CN108444492A - 一种电动汽车路径规划系统及规划方法 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车路径规划系统及规划方法，其规划方法的具体步骤为：该方法将电量检测模块、距离测量模块的数据同时传输到数据比较模块，数据比较模块将所接收到的数据与原储存数据进行对比后传输到数据处理模块，将经过分析处理后的数据传输给路径规划模块，经路径规划模块规划后选择最优路径信息并由GPS定位模块对目的地进行导航行驶。本发明用于为电动汽车合理规划一条路径，降低寻找充电桩的难度，使得电动汽车在电量过低时能够及时为电动汽车找到充电桩进行充电，顺利到达驾驶者预定的目的地。为驾驶者提前规划行驶路径，方便了电动汽车的出行，提高了驾驶者的驾驶体验。

Description

一种电动汽车路径规划系统及规划方法

技术领域

本发明涉及路径规划方法，具体涉及一种电动汽车路径规划系统及规划方法。

背景技术

随着石油危机问题的频发，全球大气污染和气候变暖问题的日益恶化，电动汽车凭借其节能、环保的优势已经发展成为一种必然趋势。由于全国范围内的加油站部署较多，普通燃油汽车一次性加满油后，汽车续航距离较长，不用担心在燃油消耗完之前找不到加油站的情况。更重要的是，汽车加油过程十分方便快捷，不要需要漫长的等待时间。然而，电动汽车使用电池作为能量源，其能量密度限制了电动汽车的最大行驶里程。就目前国内的现状分析，充电桩的部署情况远远不如加油站部署那么多。而且为电动汽车的电池充满电需要时间长，且没有普通燃油汽车加油那么便捷，以上原因也就造成了电动汽车充电难的问题，如果在驾驶电动汽车出门时，缺乏一个良好的路径和规划，很可能造成驾驶者在驾车时找不到充电站无法及时为电动汽车充电，而为行程带上很多麻烦。如果能为电动汽车的出行合理规划一条路径，使得电动汽车在快没电时，能够及时为电动汽车充电，保证电动汽车能够顺利到达目的地，并且大幅提高驾驶者的驾驶体验。基于此，本发明提供了一种电动汽车的路径规划系统及规划方法。

发明内容

本发明的目的是为电动汽车提供一种路径规划系统及规划方法，降低寻找充电桩的难度，使得电动汽车能够及时得到充电，顺利到达目的地并且能够为下次出行做好准备。

本发明的技术方案是：一种电动汽车路径规划方法，将电量检测模块、距离测量模块的数据同时传输到数据比较模块，数据比较模块将所接收到的数据与原储存数据进行对比后传输到数据处理模块，将经过分析处理后的数据传输给路径规划模块，经路径规划模块规划后选择最优路径信息并由GPS定位模块对目的地进行导航行驶，其具体步骤为：

S1、以初始出发点为原始起点，以最终目的地为原始终点，采用距离测量模块测量原始起点到原始终点的直线路线距离输入至数据比较模块内进行数据存储；

S2、由电量检测模块检测电动汽车的当前电量，根据当前电量计算出电动汽车的最大行驶距离并输入到数据比较模块内，若步骤S1中的直线路线距离大于最大行驶距离则进行充电桩的搜索，同时记录搜索充电桩的数据，备用；

S3、将步骤S1和S2中数据比较模块和搜索充电桩的数据传送到数据处理模块，经过数据处理模块的处理分析后输送到路径规划模块，路径规划模块规划好行驶时间最短和行驶距离最短的路径，同时计算以该路径到达目的地后的剩余电量；

S4、根据剩余电量判断以该剩余电量对应的最大行驶距离范围内是否存在充电桩，若存在充电桩则规划1-3条最佳行驶路径并且将所述最佳行驶路径提供给驾驶者；

S5、驾驶者按照路径规划模块提供的最佳行驶路径选择所需路径，并且通过GPS定位模块所指引的路线进行行驶。

进一步优化，所述步骤S2还包括以下子步骤：

S21、所述步骤S2中充电桩的搜索方法为以原始起点和原始终点之间连接线的中分线作为角平分线，在弧度为60-120°的弧形范围内寻找充电桩的位置以及所设定的数量，在剩余电量所能行驶最大距离内选择离驾驶者距离最近的充电桩。

S22、基于步骤S21汽车达到最近的充电桩完成充电后，则需要以该充电桩为新起点，对行驶时间最短和行驶距离最短的路径进行重新规划，并将规划后的路径提供给驾驶者直至汽车到达原始终点为止。

进一步优化，所述步骤S21后还包括：

S23、若步骤S21中搜索不到充电桩，将步骤S21中充电桩的搜索范围扩大，其方法为在以起点和终点之间连接线作为其中一对边中线的四边形范围内搜索充电桩的位置以及充电桩所设定的数量。

进一步优化，所述步骤S4中最佳行驶路径为耗时最短的路径。

进一步优化，所述步骤S4中最佳行驶路径为耗电量最少的路径。

进一步优化，所述步骤S4中最佳行驶路径为行驶距离最短的路径。

S5之后还包括：

S6、若驾驶者行车偏离了选定路径，要给驾驶者发出警告，并重新根据当前位置为驾驶者重新规划一条新的行驶路径。

一种电动汽车路径规划方法所用的控制系统，包括电量检测模块、距离测量模块、数据比较模块、数据处理模块、路径规划模块和GPS定位模块，

所述电量检测模块用于检测电动汽车的当前电量，然后根据当前电量计算出汽车的最大行驶距离并将最大行驶距离输入到数据比较模块内；

所述距离测量模块用于测量实际起点与实际终点之间的实际路径距离，并将检测到的距离信号传输给所述数据比较模块；

所述数据比较模块分别与所述电量检测模块和所述距离测量模块相连，用于将当前电量能行驶的最大行驶距离与实际路径距离做对比；

所述数据处理模块与所述数据比较模块双向连接，用于接收电量检测模块和数据比较模块的数据并将出具经行处理分析；

所述路径规划模块与所述数据处理模块相连，用于规划最佳行驶路径；

所述GPS定位模块与所述路径规划模块相连，用于接收数据处理模块的信息并进行目的地定位。

本发明的有益效果为：

一、该系统将电量检测模块和距离测量模块检测到的数据信息与数据比较模块内原有数据进行对比分析处理后传输给路径规划模块，经路径规划模块规划后选择最优路径信息并由GPS定位模块对目的地进行定位导航；

二、充电桩的搜索方式采用从小范围至大范围的逐步搜索，首先以起点和终点之间连接线的中分线作为角平分线进行小范围的搜索，其方法为在弧度为60-120°的弧形范围内搜索寻找充电桩的位置以及所设定的数量，如果搜索到的充电桩不符合要求，则扩大搜索范围，即以起点和终点之间连接线作为直径、以连接线的终点为圆心的圆形范围内搜索充电桩的位置以及充电桩所设定的数量，采用该种方法可以有效进行充电桩定位；

三、据本发明实施例的电动汽车路径规划，通过收集充电桩的位置信息，电动汽车的当前位置，当前剩余电量以及目的地位置，根据数据处理模块对行驶路径数据进行计算，确定从起点到终点途中的充电站序列，并根据确定好的充电站序列为电动汽车提前做好路径规划，在电动汽车偏离驾驶者选定的路径后，及时提醒和驾驶者，并根据车辆的实时位置重新为车辆规划一条新的路径，更加智能便捷；

综上所述，本发明能有效降低寻找充电桩的难度，使得电动汽车在电量过低时能够及时为电动汽车找到充电桩进行充电，顺利到达驾驶者预定的目的地且为再次出行做好充分准备。

附图说明

图1 为本发明的控制系统方框图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的以及有益效果易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

一种电动汽车路径规划系统及规划方法，其具体实施方式为：一种电动汽车路径规划系统，包括电量检测模块、距离测量模块、数据比较模块、数据处理模块、路径规划模块和GPS定位模块，所述电量检测模块用于检测电动汽车的当前电量，然后根据当前电量计算出汽车的最大行驶距离并将最大行驶距离输入到数据比较模块内；所述距离测量模块用于测量实际起点与实际终点之间的实际路径距离，并将检测到的距离信号传输给所述数据比较模块；所述数据比较模块分别与所述电量检测模块和所述距离测量模块相连，用于将当前电量能行驶的最大行驶距离与实际路径距离对比；所述数据处理模块与所述数据比较模块双向连接，用于接收电量检测模块和数据比较模块的数据并将出具经行处理分析；所述路径规划模块与所述数据处理模块相连，用于规划最佳行驶路径；所述GPS定位模块与所述路径规划模块相连，用于接收数据处理模块的信息并进行目的地定位。

采用电动汽车路径规划系统的规划方法，将电量检测模块、距离测量模块的数据同时传输到数据比较模块，数据比较模块将所接收到的数据与原储存数据进行对比后传输到数据处理模块，将经过分析处理后的数据传输给路径规划模块，经路径规划模块规划后选择最优路径信息并由GPS定位模块对目的地进行导航行驶，其具体步骤为：

首先以初始出发点为原始起点，以最终目的地为原始终点，采用距离测量模块测量原始起点到原始终点的直线路线距离输入至数据比较模块内进行数据存储，由电量检测模块检测电动汽车的当前电量，根据当前电量计算出电动汽车的最大行驶距离并输入到数据比较模块内，若直线路线距离大于最大行驶距离则进行充电桩的搜索，同时记录搜索充电桩的数据，然后将数据比较模块和搜索充电桩的数据传送到数据处理模块，经过数据处理模块的处理分析后输送到路径规划模块，路径规划模块规划好行驶时间最短和行驶距离最短的路径，同时计算以该路径到达目的地后的剩余电量，接着根据剩余电量判断以该剩余电量对应的最大行驶距离范围内是否存在充电桩，若存在充电桩则规划1-3条最佳行驶路径并且将所述最佳行驶路径提供给驾驶者，最后驾驶者按照路径规划模块提供的最佳行驶路径选择所需路径，并且通过GPS定位模块所指引的路线进行行驶。

所述充电桩的搜索方法为从小范围到大范围的逐步搜索，小范围搜索的方法为以起点和终点之间连接线的中分线作为角平分线，在弧度为60-120°的弧形范围内寻找充电桩的位置以及所设定的数量，选择离剩余电量所能行驶最大距离最近的充电桩；如果在小范围内没有搜索到符合要求位置的充电桩以及充电桩的数量就要扩大搜索范围，大范围的搜索方法为其方法为在以起点和终点之间连接线作为其中一对边中线的四边形范围内搜索充电桩的位置以及充电桩所设定的数量，选定最佳充电桩后，电动汽车行驶至最佳充电桩充电后，应以该充电桩为起点、以原终点为终点重新规划路径，若在重新规划好的路径中还需要寻找充电桩，其寻找方法为以充电桩和原终点的连线为角平分线，开始先以一个小角度的扇形范围内搜索，如果搜索不到合适的则继续扩大角度直到出现合适的多个候选充电桩，并且比较从起点和终点到各充电桩的实际路线距离。

在本发明中，需要说明的是若驾驶者行车偏离了选定路径，要给驾驶者发出警告，并重新根据当前位置为驾驶者重新规划一条新的行驶路径。

进一步优化，所述最佳行驶路径为耗时最短的路径。

进一步优化，所述最佳行驶路径为耗电量最少的路径。

进一步优化，所述最佳行驶路径为行驶距离最短的路径。

进一步优化，所述步骤S2还包括以下子步骤：

基于步骤S21汽车达到最近的充电桩完成充电后，则需要以该充电桩为新起点，对行驶时间最短和行驶距离最短的路径进行重新规划，并将规划后的路径提供给驾驶者直至汽车到达原始终点为止。

以上显示和描述了本发明的主要特征、使用方法、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，将电量检测模块、距离测量模块的数据同时传输到数据比较模块，数据比较模块将所接收到的数据与原储存数据进行对比后传输到数据处理模块，将经过分析处理后的数据传输给路径规划模块，经路径规划模块规划后选择最优路径信息并由GPS定位模块对目的地进行导航行驶，其具体步骤为：

S1、以初始出发点为原始起点，以最终目的地为原始终点，采用距离测量模块测量原始起点到原始终点的直线路线距离输入至数据比较模块内进行数据存储；

S2、由电量检测模块检测电动汽车的当前电量，根据当前电量计算出电动汽车的最大行驶距离并输入到数据比较模块内，若步骤S1中的直线路线距离大于最大行驶距离则进行充电桩的搜索，同时记录搜索充电桩的数据，备用；

S3、将步骤S1和S2中数据比较模块和搜索充电桩的数据传送到数据处理模块，经过数据处理模块的处理分析后输送到路径规划模块，路径规划模块规划好行驶时间最短和行驶距离最短的路径，同时计算以该路径到达目的地后的剩余电量；

S4、根据剩余电量判断以该剩余电量对应的最大行驶距离范围内是否存在充电桩，若存在充电桩则规划1-3条最佳行驶路径并且将所述最佳行驶路径提供给驾驶者；

S5、驾驶者按照路径规划模块提供的最佳行驶路径选择所需路径，并且通过GPS定位模块所指引的路线进行行驶。

2.根据权利要求1所述一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下子步骤：

S21、所述步骤S2中充电桩的搜索方法为以原始起点和原始终点之间连接线的中分线作为角平分线，在弧度为60-120°的弧形范围内寻找充电桩的位置以及所设定的数量，在剩余电量所能行驶最大距离内选择离驾驶者距离最近的充电桩；

S22、基于步骤S21汽车达到最近的充电桩完成充电后，则需要以该充电桩为新起点，对行驶时间最短和行驶距离最短的路径进行重新规划，并将规划后的路径提供给驾驶者直至汽车到达原始终点为止。

3.根据权利要求1所述一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，所述步骤S21后还包括：

S23、若步骤S21中搜索不到充电桩，将步骤S21中充电桩的搜索范围扩大，其方法为在以起点和终点之间连接线作为其中一对边中线的四边形范围内搜索充电桩的位置以及充电桩所设定的数量。

4.根据权利要求1所述一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4中最佳行驶路径为耗时最短的路径。

5.根据权利要求1所述一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4中最佳行驶路径为耗电量最少的路径。

6.根据权利要求1所述一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4中最佳行驶路径为行驶距离最短的路径。

7.根据权利要求1所述一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，

S6、若驾驶者行车偏离了选定路径，要给驾驶者发出警告，并重新根据当前位置为驾驶者重新规划一条新的行驶路径。

8.根据权利要求1所述一种电动汽车路径规划方法所用的控制系统，其特征在于，包括电量检测模块、距离测量模块、数据比较模块、数据处理模块、路径规划模块和GPS定位模块；

所述电量检测模块用于检测电动汽车的当前电量，然后根据当前电量计算出汽车的最大行驶距离并将最大行驶距离输入到数据比较模块内；

所述距离测量模块用于测量实际起点与实际终点之间的实际路径距离，并将检测到的距离信号传输给所述数据比较模块；

所述数据比较模块分别与所述电量检测模块和所述距离测量模块相连，用于将当前电量能行驶的最大行驶距离与实际路径距离做对比；

所述数据处理模块与所述数据比较模块双向连接，用于接收电量检测模块和数据比较模块的数据并将出具经行处理分析；

所述路径规划模块与所述数据处理模块相连，用于规划最佳行驶路径；

所述GPS定位模块与所述路径规划模块相连，用于接收数据处理模块的信息并进行目的地定位。