的方法包括針對(duì)即將到來的道路的區(qū)段,根據(jù)從遠(yuǎn)程設(shè)備接收到的優(yōu)化策略改變至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng),所述策略至少部分基于行駛的路線和車輛配置。
圖I示出車輛計(jì)算系統(tǒng)的示意性示例;
圖2A示出用于懸架控制的基于云的處理的示意性示例;圖2B示出用于懸架控制的基于車輛的處理的示意性示例;圖3A示出用于事故避免的基于車輛的處理的示意性示例;圖3B示出用于事故避免的基于云的處理的示意性示例;圖4A示出用于駕駛員監(jiān)視的基于車輛的處理的示意性示例;圖4B示出用于駕駛員監(jiān)視的基于云的處理的示意性示例;圖5示出用于道路繪圖的處理的示意性示例;圖6示出用于速度繪圖的處理的示意性示例。
具體實(shí)施例方式根據(jù)需要,本說明書中公開了本發(fā)明具體的實(shí)施例;但是,應(yīng)理解公開的實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例,其可以多種替代形式實(shí)施。附圖無需按比例繪制;可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所以,此處所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能資料不應(yīng)解釋為限制,而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式實(shí)施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。圖I示出用于車輛31的基于車輛的計(jì)算系統(tǒng)(VCS) I的示例框式拓?fù)鋱D。這樣的基于車輛的計(jì)算系統(tǒng)I的示例是由福特汽車公司制造的SYNC系統(tǒng)。設(shè)有基于車輛的計(jì)算系統(tǒng)的車輛可包括位于車輛里的可視前端界面4。如果可視前端界面設(shè)有例如觸摸屏,則用戶還能夠和所述界面交互。在另一示意性實(shí)施例中,可通過按壓按鈕、可聽語言和語音合成進(jìn)行交互。在圖I所示的示意性實(shí)施例I中,處理器3至少控制基于車輛的計(jì)算系統(tǒng)的操作的一部分。設(shè)于車內(nèi)的處理器允許車載地處理指令和程序。此外,所述處理器連接到非持久存儲(chǔ)器5和持久存儲(chǔ)器7兩者。在這個(gè)示意性實(shí)施例中,所述非持久儲(chǔ)存器是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)并且所述持久存儲(chǔ)器是硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)或閃存。所述處理器還設(shè)有允許用戶和所述處理器交互的許多不同的輸入。在該示意性實(shí)施例中,提供了話筒29、輔助輸入25 (用于輸入33)、USB輸入23、GPS輸入24和藍(lán)牙輸入15中的全部。還提供了輸入選擇器51,以允許用戶在各種輸入之間切換。到話筒和輔助連接器兩者的輸入在傳給處理器之前通過轉(zhuǎn)換器27從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。雖然未示出,但是與VCS通信的多個(gè)車輛部件和輔助部件可使用車輛網(wǎng)絡(luò)(例如,但不限于CAN總線)向VCS (或者它的部件)傳輸數(shù)據(jù)或從VCS (或者它的部件)傳輸數(shù)據(jù)。到系統(tǒng)的輸出可包括但不限于,視覺顯示器4和揚(yáng)聲器13或立體聲系統(tǒng)輸出。揚(yáng)聲器連接到放大器11并且通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器9從處理器3接收其信號(hào)。還可沿分別如19、21處所示的雙向數(shù)據(jù)流向遠(yuǎn)程藍(lán)牙裝置(例如PND54)或USB裝置(例如車輛導(dǎo)航裝置60)進(jìn)行輸出。在一個(gè)示意性實(shí)施例中,系統(tǒng)I使用藍(lán)牙 收發(fā)器15和用戶的漫游裝置53 (例如蜂窩電話、智能手機(jī)、PDA或具有無線遠(yuǎn)程連接的任何其它裝置)通信17。漫游裝置隨后可用于通過與例如蜂窩塔57的通信55來與車輛31外部的網(wǎng)絡(luò)61通信59。在一些實(shí)施例中,塔57可為WiFi接入點(diǎn)。在漫游裝置和藍(lán)牙收發(fā)器之間的示例性通信可通過信號(hào)14表示??赏ㄟ^按鈕52或相似的輸入指示漫游裝置53和藍(lán)牙收發(fā)器15的配對(duì)52。因此,指示CPU車載藍(lán)牙收發(fā)器將與漫游裝置里的藍(lán)牙收發(fā)器配對(duì)??衫美缗c漫游裝置53關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)計(jì)劃(data-plan)、聲載數(shù)據(jù)或雙音多頻(DTMF)音調(diào)在CPU3和網(wǎng)絡(luò)61之間傳送數(shù)據(jù)??蛇x擇地,可希望包括具有天線18的車載調(diào)制解調(diào)器63以在CPU3和網(wǎng)絡(luò)61之間通過聲音頻帶傳送16數(shù)據(jù)。漫游裝置53隨后可用于通過和例如蜂窩塔57的通信55來和車輛31外部的網(wǎng)絡(luò)61通信59。在一些實(shí)施例中,調(diào)制解調(diào)器63可建立和塔57的通信20用于和網(wǎng)絡(luò)61通信。作為非限制性示例,調(diào)制解調(diào)器63可以是USB蜂窩式調(diào)制解調(diào)器并且通信20可以是蜂窩無線通信。在一個(gè)示意性實(shí)施例中,處理器設(shè)有包括與調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用軟件通信的API的操作系統(tǒng)。調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用軟件可訪問藍(lán)牙收發(fā)器上的嵌入式模塊或固件以完成和遠(yuǎn)程藍(lán)牙收發(fā)器(例如設(shè)在漫游裝置中的)的無線通信。藍(lán)牙是IEEE 802PAN(個(gè)人局域網(wǎng))協(xié)議的子集。IEEE 802LAN(局域網(wǎng))協(xié)議包括WiFi并且與IEEE 802PAN有相當(dāng)多的交叉功能。兩者都適用于車輛內(nèi)的無線通信。在此范圍中可使用的另一個(gè)通信方法是自由空間光通信(例如紅外數(shù)據(jù)組織(IrDA))和非標(biāo)準(zhǔn)的消費(fèi)者IR(紅外)協(xié)議。在另一實(shí)施例中,漫游裝置53包括用于聲音頻帶或?qū)拵?shù)據(jù)通信的調(diào)制解調(diào)器。在聲載數(shù)據(jù)的實(shí)施例中,當(dāng)漫游裝置的所有者可在數(shù)據(jù)正被傳輸時(shí)通過所述裝置通話時(shí),可執(zhí)行已知的頻分復(fù)用技術(shù)。在其它時(shí)間,當(dāng)所有者沒有使用所述裝置時(shí),數(shù)據(jù)傳輸可使用整個(gè)帶寬(在一個(gè)示例中是300Hz到3. 4kHz)。盡管頻分復(fù)用對(duì)于車輛和互聯(lián)網(wǎng)之間的模擬蜂窩通信很普遍并且仍然在使用,但它已經(jīng)主要被用于數(shù)字蜂窩通信的碼域多址(CDMA)、時(shí)域多址(TDMA)和空域多址(SDMA)的混合所取代。這些均是遵從ITU MT_200(國際電信聯(lián)盟國際移動(dòng)通信-2000) (3G)的標(biāo)準(zhǔn),并且對(duì)靜止或步行的用戶提供高達(dá)2mbs的數(shù)據(jù)速率,對(duì)移動(dòng)的車輛中的用戶提供高達(dá)385kbs的數(shù)據(jù)速率。3G標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在正在被對(duì)車輛中的用戶提供IOOmbs并對(duì)靜止的用戶提供Igbs的IMT-Advanced(高級(jí))(4G)取代。如果用戶具有和漫游裝置關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)計(jì)劃,則數(shù)據(jù)計(jì)劃可允許寬帶傳輸并且所述系統(tǒng)可使用寬得多的帶寬(加速數(shù)據(jù)傳輸)。在另一實(shí)施例中,用安裝在車輛31上的蜂窩通信裝置(未示出)代替漫游裝置53。在另一個(gè)實(shí)施例中,漫游裝置(ND) 53可以是能夠通過例如(但不限于)802. Ilg網(wǎng)絡(luò)(即WiFi)或WiMax網(wǎng)絡(luò)通信的無線局域網(wǎng)(LAN)裝置。
在一個(gè)實(shí)施例中,接收到的數(shù)據(jù)可通過聲載數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)計(jì)劃穿過漫游裝置,穿過車載藍(lán)牙收發(fā)器并且流入車輛的內(nèi)部處理器3。作為示例,在某些臨時(shí)數(shù)據(jù)的情況下,數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在HDD或其它存儲(chǔ)介質(zhì)7上直到不再需要該數(shù)據(jù)。其它可和車輛交互的源包括具有例如USB連接56和/或天線58的個(gè)人導(dǎo)航裝置54、具有USB62或其它連接的車輛導(dǎo)航裝置60、車載GPS裝置24或連接至網(wǎng)絡(luò)61的遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)(未示出)。USB是串行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分類之一。IEEE 1394(火線)、EIA(電子工業(yè)協(xié)會(huì))串行協(xié)議、IEEE 1284 (并行端口)、S/H)IF (索尼/飛利浦?jǐn)?shù)字互相連接格式)和USB-IF(USB制訂人論壇)形成裝置與裝置(device-device)串行標(biāo)準(zhǔn)的主干。針對(duì)電子或光通信可執(zhí)行所述大多數(shù)協(xié)議。此外,CPU可和各種其它的輔助裝置65通信。這些裝置可通過無線連接67或有線連接69來連接。輔助裝置65可包括,但不限于,個(gè)人媒體播放機(jī)、無線健康裝置、便攜式
計(jì)算機(jī)等。此外或可選擇地,CPU可基于無線路由器73使用例如WiFi71收發(fā)器和車輛連接。這可允許CPU連接到本地路由器73的范圍內(nèi)的車輛。除了具有通過位于車內(nèi)的車輛計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行的示例性處理,在特定實(shí)施例中,示例性處理可由和車輛計(jì)算系統(tǒng)通信的計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行。這樣的系統(tǒng)可包括但不限于無線裝置(例如但不限于移動(dòng)電話)或者通過無線裝置連接的遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)(例如但不限于服務(wù)器)。共同地,這樣的系統(tǒng)可被稱為車輛關(guān)聯(lián)計(jì)算系統(tǒng)(VACS)。在特定實(shí)施例中,根據(jù)系統(tǒng)的特定實(shí)施,VACS的特定組件可執(zhí)行處理的特定部分。通過示例但不限制的方式,如果處理具有與配對(duì)的無線裝置發(fā)送或接收信息的步驟,則由于無線裝置不能與自己發(fā)送和接收信息,因此無線裝置有可能不執(zhí)行處理。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解何時(shí)不適合將特定的VACS應(yīng)用于給定的解決方案。所有的解決方案中,考慮到至少位于車內(nèi)的VCS自身能夠執(zhí)行示例性處理。作為示意性實(shí)施例提出的控制系統(tǒng)將V2V和V2I通信的構(gòu)思擴(kuò)展到不同的級(jí)別通過利用信息的兩個(gè)主要源(車輛車載控制和網(wǎng)絡(luò)資源的使用)來優(yōu)化車輛性能。實(shí)時(shí)優(yōu)化和機(jī)器學(xué)習(xí)是用于提高車輛性能(燃料節(jié)省、駕駛性能、舒適度)的兩個(gè)主要可行技術(shù)。然而,這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)于被分配為執(zhí)行上百個(gè)不同的控制和診斷功能的現(xiàn)有車載ECU(電子控制單元)而言非常不現(xiàn)實(shí)。由于標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)ECU的有限計(jì)算能力,即使簡單的優(yōu)化算法的實(shí)現(xiàn)也是艱難的挑戰(zhàn)?!N可選方法是在通過無線通信(使用電話調(diào)制解調(diào)器)與車輛車載控制系統(tǒng)交換信息的同時(shí)遠(yuǎn)程地執(zhí)行優(yōu)化。將一些非關(guān)鍵性的安全性計(jì)算任務(wù)傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器的思想是用于服務(wù)(concierge)或信息娛樂目的的現(xiàn)有的基于服務(wù)器的車輛咨詢系統(tǒng)的變換擴(kuò)展。該構(gòu)思與云計(jì)算的思想?yún)f(xié)同作用,其中,通過互聯(lián)網(wǎng)請(qǐng)求,具有大量計(jì)算能力的服務(wù)器可被點(diǎn)播地使用。與對(duì)安全性來說關(guān)鍵的發(fā)動(dòng)機(jī)或變速器管理功能不同,在依靠用于實(shí)時(shí)優(yōu)化的云計(jì)算的同時(shí),可更容易地實(shí)現(xiàn)高級(jí)別/監(jiān)督任務(wù)(諸如駕駛模式或車速設(shè)置點(diǎn)的路線計(jì)劃)中的錯(cuò)誤容忍實(shí)施。此外,在遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行的專門用于(針對(duì)燃料節(jié)省、舒適度、安全性等)以最佳方式引導(dǎo)車輛的智能代理,可訪問一段時(shí)間內(nèi)在許多不同的條件下積累的不同車輛駕駛相同路線或路線的相同部分的大量歷史。
這樣的方法可完全利用協(xié)同學(xué)習(xí)的原理來持續(xù)更新可支持優(yōu)化策略的適當(dāng)?shù)能囕v和駕駛員模型。因此,所述代理將能夠使用對(duì)優(yōu)化方案的好的初始猜測來初始化優(yōu)化算法,從而允許快速聚合并且能夠使用在好的初始猜測可用的情況下尤其適合的優(yōu)化算法(例如迭代動(dòng)態(tài)規(guī)劃、序列二次規(guī)劃和相鄰極值優(yōu)化控制)。該新穎方法最大化地使用現(xiàn)有車輛車載控制、信息和通信系統(tǒng),并創(chuàng)建新穎軟件架構(gòu),該新穎軟件架構(gòu)利用云計(jì)算潛力來建立用于優(yōu)化包括特定車輛、駕駛員、道路和交通狀況的系統(tǒng)的燃料節(jié)省的協(xié)同環(huán)境。該主要思想在于,使用通過到網(wǎng)絡(luò)的信息入口(portal)周期性地上傳特定車輛數(shù)據(jù)的能力來擴(kuò)展VCS當(dāng)前使用的用于向車輛傳輸信息娛樂服務(wù)的信息信道,并使用與所有用戶車輛相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)車輛(VWV)頁面來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)車輛(VWV)頁面可擔(dān)任虛擬車輛的角色,并包括關(guān)于車輛的基本的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息以及用于更新低級(jí)別控制循環(huán)的管理命令。靜態(tài)信息可包括特定車型的主要特性(例如,總質(zhì)量、簧載質(zhì)量、非簧載質(zhì)量、前輪距、后輪距、輪胎特性、減震器特性、發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定參數(shù)(例如,在不同負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)速度的制動(dòng)扭矩)等)?!ば畔⒌膭?dòng)態(tài)部分可包括時(shí)戳、米樣GPS坐標(biāo)、表征縱向、橫向、垂直和旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的數(shù)據(jù)、燃料消耗、駕駛員風(fēng)格和意圖等。命令區(qū)包括用于低級(jí)別車輛控制系統(tǒng)的推薦的時(shí)戳管理控制設(shè)定點(diǎn)(例如,最佳ACC設(shè)定點(diǎn)、針對(duì)特定路段和道路狀況的最大速度、最佳懸架阻尼和懸架剛度等)。在一旦在網(wǎng)頁設(shè)置期間就上傳靜態(tài)數(shù)據(jù)的同時(shí),當(dāng)特定變量偏離其相繼平滑值時(shí)基于事件上傳動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。每次在與命令設(shè)定點(diǎn)相關(guān)的時(shí)戳處下載該命令設(shè)定點(diǎn)。通過軟件應(yīng)用程序(代理)動(dòng)態(tài)地更新命令設(shè)定點(diǎn),所述軟件應(yīng)用程序(代理)實(shí)現(xiàn)使用包括在VWV頁面以及附加網(wǎng)絡(luò)信息資源中的數(shù)據(jù)來操作的特定算法。VWV頁面與其它網(wǎng)絡(luò)信息資源(例如,電子平臺(tái)(Electronic Horizon)數(shù)據(jù)庫)創(chuàng)建虛擬運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。VWV的構(gòu)思允許整合車輛子系統(tǒng)、外部道路和交通信息。這樣豐富的信息和云的無限的計(jì)算能力和資源提供用于引入強(qiáng)大的基于模型的控制算法的機(jī)會(huì),該控制算法結(jié)合運(yùn)動(dòng)動(dòng)力模型、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、車輪空轉(zhuǎn)和車輪垂直跳動(dòng)的系統(tǒng)狀態(tài),這樣的控制算法在車輛控制級(jí)別是不可能的。該控制算法能夠創(chuàng)建可利用整合的信息并提供對(duì)低級(jí)別車輛控制系統(tǒng)的設(shè)定點(diǎn)的適當(dāng)調(diào)節(jié)的自治管理算法(智能代理)。考慮至少兩組基于云的自治智能代理性能優(yōu)化智能代理和服務(wù)智能代理。第一組包括至少四種主要類型的基于云的自治管理控制算法(性能優(yōu)化智能代理),所述自治管理控制算法使用在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上可用的信息(虛擬網(wǎng)絡(luò)車輛頁面、電子平臺(tái)、道路狀況數(shù)據(jù)庫和其它網(wǎng)絡(luò)資源)自治地操作,并持續(xù)地更新還被傳送到車輛控制系統(tǒng)的VWV的管理命令區(qū)。性能優(yōu)化代理的主要類型包括(但不限于)燃料節(jié)省優(yōu)化代理、駕駛舒適度/操縱/主動(dòng)安全性優(yōu)化代理、撞擊后路徑(post impact path)優(yōu)化代理和駕駛員健康監(jiān)視代理。在2011年5月9日提交的第13/103,539號(hào)美國專利申請(qǐng)中詳細(xì)描述了燃料節(jié)省優(yōu)化代理,其名稱為 “Methods and Apparatus for Dynamic Powertrain Management (用于動(dòng)態(tài)動(dòng)力系管理的方法和設(shè)備)”,通過引用將其內(nèi)容包含于此。
參照?qǐng)D2A和圖2B示出駕駛舒適度/操縱/主動(dòng)安全性優(yōu)化代理的示例。圖2A示出用于懸架控制的基于云的處理的示意性示例,圖2B示出用于懸架控制的基于車輛的處理的示意性示例。對(duì)于設(shè)有半主動(dòng)懸架(SA)的車輛,一個(gè)主要處理可以是基于車輛靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性、道路狀況數(shù)據(jù)庫的預(yù)覽和車速來計(jì)算最佳阻尼曲線。對(duì)于使用全主動(dòng)懸架(FAS)的車輛,一個(gè)主要處理可以是考慮由FAS作動(dòng)器提供的很多期望的新的/振奮人心的功能性能,基于車輛特性、道路狀況數(shù)據(jù)庫的預(yù)覽和車速來計(jì)算最佳FAS作動(dòng)器推力或高度/布置曲線。在駕駛和操縱之間通常存在細(xì)微平衡。例如,在長直的路段,我們可能想要最大化駕駛舒適度。在這種情況下,F(xiàn)AS設(shè)置會(huì)是有如在“魔毯”上駕駛那樣的更為“柔和”的尺度。然而,如果在道路上出現(xiàn)突然的障礙物(例如,過路的動(dòng)物),則懸架必須迅速地“繃緊”以促使事故避免。此外,如果在道路上存在大的坑洞(這可通過例如這里描述的道路表面繪圖代理來識(shí)別),則可適當(dāng)?shù)刂貥?gòu)FAS以避免由坑洞帶來的損壞影響。 一旦啟動(dòng)車輛并且在道路上駕駛車輛,車輛計(jì)算系統(tǒng)就可向基于云的服務(wù)通知正在旅途中。然后,在201,基于云的處理將檢查靜態(tài)車輛資料,以在203確定例如車輛配備的懸架的類型。在205,如果懸架是半主動(dòng)(SA)懸架,則處理可具有將應(yīng)用于優(yōu)化駕駛的與SA懸架相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化算法。用于這些算法的輸入包括(但不限于)(例如可從在線車輛資料獲得的)其它車輛特性(207)、(可從包括但不限于這里討論的速度繪圖和道路狀況繪圖的在線資源獲得的)道路狀況(209)、車速和將要到達(dá)的速度(211)等。之后在213,強(qiáng)大的云計(jì)算源可對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚聿⒅贫☉壹芸刂朴?jì)劃。由于云計(jì)算源可能能夠比本地計(jì)算系統(tǒng)更快地訪問資源并且更快地處理信息,因此使用該模型會(huì)更容易地以實(shí)用的實(shí)時(shí)方式實(shí)際操縱和處理數(shù)據(jù)??蛇x地,在該不例中,在215,懸架可以是全主動(dòng)懸架(FAS)。由于該懸架與SA懸架相比具有不同的可用設(shè)置,因此會(huì)期望使用不同的算法組來操縱數(shù)據(jù)處理。另外,可使用車輛特性(217)、道路狀況(219)和車速和預(yù)計(jì)的速度(221)。然后,在該示例中,在223,可針對(duì)SA懸架可不具有的FAS性能進(jìn)行附加計(jì)算。另外,懸架管理計(jì)劃被傳送到車輛計(jì)算系統(tǒng)。在圖2B中,在231,車輛計(jì)算系統(tǒng)從z 接收聞級(jí)別計(jì)劃。VCS內(nèi)的|旲塊可隨后將該計(jì)劃轉(zhuǎn)換為用于懸架控制的命令,并甚至可基于觀察到的實(shí)時(shí)改變對(duì)計(jì)劃進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)。這些實(shí)時(shí)改變可包括(但不限于)駕駛員輸入的改變(速度改變、路程改變等)(233)或在車輛傳感器中觀察到的改變(例如,與預(yù)計(jì)的模型不匹配的道路狀況)(235)。之后,當(dāng)合適的命令被傳送到懸架控制模塊時(shí),在237,VCS執(zhí)行該計(jì)劃。圖3A示出用于事故避免的基于車輛的處理的示意性示例,圖3B示出用于事故避免的基于云的處理的示意性示例。一般而言,當(dāng)考慮主動(dòng)安全性和事故避免操縱時(shí),云的存在可被用于執(zhí)行“高級(jí)另IJ”優(yōu)化,并且嵌入式控制SW可隨后被用于根據(jù)改變的地面/環(huán)境狀況執(zhí)行進(jìn)一步的在場(on-the-spot)調(diào)節(jié)和改進(jìn)??紤]當(dāng)前(甚至未來)的基于網(wǎng)絡(luò)的地圖類型的圖片的分辨率性能,并假設(shè)未來的圖片拍攝性能的高速率,可想象這樣的情形考慮所有相關(guān)車輛和其它物體(運(yùn)動(dòng)的或非運(yùn)動(dòng)的),通過云我們將能夠?qū)τ跐撛诘氖鹿蕡鼍熬哂型耆摹傍B瞰視圖”。然后,使用與云相關(guān)的高計(jì)算能力可獲得車輛運(yùn)動(dòng)的優(yōu)化情形(考慮例如車輛性能和所有可用的環(huán)境限制)。然后,考慮駕駛員輸入、車輛動(dòng)力和不同的限制,推導(dǎo)出的車輛軌道將被發(fā)送到車輛作為用于(例如,使用MPC(多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī))的)車載優(yōu)化的期望軌道,所述車輛軌道可被車載相機(jī)、LIDAR(激光雷達(dá))和用于近-3D識(shí)別的其它傳感器進(jìn)一步改進(jìn)(這對(duì)立于在云級(jí)別優(yōu)化使用的“鳥瞰視圖”,但是該“鳥瞰視圖”需要考慮所有相關(guān)移動(dòng)和非移動(dòng)的物體,處理整體場景)??梢韵氲綄⒁圆煌?即,“混合”)速率進(jìn)行組合的云-車輛計(jì)算/優(yōu)化,其中,傳統(tǒng)云計(jì)算的更新速率將比車載車輛情形的更新速率更慢。此外,當(dāng)云數(shù)據(jù)不可用(由于多云天氣和其它原因)時(shí),車載計(jì)算會(huì)被用作默認(rèn)處理 ??赏ㄟ^抑制控制模塊(RCM)激活當(dāng)前碰撞后穩(wěn)定性控制(PISC)系統(tǒng),并施加制動(dòng)以迅速停止車輛,而忽略可能由慌張的駕駛員的動(dòng)作導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向控制命令。碰撞后路徑優(yōu)化代理可擴(kuò)展該功能??稍谂渲肦CM時(shí),通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送瞬時(shí)碰撞標(biāo)志來在激活PISC的同時(shí)激活碰撞后路徑優(yōu)化代理。該代理使用關(guān)于在碰撞地點(diǎn)的周圍車輛的位置(可從碰撞車輛周圍近半徑內(nèi)的車輛的GPS坐標(biāo)獲得這些位置)的信息,計(jì)算期望的滑移率的改變并將該滑移率的改變發(fā)送到低級(jí)別控制器。這是允許PISC系統(tǒng)不僅制動(dòng)碰撞的車輛,而且避免與其它車輛碰撞的信息。由于在碰撞時(shí)碰撞的車輛失去定向而不能立即重新創(chuàng)建場景,因此類似的車載功能的實(shí)現(xiàn)不是可行的。碰撞后路徑優(yōu)化代理使用來自碰撞之前的最后的快照的信息來導(dǎo)航碰撞的車輛沿著可最小化與其它車輛的碰撞概率的路徑行駛。在圖3A中,在301,VCS模塊或系統(tǒng)檢測RCM的激活。作為該檢測的結(jié)果,在303,PISC系統(tǒng)被啟用,并在305,碰撞標(biāo)志通知被發(fā)送到云。在321,云接收碰撞標(biāo)志,并且可例如,在323請(qǐng)求資源優(yōu)先級(jí)。由于碰撞標(biāo)志在資源稀少或資源在有限基礎(chǔ)上可用的程度上指示可能發(fā)生事故,因此可以以優(yōu)先方式將該資源提供給事故控制處理。這會(huì)幫助以有效方式將資源分配給事故避免。在325,在線處理可使用例如從碰撞之前的最后快照獲得的與周圍車輛相關(guān)的信息。隨后在327,該處理可計(jì)算期望的滑移率的改變并將其發(fā)送到低級(jí)別控制器。在329,這些改變可被傳送到VCS。當(dāng)在307從遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到計(jì)劃(或當(dāng)接收到直接的PISC模塊控制命令)時(shí),VCS可在309執(zhí)行任何需要的校正和/或在311實(shí)施該計(jì)劃。圖4A示出用于駕駛員監(jiān)視的基于車輛的處理的示意性示例,圖4B示出用于駕駛員監(jiān)視的基于云的處理的示意性示例。該代理持續(xù)地收集并總結(jié)關(guān)于駕駛員狀態(tài)和被車載地預(yù)處理的駕駛風(fēng)格的長期信息。還收集通過醫(yī)療車載裝置提供的駕駛員的生理狀態(tài)的附加信息。長期信息被用于建立特定駕駛員的“正?!蹦J?。所述代理執(zhí)行異常檢測算法以估計(jì)偏離多維正常狀態(tài)的概率并識(shí)別異常情況。在該情況下,駕駛員健康監(jiān)視代理提交一組推薦的默認(rèn)動(dòng)作,所述默認(rèn)動(dòng)作可安全地停止車輛并且避免碰撞和交通事故。如果推薦的動(dòng)作被忽略,則駕駛員健康監(jiān)視代理執(zhí)行由碰撞后路徑優(yōu)化代理的算法提供的一組命令,以確保安全停止并避免交通事故。一般而言,在401,該代理的基于VCS的部分監(jiān)視任何醫(yī)療裝置和/或車輛中的可提供用于駕駛員狀態(tài)和駕駛風(fēng)格的基線的其它系統(tǒng)。在403可本地存儲(chǔ)該數(shù)據(jù),并在407可周期性地上傳該數(shù)據(jù)用于分析,除非在405出現(xiàn)異常。初始地,可基于駕駛員的年齡和生理狀況的一些關(guān)于人們的普遍性來觀察異常,但是隨著時(shí)間的推移可對(duì)基線進(jìn)行微調(diào)以對(duì)應(yīng)于特定駕駛員。如果檢測到從可接受范圍的偏離,則在409可發(fā)送用于從遠(yuǎn)程源獲取建議的請(qǐng)求。在421,當(dāng)云接收到請(qǐng)求時(shí),其還可包括系統(tǒng)確定為異常的數(shù)據(jù)。在423,如果異常被驗(yàn)證,則可采取診斷方法。該系統(tǒng)在427可使用已知醫(yī)療信息和基于云的資源確定潛在問題,并且在429,診斷駕駛員的狀況。在431,基于狀況的嚴(yán)重性可制定動(dòng)作計(jì)劃并將該動(dòng)作計(jì)劃發(fā)送到車輛以執(zhí)行。 如果基于云的系統(tǒng)不同意需要采取緊急動(dòng)作,則在425可像正常報(bào)告那樣記錄數(shù)據(jù)。可在像這樣的情況下執(zhí)行其它步驟(例如臨時(shí)增加報(bào)告),以確保問題狀況不演變?yōu)槲kU(xiǎn)的狀況。在411,VCS從遠(yuǎn)程源接收計(jì)劃并在413確定是否存在緊急狀況??衫缁跈z測到的偏離的嚴(yán)重性或基于駕駛員忽略結(jié)合返回的計(jì)劃提供的推薦動(dòng)作(例如,駕駛員可能落入半無意識(shí)或無意識(shí)狀態(tài))來進(jìn)行該確定。如果存在緊急狀態(tài),則在303處理可啟用PISC事故避免控制,這可安全地使車輛到達(dá)路邊。否則,在405處理可執(zhí)行計(jì)劃,該計(jì)劃可以如將一組推薦傳送到駕駛員一樣簡單,但是也可包括啟用特定安全性控制和/或撥叫緊急操作員。其它代理類型可包括服務(wù)智能代理。這些是收集和總結(jié)來自所有車輛的信息并更新通用網(wǎng)絡(luò)資源(交通、道路坡度、道路狀況、道路表面等)。對(duì)于這些代理,車輛用做傳感器,并且代理的作用在于對(duì)收集的信息進(jìn)行總結(jié)、歸納、驗(yàn)證和存儲(chǔ),以用于一般用途。這些代理實(shí)質(zhì)上對(duì)由第一組的代理(性能優(yōu)化代理)使用的可用網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行更新、維護(hù)并加以豐富。服務(wù)智能代理包括但不限于道路表面繪圖代理、道路坡度概率繪圖代理和交通速度概率繪圖代理。目前,沒有可用的提供關(guān)于道路表面的更新信息的詳細(xì)道路地圖。雖然可通過使用激光掃描器獲得高清晰度道路表面地圖,但是實(shí)際使用該方案是很有限的。然而,多輛車在相同道路上行駛的事實(shí)定義這樣的機(jī)會(huì)對(duì)于裝備有懸架高度傳感器的車輛使用該類型的傳感器測量來自動(dòng)對(duì)道路狀況進(jìn)行繪圖。該任務(wù)看似簡單與車型組合的懸架高度測量(懸架聯(lián)動(dòng)比率和懸架幾何結(jié)構(gòu))可被用于重構(gòu)道路資料;道路資料連同GPS坐標(biāo)可產(chǎn)生道路的地圖。由于該類型的任務(wù)可占用通信信道的所有可用容量,該任務(wù)不實(shí)際??赏ㄟ^應(yīng)用可識(shí)別道路表面的相繼平滑值和正常差異的異常檢測過程來解決關(guān)于數(shù)據(jù)的問題。只有在相繼平滑值附近的正常頻帶以外的道路資料的值以及它們的GPS坐標(biāo)可被提交至道路繪圖代理。圖5示出用于道路繪圖的處理的示意性示例。如果電子平臺(tái)不可用,則可通過概率(馬爾可夫)模型來總結(jié)地理區(qū)域中的標(biāo)準(zhǔn)道路坡度。該模型定義在下一區(qū)段S改變坡度的概率。例如,如果坡度范圍[-6^,6% ]被離散為12個(gè)1%的間隔IiQ = {I,12}),則馬爾可夫模型的轉(zhuǎn)移概率矩陣定義在下一 S = 30m的區(qū)段517,坡度可從-6改變到-5、-4、-3、 [% ]的概率。該類型的模型可被用于約計(jì)特定地理區(qū)域中的道路的類型。道路坡度繪圖代理實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)在坡度間隔IiQ = {1,12})之間轉(zhuǎn)換的頻率的算法。一旦車輛在將被繪圖的道路上行駛,則在501,繪圖處理可開始。為了約計(jì)具有坡度概率模型的整個(gè)道路,演變概率道路坡度繪圖算法使用演變概率(馬爾可夫)模型的構(gòu)思。所述模型使用kullback-leibler (KL)散度測量來識(shí)別用于約計(jì)不同道路區(qū)段的道路坡度的轉(zhuǎn)移概率模型的非相似度。令Pi(s)和P/f)成為沿著i (路段)的坡度改變的轉(zhuǎn)移概率的馬爾可夫模型。對(duì)于相同的狀態(tài)組定義兩個(gè)模型;它們之間唯一的區(qū)別在于更新轉(zhuǎn)移概率的速率。在505,模型·P/s)非常慢地被更新,并且在503表示針對(duì)道路的長路段的道路坡度分布的總結(jié),而在507,模型P^f)的概率以更快的速率被更新,并且反映車輛此時(shí)行駛的路段(503、515)。模型P/S)和Pf之間的509的KL散度測量指示兩個(gè)模型之間的相似度。511的KL測量的小值確定當(dāng)車輛沿著道路行駛時(shí)道路坡度分布保持不變,反之亦然,511的KL散度的增加的值指示地形的顯著變化。因此,在513,KL散度的顯著的增加可指示約計(jì)道路的第i個(gè)路段的模型Pi^不再有效,并且下一個(gè)路段應(yīng)與當(dāng)前模型Pi(f)相關(guān)(即,總結(jié)下一第(i+1)路段的坡度分布的
模型是 Pi+1(s) := P,))。這樣,以與k-NN鄰居會(huì)聚方法類似的方式來識(shí)別不同長度但是固定轉(zhuǎn)移概率矩陣的路段。區(qū)段和相關(guān)馬爾可夫模型不固定,但是基于識(shí)別的轉(zhuǎn)移概率矩陣的KL散度量化的相似度/非相似度而演變。通過疊加對(duì)應(yīng)概率(馬爾可夫)模型的輸出可類似地對(duì)在不同條件(一天中的時(shí)間、一周中的日子)下道路的標(biāo)準(zhǔn)交通速度進(jìn)行繪圖。每個(gè)模型定義在下一區(qū)段S中改變車速的概率。例如,如果速度范圍
被離散為10個(gè)7mph的間隔IiQ = {1,10}),則單個(gè)轉(zhuǎn)移概率矩陣Pi應(yīng)用于特定組的多種情況(例如,較晚的早上、工作日),并定義在下一 S = 30m區(qū)段中平均速度可從0改變到7、14、…[mph]的概率。交通速度繪圖代理實(shí)施在被加權(quán)疊加的概率條件I和2下實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)在速度間隔
Ii(i = {1,12})之間轉(zhuǎn)換的頻率的算法。圖6示出用于速度繪圖的示意性示例。在該示意性示例中,在601,確定用于形成單獨(dú)的矩陣的多個(gè)條件。在603,對(duì)于每個(gè)區(qū)段,在每個(gè)矩陣下,基于觀察到的條件記錄速度改變。在605、607針對(duì)所有不同的條件矩陣重復(fù)該處理。一旦觀察到該數(shù)據(jù)并且足夠的數(shù)據(jù)組可用,通過疊加對(duì)應(yīng)概率(馬爾可夫)模型的輸出可類似地對(duì)在不同條件(一天中的時(shí)間、一周中的日子)下道路的標(biāo)準(zhǔn)交通速度進(jìn)行繪圖。雖然以上描述了示例性實(shí)施例,但不意圖這些實(shí)施例描述本發(fā)明的所有可能形式。而是,說明書中使用的詞語是描述而非限制的詞語,并且應(yīng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可進(jìn)行各種改變。此外,可對(duì)各種實(shí)施實(shí)施例的特征進(jìn)行組合以形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于有效地操作車輛的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法,包括 將車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程系統(tǒng); 接收至少部分基于車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)的優(yōu)化策略,以針對(duì)即將到來的道路區(qū)段優(yōu)化至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng); 基于針對(duì)即將到來的道路區(qū)段上的優(yōu)化策略控制至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法,其中,所述至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括懸架系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求I所述的方法,其中,所述至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括碰撞后穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。
4.一種用于優(yōu)化車輛行駛的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法,包括 從車輛計(jì)算系統(tǒng)接收包括關(guān)于路線的數(shù)據(jù)和車輛配置數(shù)據(jù)的車輛資料; 針對(duì)即將到來的道路區(qū)段集合用于至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化策略,所述策略至少部分基于關(guān)于路線的數(shù)據(jù)和車輛配置數(shù)據(jù); 將優(yōu)化策略傳送到車輛以執(zhí)行。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其中,車輛配置數(shù)據(jù)包括總質(zhì)量。
6.如權(quán)利要求4所述的方法,其中,車輛配置數(shù)據(jù)包括簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量。
7.如權(quán)利要求4所述的方法,其中,車輛配置數(shù)據(jù)包括前輪距和后輪距。
8.如權(quán)利要求4所述的方法,其中,車輛配置數(shù)據(jù)包括輪胎特性。
9.如權(quán)利要求4所述的方法,其中,車輛配置數(shù)據(jù)包括減震器特性。
10.如權(quán)利要求4所述的方法,其中,車輛配置數(shù)據(jù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定參數(shù)。
11.一種用于傳輸優(yōu)化指令的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法,包括 將車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程系統(tǒng); 接收優(yōu)化策略,所述優(yōu)化策略用于針對(duì)即將到來的道路區(qū)段優(yōu)化至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng); 至少部分基于所述優(yōu)化策略產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可操作的車輛系統(tǒng)級(jí)命令,并改變應(yīng)用于所述優(yōu)化策略的實(shí)時(shí)駕駛條件。
全文摘要
一種用于有效地操作車輛的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法,包括將車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程系統(tǒng)。該方法還包括接收至少部分基于車輛配置數(shù)據(jù)和關(guān)于路線的數(shù)據(jù)的優(yōu)化策略,以針對(duì)即將到來的道路區(qū)段優(yōu)化至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外,該方法包括基于即將到來的道路區(qū)段上的優(yōu)化策略控制至少一個(gè)車輛可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102957740SQ20121029759
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者迪米塔·彼特諾夫·菲利夫, 達(dá)夫林·戴維·荷勞瓦特 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司