СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОРОЖНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ
IMPROVEMENT OF ROAD INFO PROVISION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу улучшения обеспечения дорожной информацией и к использованию этой информации для управления приводом транспортного средства.
Уровень техники
Хорошо известны способы использования карт и баз данных для навигации транспортных средств. В этих способах используются системы, которые имеют доступ к одному источнику информации о дороге, такому как карта или запись другого транспортного средства, которое уже прошло по этому же маршруту.
Дорожная информация (сведения о дорожной сети) используется для управления приводом, например, таким образом, чтобы можно было достичь более высокой эффективности движения, меньшего влияния на окружающую среду ("экологичное" вождения) или повышенного комфорта в процессе движения.
Проблема известных способов заключается в том, что дорожная информация устаревает и может быть вообще неактуальной, например, если изменилась длина дороги, то ранее записанная дорожная информация будет уже неактуальной, в результате чего управление приводом, возможно, уже не будет обеспечивать выполнение поставленных задач. Другая проблема связана с покрытием источников дорожной информации. Ни один из источников не охватывает все возможные маршруты, чем меньше и современнее дорога, тем выше вероятность, что источник дорожной информации не содержит данные по этой дороге. Это особенно актуально для автомобилей-лесовозов, которые проходят большие расстояния по общим дорогам, а также и по небольшим дорогам, которые только недавно введены в эксплуатацию, вдали от общей дорожной сети.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на преодоление вышеуказанных проблем путем разработки способа, в котором осуществляется улучшение обеспечения дорожной информацией, так что обеспечивается максимально возможная вероятность получения актуальной дорожной информации по предстоящему маршруту транспортного средства.
Решение указанной задачи достигается в способе, описанном в п.1, в котором представлен способ улучшения обеспечения дорожной информацией.
Управление приводом и другими системами транспортного средства осуществляется электронным блоком управления (ECU - от англ. electronic control unite), и в соответствии с предложенным способом блок ECU использует дорожную информацию для управления по меньшей мере одним параметром транспортного средства, в особенности параметром привода. Таким образом, может осуществляться оптимизированное управление транспортным средством в соответствии с топографией предстоящего маршрута.
Блок ECU имеет доступ к дорожной информации, получаемой из различных типов источников дорожной информации, которые включают по меньшей мере: цифровую карту, базу данных автотранспоршой компании и локальную базу данных транспортного средства. Блок ECU сконфигурирован с возможностью выбора дорожной информации, получаемой от различных источников дорожной информации, причем этот выбор осуществляется в соответствии с показателем качества данных, получаемых от этих источников.
Цифровая карта представляет собой любую коммерческую или отраслевую цифровую карту, построенную в соответствии с топографическими данными. Таким образом, карта обеспечивает для дорожного маршрута по меньшей мере широту, долготу и высоту. Такие цифровые карты хорошо известны и широко используются, например, в автомобильных навигационных системах.
База данных автотранспортной компании содержит дорожную информацию, записанную множеством транспортных средств и переданных для сохранения в эту базу данных. Чем больше транспортных средств записывают дорожную информацию в такую базу данных автотранспортной компании, тем быстрее она заполняется, и, таким образом, эта база данных становится обширным источником выбора маршрутов. Блок ECU необязательно должен иметь прямую связь базой данных автотранспортной компании, и когда блок ECU имеет доступ к этой базе данных, он может получить нужную дорожную информацию и записать ее в локальной памяти. Понятно, что для поддержания высокой степени гибкости системы желательно иметь беспроводное соединение по каналу GPRS или по другому каналу беспроводной связи.
Локальная база данных транспортного средства содержит дорожную информацию, которая записывается самим транспортным средством.
Дорожную информацию в источниках дорожной информации снабжают показателями качества данных. Показатель качества данных отражает значимость дорожной информации и облегчает оценку этой информации, получаемой из разных источников, для выбора наиболее подходящего источника.
Кроме того, блок ECU имеет доступ к датчику местонахождения транспортного средства, который может быть любым средством, обеспечивающим определение местонахождения, например спутниковой навигационной системой, инерциальной навигационной системой или другим подходящим средством определения местонахождения.
Датчик местонахождения может быть также дополнен навигационной системой, в качестве которой может использоваться любая навигационная система, обеспечивающая построение предстоящего маршрута. Такая навигационная система может иметь форму "черного ящика", используемого только для контроля движения транспортного средства или же он может использоваться также и для информирования водителя.
Предлагаемый в изобретении способ включает шаги, на которых:
- определяют местонахождение транспортного средства;
- получают дорожную информацию о возможных маршрутах в зоне, окружающей транспортное средство, из источников (А, В, С) дорожной информации;
- оценивают показатель качества полученной дорожной информации;
- выбирают дорожную информацию, имеющую наивысший показатель качества данных; и
- осуществляют управление по меньшей мере одним параметром привода транспортного средства в соответствии с выбранной дорожной информацией;
- осуществляют запись дорожной информации для маршрута по мере прохождения по нему транспортного средства и в процессе прохождения маршрута транспортным средством выполняют стадии, на которых:
- осуществляют выбор значимой дорожной информации, и
- сохраняют эту дорожную информацию в локальной базе (С) данных.
Местонахождение транспортного средства определяют с помощью вышеуказанного датчика местонахождения. Этот же датчик используется блоком ECU для регистрации местонахождения транспортного средства, когда оно находится в движении. Кроме того, также регистрируется и информация об уклоне дороги. Для этой цели может использоваться датчик уклона в трансмиссии транспортного средства или любое другое подходящее устройство для определения высоты. Чтобы отсеять неполные или в ином отношении дефектные регистрируемые данные, осуществляют выбор значимой регистрируемой дорожной информации. Затем выбранную информацию сохраняют в локальной базе данных, из которой она может быть извлечена блоком ECU при следующем прохождении этого маршрута.
Достоинство предложенного в изобретении способа заключается в том, что блок ECU может выбирать из множества источников дорожной информации и использовать один источник, имеющий наивысшее качество данных. В частности, дорожная информация, к которой может обращаться блок ECU, имеет повышенное качество, поскольку маршрут, проходимый транспортным средством, записывается и сохраняется в локальной базе данных, так что всегда доступна самая новая дорожная информация. Если ни один из доступных источников дорожной информации не содержит подходящей дорожной информации, то управление приводом в соответствии с какой-либо дорожной информацией невозможно. Однако, поскольку маршрут, проходимый транспортным средством записывается и сохраняется в локальной базе данных, то блок ECU будет иметь доступ к дорожной информации в следующий раз, когда транспортное средство будет снова проходить этот маршрут. В предпочтительных вариантах выполнение предложенного способа непрерывно повторяется.
В предпочтительных вариантах датчик местонахождения обеспечивает определение не только местонахождения, но также и направления движения транспортного средства. Располагая информацией о направлении движения транспортного средства, блок ECU будет собирать дорожную информацию не по всем маршрутам вокруг точки нахождения транспортного средства, а только маршруты, проходящие в направлении его движения.
В предложенном способе дорожную информацию снабжают показателями качества данных. Показатель качества данных обеспечивает оценку дорожной информации, поступающей от различных источников дорожной информации, в результате чего может быть выбрана дорожная информация, имеющая самый высокий показатель качества. Показатель качества данных присваивают в соответствии с различными критериями, в частности:
- источник дорожной информации; и/или
- новизна дорожной информации; и/или
- количество записей, по которым получена средняя величина дорожной информации; и/или
- разброс средней величины дорожной информации; и/или
- расхождение расчетного результата управления по меньшей мере одним параметром транспортного средства с фактическим результатом управления этим параметром.
Дорожная информация от различных источников дорожной информации имеет разные приоритеты, которые определяются показателем качества данных. Дорожная информация с более высоким показателем качества данных имеет более высокий приоритет по сравнению с дорожной информацией, имеющей низкий показатель качества данных.
Для обеспечения возможности присвоения показателя качества данных по новизне дорожной информации ее сохраняют в локальной базе данных вместе с соответствующей датой записи.
Разные критерии могут иметь разный вес, так что один или несколько критериев будут в большей степени влиять на конечную величину показателя качества данных. Таким образом, можно выбрать дорожную информацию с наивысшим качеством, то есть наиболее значимую информацию о предстоящем маршруте.
Не все части дороги имеют такую топографию, которая требует планирования управления приводом для достижения оптимальной эффективности, и/или комфорта, и/или "экологичного" вождения. Поэтому предлагается дорожную информацию по маршруту сохранять частями. Таким образом, в локальной базе данных будут сохраняться лишь те части, на которых уклон и/или направление дороги удовлетворяют заданным условиям изменения уклона и/или направления. В результате, нет необходимости занимать пространство памяти незначащей информацией, и, таким образом, может быть уменьшен объем внутренней базы данных, то есть сокращаются расходы.
В следующий раз, когда эта же информация в отношении дороги или части дороги сохраняется в локальной базе данных, формируется средняя величина первой и второй дорожной информации. Эта процедура повторяется каждый раз, когда этот же маршрут или часть маршрута записывается и сохраняется в локальной базе данных. Таким образом, если локальная база данных содержит несколько записей одного и того же маршрута, то из этих нескольких записей формируется средняя величина этого маршрута. Использование средней величины вместо лишь одной записи обеспечивает более значимую дорожную информацию, поскольку усреднение снижает влияние отклонений в записях, например, вызванных внешними воздействиями и проблемами с датчиками в процессе одной конкретной записи.
При вычислении средней величины самым новым записям могут присваиваться более высокие веса по сравнению с более старыми записями, в результате чего новые записи в большей степени определяют среднюю величину.
Показатель качества данных позволяет оценить качество средней величины, в частности средней величине с небольшим разбросом между отдельными записями присваивается более высокое качество данных по сравнению со средней величиной с большим разбросом между отдельными записями. Этот принцип может применяться как к средним величинам в локальной базе данных, так и к средним величинам в базе данных автотранспортной компании.
Различные критерии для дорожной информации могут использоваться по отдельности или в различных сочетаниях с другими критериями (с одним или несколькими) для формирования конечной величины показателя качества данных.
Для обеспечения высокого качества средней величины, так чтобы она не искажалась записями, содержащими ошибочные данные, осуществляют сравнение текущей средней величины с новой записываемой дорожной информацией, прежде чем использовать ее для определения средней величины. Если самая новая запись по маршруту отличается от средней величины дорожной информации для этого маршрута больше, чем на заданную величину (в процентах), то эта новая запись не используется для обновления средней величины, и ее записывают отдельно.
Однако если маршрут действительно изменился, то средняя величина должна быть обновлена. Если самая новая запись и заданное количество более ранних записей по маршруту отличаются более чем на заданную величину (в процентах) и примерно в одинаковой степени отличаются от средней величины, то делается вывод об изменении маршрута и вычисляется новая средняя величина по самой новой записи и по указанным более ранним записям по маршруту. После этого предыдущая средняя величина может быть отброшена.
Для повышения качества информации в базе данных автотранспортной компании осуществляют передачу дорожной информации, сохраненной в локальной базе данных, в существующую дорожную информацию по данному маршруту. Эта передача данных может осуществляться непрерывно, или же когда транспортное средство прибывает на транзитную станцию, или в процессе технического обслуживания, или в любой другой подходящий момент. Передача данных может осуществляться по проводным или беспроводным линиям связи с использованием подходящих технических средств.
Средняя величина, полученная по большому числу записей, будет более надежной по сравнению со средней величиной, полученной по меньшему числу записей. Таким образом, средней величине большего числа записей присваивается более высокий показатель качества данных по сравнению со средней величиной, полученной по меньшему числу записей.
Для исключения записей, содержащих ошибки, при записи данных принимают во внимание внешние факторы, действующие в процессе движения транспортного средства. Такими внешними факторами могут быть ветер, снег, дождь и условия дорожного движения.
Способ по настоящему изобретению обеспечивает возможность блоку ECU оптимального управления приводом транспортного средства в соответствии с заданными критериями. Такими критериями могут быть: оптимальная эффективность в отношении комфорта, мощности, "экологичности" вождения и т.п. Таким образом, способ управления двигателем и/или переключением передач автоматической коробки передач трансмиссии могут определяться в соответствии с топографией предстоящего маршрута. Такое управление приводом предпочтительно осуществляют при активации системы автоматического поддержания заданной скорости транспортного средства, и, таким образом, способ включает стадии изменения заданной скорости системы автоматического поддержания скорости в зависимости от выбранной дорожной информации.
Краткое описание чертежа
Изобретение описывается и объясняется ниже со ссылками на прилагаемый чертеж на примере осуществления изобретения, из которого можно узнать и другие особенности и достоинства изобретения.
На чертеже показана блок-схема способа, предложенного в настоящем изобретении.
Осуществление изобретения
На блок-схеме чертежа отображены основные особенности способа по настоящему изобретению. Прямоугольники на схеме указывают источники информации, такие как базы данных, запоминающие устройства или датчики; кружки указывают стадии; и стрелки указывают потоки информации. Прямоугольники А, В, С представляют три разных источника дорожной информации. Способ начинается со стадии D, на которой получают информацию о местонахождении транспортного средства из датчика Р. В качестве датчика Р местонахождения предпочтительно используется устройство системы GPS или другое соответствующее устройство.
Когда определено местонахождение транспортного средства, информацию о возможных предстоящих маршрутах получают из источников А, В, С дорожной информации. Любая дорожная информация содержит по меньшей мере данные об уклоне дороги на предстоящем маршруте.
Дорожную информацию по маршруту предпочтительно разделяют на части, причем одна часть содержит данные о сегменте дороги, включая информацию об изменениях уклона дороги. В этом случае можно уменьшить объем необходимой памяти, поскольку части дороги без существенных изменений могут быть исключены из дорожной информации. Это можно сделать, поскольку, когда уклон дороги не изменяется, транспортное средство двигается большей частью с постоянной скоростью, и в этом случае нет необходимости в каком-либо планировании предстоящего маршрута. Таким образом, в предлагаемом способе непрерывно обновляется местонахождение транспортного средства и собирается значимая дорожная информация из источников А, В, С дорожной информации. Поскольку местонахождение транспортного средства непрерывно обновляется, то направление его движения будет известно, и, таким образом, получение дорожной информации может быть ограничено лишь дорожной информацией в направлении движения транспортного средства.
Полученная дорожная информация оценивается и, если определяется, что она не нужна, то она отбрасывается на стадии Т.
Оценку и выбор дорожной информации осуществляют в соответствии с показателем ее качества. Показатель качества данных устанавливают в соответствии с несколькими критериями, такими как источники А, В, С дорожной информации, время, прошедшее с момента записи этой дорожной информации, результат управления приводом на основе этой информации и т.п.
Например, если имеется дорожная информации из локальной базы С данных, эта информация имеет приоритет в отношении дорожной информации, полученной из базы В данных автотранспортной компании, и/или с цифровой картой А, и дорожная информация из базы В данных автотранспортной компании имеет приоритет в отношении дорожной информации, полученной из цифровой карты А.
Другим критерием может быть время, прошедшее с момента записи дорожной информации, причем показатель качества дорожной информации снижается на определенную величину по истечении каждой единицы времени (дни, месяцы или годы).
Когда большую часть подходящей дорожной информации на стадии D выбирают на основе показателя качества данных, управление приводом осуществляют на стадии Е в соответствии с выбранной дорожной информацией. В предпочтительном варианте включают систему автоматического поддержания заданной скорости и при этом выбираются заранее определенные функциональные возможности (функции) F управления приводом, которые выполняются в зависимости от топографии предстоящего маршрута.
Такими функциями F могут быть:
- отклонение от скорости, заданной в системе автоматического поддержания скорости;
- пропуск или задержка переключения передачи; и
- предотвращение остановки транспортного средства.
Когда активированы указанные и им подобные функции, транспортное средство использует предшествующий маршрут для оптимизации эффективности работы транспортного средства. Использование этих функций F зависит от правильности дорожной информации.
Хотя дорожная информация может использоваться в большей степени при работе системы автоматического поддержания заданной скорости, однако применение изобретения не ограничивается только этим вариантом. В процессе ручного управления движением транспортного средства управляемым параметром может быть предельная величина вращающего момента или включение генератора или другой системы транспортного средства, когда это целесообразно с точки зрения топографии.
Когда используется одна из вышеуказанных функций F, в настоящем изобретении осуществляется оценка фактического результата использования этой функции и сравнивается с расчетным результатом ее использования. Если фактический результат функции F не соответствует ожидаемому результату, показатель качества дорожной информации снижают. Фактический результат может определяться и сравниваться в процессе выполнения функции и/или после ее выполнения. Подходящим параметром для оценки результата выполнения функции могут быть расчетная и фактическая скорость транспортного средства в определенной точке, например на вершине холма. Величина, на которую снижают показатель качества данных, зависит от отклонения от расчетного результата. Таким образом, если возникает большое отклонение фактического результата от расчетного, то в следующий раз для этого маршрута будет выбираться другой источник дорожной информации. Однако изобретение не ограничивается вышеуказанными ранее известными функциями F: оценка качества дорожной информации может быть сделана с использованием любой другой функции F, которая зависит от топографической дорожной информации.
Если по результатам сравнения фактической и расчетной величин выполняется изменение показателя качества данных, то дорожная информация сохраняется на стадии Н с новой величиной показателя качества.
Далее, в процессе прохождения по маршруту выполняется запись G маршрута.
Для записи маршрута используется информация, поступающая из датчика Р местонахождения и из других датчиков I, в состав которых входит по меньшей мере датчик высоты над уровнем моря (датчик уклона, GPS или другие подходящие устройства), причем могут записываться и другие параметры, измеряемые как датчиками самого транспортного средства, так и внешними источниками, а также погода, ветер и т.п.
На стадии Н осуществляется оценка записываемой и используемой дорожной информации. На стадии Н принимается решение о сохранении записи дорожной информации в локальной базе С данных или ее отбрасывании на стадии Т. Запись сохраняется, если:
- в локальной базе С данных отсутствует дорожная информация по маршруту и нет никаких признаков, что записываемая дорожная информация испорчена; или
- в результате использования средней величины дорожной информации из локальной базы С данных получено отклонение между фактическим и расчетным результатом выполнения функции F, превышающее заданное пороговое значение; и/или
- записываемая дорожная информации отклоняется от средней величины, записанной в локальной базе данных, более чем на заданное пороговое значение; и/или
- записываемая дорожная информации отклоняется более чем на заданное пороговое значение, записанное в локальной базе данных, причем в этом случае записываемая дорожная информация сохраняется отдельно.
На стадии Н осуществляется оценка выполнения функции F. Если определяется, что отклонение между фактическим и расчетным результатом выполнения функции превышает заданное пороговое значение, то может быть выполнена оценка качества используемой дорожной информации.
Если новая записываемая дорожная информация отличается от средней величины менее чем на заданное значение (в процентах), то записываемая дорожная информация используется при определении средней величины.
Запись сравнивается с дорожной информацией, уже существующей в локальной базе данных, в результате чего может быть принято решение о необходимости и порядке сохранения этой записи. Большая величина отклонения между записываемой дорожной информацией и существующей средней величиной в локальной базе данных может быть вызвана ошибками в записи или изменением маршрута. Если вторая запись отклоняется менее чем на второе заданное значение (в процентах) от первой записи, то из этих двух записей формируется новая средняя величина, в результате чего в локальной базе данных будет сохраняться новая средняя величина.
Также осуществляется передача дорожной информации из локальной базы С данных в базу данных автотранспортной компании. Такая передача может осуществляться постоянно по линии беспроводной связи или же, когда транспортное средство находится на станции обслуживания или в другом подходящем месте.
Как это было описано выше, способ, предложенный в изобретении, обеспечивает улучшение обеспечения дорожной информацией. При сохранении новой информации повышается качество дорожной информации в базах (В, С) данных, в результате чего в следующий раз этот же маршрут может быть пройден с большей эффективностью. Содержание дорожной информации обогащается за счет использования новых записей по мере продвижения транспортного средства по маршруту и путем обновления показателей качества используемой дорожной информации.