王嬰 徐溫溫 郭永杰 孫永安 魯志超

摘 要：隨著科技的逐步發(fā)展，高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS，Advanced Driver Assistant System）的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟與普遍，地圖數(shù)據(jù)不僅用于路徑規(guī)劃，還可用于車內(nèi)燈光控制、巡航控制、增強(qiáng)導(dǎo)航等。文章提出了一種基于導(dǎo)航的預(yù)測(cè)性控制方法，中控屏通過獲取地圖數(shù)據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)到總線上，發(fā)動(dòng)機(jī)針對(duì)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)判并制定相關(guān)策略，更改整車動(dòng)力性能。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法能夠有效提供道路信息，實(shí)現(xiàn)整車的節(jié)油性能。

關(guān)鍵詞：預(yù)測(cè)性控制;中控屏;發(fā)動(dòng)機(jī);節(jié)油性能

中圖分類號(hào)：U495 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）16-25-02

Abstract： With the development of science and technology， the application of advanced driver assistant system （ADAS） is very mature and common. Map data is not only used for path planning， but also for interior lighting control， cruise control， enhanced navigation， etc. This paper presents a predictive control method based on navigation. The Multi-Media interface（MMI）obtains the relevant data of map data and sends the data to the bus. The engine pre judges the relevant data and makes relevant strategies to change the vehicle's power performance. Through repeated experiments， this method can effectively provide road information and achieve fuel saving performance of the whole vehicle.

Keywords： Predictive control; MMI; Engine; Fuel saving performance

CLC NO.： U495 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）16-25-02

1 引言

近年來，隨著自動(dòng)駕駛的技術(shù)不斷成熟，ADAS的普及率也越來越高。ADAS系統(tǒng)[1]主要通過感知層、決策層及控制層完成信息的采集、判斷及執(zhí)行。目前，ADAS系統(tǒng)包含了行人監(jiān)測(cè)預(yù)警、車道偏離預(yù)警、自動(dòng)緊急制動(dòng)、全景泊車、駕駛員疲勞檢測(cè)等功能。

ADAS系統(tǒng)與周圍系統(tǒng)交互是基于ADASIS（Advanced Driver Assistant Systems Interface Specifications）實(shí)現(xiàn)的，即ADASIS是ADAS的接口說明。ADASIS中定義了地圖與ADAS的數(shù)據(jù)模型與傳輸方式（CAN總線）。

由于ADAS的感知層需要有各種傳感器達(dá)到監(jiān)測(cè)的目的，如激光雷達(dá)、攝像頭、紅外線傳感器等，不僅成本耗費(fèi)大，且監(jiān)測(cè)范圍有限，不能獲取更大范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，因此本文提出一種基于高精度導(dǎo)航地圖的預(yù)測(cè)性控制方法，該方法基于現(xiàn)有的高精度導(dǎo)航數(shù)據(jù)[2]，通過提取導(dǎo)航的坡度信息、曲率、航向等信息發(fā)向CAN總線[3]，發(fā)動(dòng)機(jī)獲取到相關(guān)信息后，執(zhí)行相應(yīng)的信息判斷及執(zhí)行策略，進(jìn)而進(jìn)而達(dá)到減少油耗的目的。

2 預(yù)測(cè)性導(dǎo)航控制方法

2.1 中控屏控制

本文預(yù)測(cè)性控制導(dǎo)航的數(shù)據(jù)是基于高精度地圖數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，如圖（a）所示，圖（b）為預(yù)測(cè)性控制導(dǎo)航的開關(guān)，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，中控屏發(fā)送部分元數(shù)據(jù)，如地圖供應(yīng)商、通訊協(xié)議版本、硬件版本等;當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，中控屏?xí)l(fā)送所有關(guān)于路徑的相關(guān)信息，由發(fā)動(dòng)機(jī)作相應(yīng)的判斷進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)。

2.2 交互原理

本文基于ADASIS V2傳輸相關(guān)路況信息，ADASIS V2數(shù)據(jù)中包含了兩大重要信息點(diǎn)：位置信息及道路信息。位置信息包含了路徑編號(hào)、偏移量、速度及與道路的相對(duì)方向等;道路信息包含了路徑編號(hào)、公路等級(jí)、道路組成、限速及各種交通標(biāo)志等，ADASIS V2傳輸時(shí)只傳輸最有可能的一條路徑信息，由于該信息與導(dǎo)航信息結(jié)合，因此ADASIS V2傳輸?shù)穆窙r信息為導(dǎo)航實(shí)際已經(jīng)規(guī)劃好的路線的相關(guān)信息。這樣基于導(dǎo)航高精度地圖提取道路的相關(guān)信息與相關(guān)探測(cè)設(shè)備相比，可以大范圍獲取前方路況，且大大降低成本。

另外，導(dǎo)航提供的路段信息使車輛提前感知，提前制定以經(jīng)濟(jì)性為指標(biāo)的輸出方案，使發(fā)送機(jī)更多的工作在高效區(qū)間，提高運(yùn)營(yíng)效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。

2.3 交互原理

地圖數(shù)據(jù)與發(fā)動(dòng)機(jī)交互原理如下所示：

當(dāng)中控預(yù)測(cè)性功能打開時(shí)，當(dāng)前GPS、導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)與當(dāng)前目標(biāo)路段圖層匹配，并在一定時(shí)間前發(fā)出事件預(yù)警，當(dāng)該信息通過中控屏發(fā)送至總線上時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)以油門開度為輸入，及時(shí)調(diào)整油門大小，并實(shí)時(shí)反饋發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能指標(biāo)，如轉(zhuǎn)速，扭矩百分比（或者真實(shí)扭矩，本文中使用扭矩百分比），發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式（PCC）目前分為5種，即平路、欲上坡加速、上坡減速、與下坡減速、下坡減速;變速箱根據(jù)預(yù)測(cè)性控制信息及發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整變速箱的檔位，進(jìn)而完成車輛最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力控制。

3 實(shí)驗(yàn)分析

為驗(yàn)證基于預(yù)測(cè)性導(dǎo)航的有效性，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇安康地區(qū)的多陡坡路段進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示：

由上述曲線圖中，PCC指發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)地圖的道路信息，確定自己處于那種工作模式，該模式是車輛在定速巡航狀態(tài)，由圖可知，定速巡航車速為80km/h，在PCC模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)具體根據(jù)路段情況，對(duì)車速進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)，從而整車的油耗下降，充分說明該方法的有效性。

4 結(jié)束語

本文提出了一種基于中控屏的預(yù)測(cè)性控制方法，該方法基于ADASIS V2協(xié)議提取相關(guān)路徑信息，然后將該信息通過中控屏發(fā)送到CAN總線，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU接收到該信號(hào)后，對(duì)信息作出判斷并有效改變發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約油耗的目的。經(jīng)過實(shí)際路況測(cè)試，當(dāng)打開預(yù)測(cè)性導(dǎo)航控制功能時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，改變當(dāng)前整車的運(yùn)行工況，調(diào)整噴油量、速度及檔位，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)進(jìn)而達(dá)到減少油耗的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 張志強(qiáng).ADAS的發(fā)展歷程及趨勢(shì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（01）：80-82.

[2] 陳志鋒.ADAS導(dǎo)航地圖高程畸變處理算法及實(shí)現(xiàn)[D].北京建筑大學(xué)，2019.

[3] 楊立琦.ADAS路試數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京交通大學(xué)，2016.