基于多源信息融合的电动汽车能源控制调节系统及方法

摘要

本发明涉及新能源汽车控制调节技术领域，具体为基于多源信息融合的电动汽车能源控制调节系统及方法，包括车联网数据记录模块、临界距离分析模块、第一考察区间分析模块、综合评价指标分析模块、实时状态评估模块和模式调整信号传输模块；车联网数据记录模块用于获取车联网记录任意电动汽车的行驶状态数据和安全事件数据；临界距离分析模块用于分析电动汽车进行能量回收的临界距离；第一考察区间分析模块用于输出能量回收状态数据对应的第一考察区间；综合评价指标分析模块用于将人员状态指数和驾驶风险指数作为第一考察区间的综合评价指标；实时状态评估模块用于判断实时监测过程中车联网记录能量回收状态数据是否属于第一考察区间。

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车控制调节技术领域，具体为基于多源信息融合的电动汽车能源控制调节系统及方法。

背景技术

随着节能减排的口号越喊越亮，各种新能源汽车、混合动力车型使用的新技术，在节能环保和核心动力两大主题上各展风采，而动能回收系统的使用则统一地提升了汽车的动力性和经济性，该系统通过技术手段将车身制动能量、车身上下跳跃的能量、发动机缸内能量存储起来，并在汽车加速过程中将其作为辅助动力释放；但是在实际驾驶体验上，不同驾驶人员对于新能源汽车的驾驶习惯从以往油车的纠正度不同，导致对新能源汽车在能量回收模式的应用上体验不一；使得乘坐人员在乘坐过程中通常会感到不适，且现有大部分新能源汽车应用于网约车和出租车，将乘坐人员的舒适安全作为考量是新能源汽车目前发展的关键点；且如何分析使得系统可以自适应的针对不同的驾驶人员的驾驶风格进行能量回收模式的智能切换也是值得研究的问题，实现安全、舒适和高效回收的有效调校。

发明内容

本发明的目的在于提供基于多源信息融合的电动汽车能源控制调节系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于多源信息融合的电动汽车能源控制调节方法，包括以下分析步骤：

步骤S1：获取车联网记录任意电动汽车的行驶状态数据和安全事件数据，行驶状态数据包括能量回收状态数据和车内人员状态数据，能量回收状态数据包括执行强度和能量回收数值，安全事件是指驾驶人员驾驶电动汽车由于能量回收造成的安全事件；基于行驶状态数据和安全事件数据，分析电动汽车进行能量回收的临界距离；

步骤S2：基于临界距离，提取行驶状态数据中满足临界距离的制动方式，当电动汽车与所需制动的障碍物的实际距离小于等于临界距离时，传输对应制动方式预警信号；当电动汽车与所需制动的障碍物的实际距离大于临界距离时，以电动汽车记录每次能量回收周期内的行驶状态数据为一分析单元，输出能量回收状态数据对应的第一考察区间；

步骤S3：基于第一考察区间，以电动汽车内人员状态数据为第一依据，评估人员状态指数；以安全事件数据为第二依据，评估驾驶风险指数；将人员状态指数和驾驶风险指数作为第一考察区间的综合评价指标；

步骤S4：判断实时监测过程中车联网记录能量回收状态数据是否属于第一考察区间，并获取监测周期内的实时综合评价指标，监测周期是指电动汽车内除去驾驶人员外新增人员时刻到记录能量回收状态数据属于第一考察区间时刻对应的时长；基于实时综合评价指标与综合评价指标的数值关系输出模式调整信号。

进一步的，步骤S1中分析电动汽车能量回收的临界距离包括以下分析步骤：

步骤S11：安全事件数据包括制动未成功安全事件；提取第i次制动未成功安全事件中的开始制动到障碍物位置的距离为目标距离L

步骤S12：提取制动数据组中目标距离L

步骤S13：计算制动数据组P

说明在最远距离情况下驾驶人员使用了较强的制动回收效果仍没有使车安全停下说明该距离可作为临界预警安全距离，而在目标能量回收值小于平均值时说明可能是由于驾驶员操控的力度不够从而没有实现车辆停止，故需进一步确定安全距离。

进一步的，步骤S2包括以下分析步骤：

提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的音源信息，当音源信息存在目标关键词时，输出第一特征值为1，目标关键词是指与晕车一词相似度大于等于相似度阈值对应的关键词；当音源信息不存在目标关键词时，输出第一特征值为0；

提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的图像信息和完成乘坐需求后的评价信息，标记评价信息中存在目标关键词时所对应能量回收周期内记录的图像信息为第一图像，以及不存在目标关键词时所对应能量回收周期内记录的图像信息为第二图像；

提取第二图像中除去驾驶人员外乘坐人员发生身体移动的频率T

获取第一图像中除去驾驶人员外乘坐人员发生身体移动的频率T

当在能量回收周期内乘坐人员的身体移动频率大于第一预警值时，输出第二特征值为1，反之输出第二特征值为0；

标记能量回收周期内特征值之和为2和1时对应的能量回收状态数据，提取能量回收数值最小值和最大值输出为第一考察区间。分析图像信息中乘坐人员身体移动的频率是为了判断在乘坐人员感到不适情况下的身体行为特征，因为在能量回收过程中往往会造成因驾驶人员一味实现高强度动能回收，造成车辆降速过快乘客晕车的情况。不同驾驶员对于新能源车辆的操控习惯不同，有的还未适应与以往油车不同机械构造就会造成车辆驾驶“不稳”的情况产生；所以本申请通过对不同电动汽车的实时状态进行系统分析以提醒驾驶人员安全、节能和舒适驾驶。

进一步的，步骤S3包括以下分析步骤：

获取电动汽车内乘坐人员发生身体移动时稳定时长的最小值h

安全事件数据还包括操作失误安全事件，提取操作失误安全事件所处监测周期内的驾驶人员脚部放在加速踏板上的持续时长h

X

利用公式：

Z＝a

计算第一考察区间内对应的综合评价指标Z，其中a

进一步的，步骤S4包括以下分析步骤：

模式调整信号包括稳定性优先驾驶模式信号和能耗优先驾驶模式信号；

获取监测过程中的实时能量回收状态数据，

当实时能量回收状态数据属于第一考察区间时，获取实时综合评价指标，当实时综合评价指标大于等于综合评价指标时，系统输出稳定性优先驾驶模式信号；当实时综合评价指标小于综合评价指标时，系统输出能耗优先驾驶模式信号；

如果属于说明驾驶员存在利用能量回收制动方式过于突兀，可能存在导致车内人员不适的情况，所以要进一步的评估是否满足实际情况，判断乘客是否会产生不适体验；从而提高系统对实时车辆进行能量回收模式在安全、高效和舒适综合分析上的预警提醒；

当实时能量回收状态数据不属于第一考察区间时且电动汽车内无乘坐人员时，系统输出能耗优先驾驶模式信号。

电动汽车能源控制调节系统，包括车联网数据记录模块、临界距离分析模块、第一考察区间分析模块、综合评价指标分析模块、实时状态评估模块和模式调整信号传输模块；

车联网数据记录模块用于获取车联网记录任意电动汽车的行驶状态数据和安全事件数据；

临界距离分析模块用于基于行驶状态数据和安全事件数据，分析电动汽车进行能量回收的临界距离；

第一考察区间分析模块用于输出能量回收状态数据对应的第一考察区间；

综合评价指标分析模块用于以电动汽车内人员状态数据为第一依据，评估人员状态指数；以安全事件数据为第二依据，评估驾驶风险指数，将人员状态指数和驾驶风险指数作为第一考察区间的综合评价指标；

实时状态评估模块用于判断实时监测过程中车联网记录能量回收状态数据是否属于第一考察区间；

模式调整信号传输模块用于基于实时综合评价指标与综合评价指标的数值关系输出模式调整信号。

进一步的，临界距离分析模块包括制动数据组构建单元、目标数据提取单元和临界距离输出单元；

制动数据组构建单元用于将目标距离与对应的能量回收数值构成制动数据组；

目标数据提取单元用于提取制动数据组中目标距离L

临界距离输出单元用于分析目标能量回收值与平均值的大小关系，并提取目标能量回收值大于等于平均值时对应的目标距离为临界距离。

进一步的，第一考察区间分析模块包括音源信息分析单元、图像信息分析单元、特征值界定单元和第一考察区间输出单元；

音源信息分析单元用于提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的音源信息并分析存在目标关键词的特征数据；

图像信息分析单元用于提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的图像信息和完成乘坐需求后的评价信息，并分析对应的特征数据；

特征值界定单元用于基于特征数据界定特征值；

第一考察区间输出单元用于标记能量回收周期内特征值之和为2和1时对应的能量回收状态数据，提取能量回收数值最小值和最大值输出为第一考察区间。

进一步的，综合评价指标分析模块包括人员状态指数分析单元、驾驶风险指数分析单元和综合评价指标计算单元；

人员状态指数分析单元用于获取电动汽车内乘坐人员发生身体移动时稳定时长的最小值，计算人员状态指数；

驾驶风险指数分析单元用于提取操作失误安全事件所处监测周期内的驾驶人员脚部放在加速踏板上的持续时长，并计算驾驶风险指数；

综合评价指数计算单元用于基于人员状态指数和驾驶风险指数计算输出综合评价指数。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对车联网中记录的驾驶数据进行提取分析，限定最高等级的安全距离，保证无论处于何种状态，安全作为第一参考等级在需要紧急制动的事件中；除此之外，本发明通过对可能造成乘客不舒适的能量回收区间进行分析，提取区间对应的综合评估指数，以在实时监测过程中可以度量当前状态下用户是否感到不适以传输模式调整信号给驾驶员，在保证乘客安全舒适的前提下进行能量回收；所以本发明不仅基于乘坐人员还对驾驶人员适应性分析，不同驾驶员对于新能源车辆的操控习惯不同，有的还未适应与以往油车不同机械构造就会造成车辆驾驶“不稳”的情况产生；所以通过对不同电动汽车的实时状态进行系统分析以提醒驾驶人员安全、节能和舒适驾驶，实现安全、舒适和高效能量回收的有效调校。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明基于多源信息融合的电动汽车能源控制调节系统的结构示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供技术方案：基于多源信息融合的电动汽车能源控制调节方法，包括以下分析步骤：

步骤S1：获取车联网记录任意电动汽车的行驶状态数据和安全事件数据，行驶状态数据包括能量回收状态数据和车内人员状态数据，能量回收状态数据包括执行强度和能量回收数值，安全事件是指驾驶人员驾驶电动汽车由于能量回收造成的安全事件；安全事件可以为电动汽车通过能量回收进行制动时未能及时停车发生碰撞，以及驾驶人员由于长时间将脚放在加速踏板上由于操作失误造成的安全事件；基于行驶状态数据和安全事件数据，分析电动汽车进行能量回收的临界距离；执行强度可以通过在脚踏板上设置传感器获取压力数值作为执行强度；

步骤S2：基于临界距离，提取行驶状态数据中满足临界距离的制动方式，当电动汽车与所需制动的障碍物的实际距离小于等于临界距离时，传输对应制动方式预警信号；当电动汽车与所需制动的障碍物的实际距离大于临界距离时，以电动汽车记录每次能量回收周期内的行驶状态数据为一分析单元，输出能量回收状态数据对应的第一考察区间；满足临界距离的制动方式是指在行驶状态数据中存在驾驶员在到达临界距离时成功制动对应的能量回收数值和执行强度；

步骤S3：基于第一考察区间，以电动汽车内人员状态数据为第一依据，评估人员状态指数；以安全事件数据为第二依据，评估驾驶风险指数；将人员状态指数和驾驶风险指数作为第一考察区间的综合评价指标；

步骤S4：判断实时监测过程中车联网记录能量回收状态数据是否属于第一考察区间，并获取监测周期内的实时综合评价指标，监测周期是指电动汽车内除去驾驶人员外新增人员时刻到记录能量回收状态数据属于第一考察区间时刻对应的时长；基于实时综合评价指标与综合评价指标的数值关系输出模式调整信号。能量回收周期小于监测周期时长。

步骤S1中分析电动汽车能量回收的临界距离包括以下分析步骤：

步骤S11：安全事件数据包括制动未成功安全事件，制动未成功安全事件是表示在遇到障碍物需要制动时未能在碰到障碍物前实现电动汽车的车辆停止；提取第i次制动未成功安全事件中的开始制动到障碍物位置的距离为目标距离L

步骤S12：提取制动数据组中目标距离L

步骤S13：计算制动数据组P

说明在最远距离情况下驾驶人员使用了较强的制动回收效果仍没有使车安全停下说明该距离可作为临界预警安全距离，而在目标能量回收值小于平均值时说明可能是由于驾驶员操控的力度不够从而没有实现车辆停止，故需进一步确定安全距离。

步骤S2包括以下分析步骤：

提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的音源信息，当音源信息存在目标关键词时，输出第一特征值为1，目标关键词是指与晕车一词相似度大于等于相似度阈值对应的关键词；当音源信息不存在目标关键词时，输出第一特征值为0；

提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的图像信息和完成乘坐需求后的评价信息，标记评价信息中存在目标关键词时所对应能量回收周期内记录的图像信息为第一图像，以及不存在目标关键词时所对应能量回收周期内记录的图像信息为第二图像；

提取第二图像中除去驾驶人员外乘坐人员发生身体移动的频率T

获取第一图像中除去驾驶人员外乘坐人员发生身体移动的频率T

当在能量回收周期内乘坐人员的身体移动频率大于第一预警值时，输出第二特征值为1，反之输出第二特征值为0；

标记能量回收周期内特征值之和为2和1时对应的能量回收状态数据，提取能量回收数值最小值和最大值输出为第一考察区间。若是特征值2或1对应的能量回收数值均相同时，则第一考察区间为具体数值，具体数值是指能量回收数值。

分析图像信息中乘坐人员身体移动的频率是为了判断在乘坐人员感到不适情况下的身体行为特征，因为在能量回收过程中往往会造成因驾驶人员一味实现高强度动能回收，造成车辆降速过快乘客晕车的情况。不同驾驶员对于新能源车辆的操控习惯不同，有的还未适应与以往油车不同机械构造就会造成车辆驾驶“不稳”的情况产生；所以本申请通过对不同电动汽车的实时状态进行系统分析以提醒驾驶人员安全、节能和舒适驾驶。

图像信息和音源信息均由车联网进行记录，如在申请网约车的新能源车辆中需要进行摄像设备的安装，而这些摄像设备需要进行备案和联网进行监控，且在现有的打车软件中会存在一些给司机评分的情况，从评分数据可以一定程度的反映出乘客对车辆的行驶状态的参考感受。

步骤S3包括以下分析步骤：

获取电动汽车内乘坐人员发生身体移动时稳定时长的最小值h

安全事件数据还包括操作失误安全事件，操作失误安全事件是指驾驶人员由于长时间将脚放在加速踏板上由于操作失误造成的安全事件；在新能源汽车的行驶过程中如需利用能量回收常导致驾驶人员习惯将脚放在加速踏板上，从而导致出现紧急情况可能会出现不能第一时间反应转换到制动踏板，造成安全事故；提取操作失误安全事件所处监测周期内的驾驶人员脚部放在加速踏板上的持续时长h

X

利用公式：

Z＝a

计算第一考察区间内对应的综合评价指标Z，其中a

步骤S4包括以下分析步骤：

模式调整信号包括稳定性优先驾驶模式信号和能耗优先驾驶模式信号；

稳定性优先驾驶模式信号是在实际驾驶中以驾驶的安全和舒适为优先选择前提的模式，能耗优先驾驶模式是在实际驾驶中以能量回收多为优先选择前提的模式；如稳定性优先驾驶模式在开始时能量回收控制不得超过第一考察区间；

获取监测过程中的实时能量回收状态数据，

当实时能量回收状态数据属于第一考察区间时，获取实时综合评价指标，当实时综合评价指标大于等于综合评价指标时，系统输出稳定性优先驾驶模式信号；当实时综合评价指标小于综合评价指标时，系统输出能耗优先驾驶模式信号；

实时综合评价指标是获取实时状态下乘坐人员的身体移动稳定时长替换最小值计算实时人员状态指数，以及实时持续时长替换最小值持续时长计算驾驶风险指数；

如第一考察区间为[10％,15％]，实时能量回收状态数值为11％，则为属于；如果属于说明驾驶员存在利用能量回收制动方式过于突兀，可能存在导致车内人员不适的情况，所以要进一步的评估是否满足实际情况，判断乘客是否会产生不适体验；从而提高系统对实时车辆进行能量回收模式在安全、高效和舒适综合分析上的预警提醒；

当实时能量回收状态数据不属于第一考察区间时且电动汽车内无乘坐人员时，系统输出能耗优先驾驶模式信号。

电动汽车能源控制调节系统，包括车联网数据记录模块、临界距离分析模块、第一考察区间分析模块、综合评价指标分析模块、实时状态评估模块和模式调整信号传输模块；

车联网数据记录模块用于获取车联网记录任意电动汽车的行驶状态数据和安全事件数据；

临界距离分析模块用于基于行驶状态数据和安全事件数据，分析电动汽车进行能量回收的临界距离；

第一考察区间分析模块用于输出能量回收状态数据对应的第一考察区间；

综合评价指标分析模块用于以电动汽车内人员状态数据为第一依据，评估人员状态指数；以安全事件数据为第二依据，评估驾驶风险指数，将人员状态指数和驾驶风险指数作为第一考察区间的综合评价指标；

实时状态评估模块用于判断实时监测过程中车联网记录能量回收状态数据是否属于第一考察区间；

模式调整信号传输模块用于基于实时综合评价指标与综合评价指标的数值关系输出模式调整信号。

临界距离分析模块包括制动数据组构建单元、目标数据提取单元和临界距离输出单元；

制动数据组构建单元用于将目标距离与对应的能量回收数值构成制动数据组；

目标数据提取单元用于提取制动数据组中目标距离L

临界距离输出单元用于分析目标能量回收值与平均值的大小关系，并提取目标能量回收值大于等于平均值时对应的目标距离为临界距离。

第一考察区间分析模块包括音源信息分析单元、图像信息分析单元、特征值界定单元和第一考察区间输出单元；

音源信息分析单元用于提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的音源信息并分析存在目标关键词的特征数据；

图像信息分析单元用于提取能量回收周期内车内人员状态数据记录的图像信息和完成乘坐需求后的评价信息，并分析对应的特征数据；

特征值界定单元用于基于特征数据界定特征值；

第一考察区间输出单元用于标记能量回收周期内特征值之和为2和1时对应的能量回收状态数据，提取能量回收数值最小值和最大值输出为第一考察区间。

综合评价指标分析模块包括人员状态指数分析单元、驾驶风险指数分析单元和综合评价指标计算单元；

人员状态指数分析单元用于获取电动汽车内乘坐人员发生身体移动时稳定时长的最小值，计算人员状态指数；

驾驶风险指数分析单元用于提取操作失误安全事件所处监测周期内的驾驶人员脚部放在加速踏板上的持续时长，并计算驾驶风险指数；

综合评价指数计算单元用于基于人员状态指数和驾驶风险指数计算输出综合评价指数。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。