[發明專利]電動交通載具的導航路徑規劃計算機程序產品

有效

• 申請號: 201210539972.9
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103868518A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 陳明杰;李政益
• 申請（專利權）人: 華創車電技術中心股份有限公司
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 王晶

技術領域

本發明涉及一種電動交通載具的導航路徑規劃計算機程序產品，尤指一種通過執行包括有充電站特性相關與道路特性相關的整體耗電權重的路徑目標函數，而規劃出電動交通載具的優化路徑的計算機程序產品。

背景技術

隨著科技的進步與時代的發展，人們的生活觀念已漸漸地改變，因而逐漸地重視生活質量，進而帶動了開車旅行風氣的盛行，為方便人們能更迅速準確的前往目的地，因此衛星導航路徑規劃計算機程序產品已成為人們開車旅行的必備工具，其利用電子地圖以及全球定位系統(Global?Positioning?System；GPS)來進行規劃路徑以及導航，也就是說，使用者只需要輸入欲前往的目的地后，衛星導航路徑規劃計算機程序產品即會依據使用者的所在位置，協助使用者找出到達目的地的優化路徑。

然而，近年來隨著環保意識的抬頭，電動車的發展因而受到重視，現有技術的衛星導航路徑規劃計算機程序產品中，雖然能夠規劃優化路徑，但一般未將充電站位置納入優化路徑規劃，而由于電動車具有電量續航力的限制，因此，雖然衛星導航路徑規劃計算機程序產品可規劃出優化路徑，但現有的電動車所具有的電量續航力有限，使得電動車到某個地點仍需要找尋充電站而偏離優化路徑，而無法依據所規劃的優化路徑到達目的地，進而使得導航效果不佳。

在現有上，各種導航路徑規劃方法如蟻群算法(Ant?Colony?Optimization，ACO)、狄克斯特拉(Dijkstra)算法、A*算法或穆爾(Moore/Pape)算法；蟻群算法通常用于隨機路徑的規劃，Dijkstra算法為從起點的周邊開始，一個一個的確定到各節點的最短路徑；Moore/Pape算法則為最短路徑的計算方法，在對多對多的計算時最為快速，但比較不適合一對多的計算；而計算量較少且適合一對多的計算為A*算法，其主要是定義一個目標函數，再對此目標函數進行微分以求得目標值的最大值(最小值)，目標函數通常以F＝G+H計算成本后，找出最少成本作為結果來規劃路徑；其中F是從初始點到目標點的估計成本、G是從初始點到某一節點的實際成本、H是從某一節點到目標點最佳路徑的估計成本；且此算法通常取用電子地圖數據的道路屬性、長度以及所需時間作為計算依據。

在各種導航路徑規劃方法的先前技術，如臺灣專利TW201122433號公開的導航提示方法，利用計算不同路徑的成本，在偏離路線與優化路線之間產生成本差量，而以差量最小的路徑為導航提示的路徑；又如臺灣專利TW201211508號公開利用地圖數據及識別最小成本路徑，以確定自出發點至目的地的路線；這些公開的技術，在目標函數上僅考慮里程相關的成本，而對于電動車最悠關的耗電特性則尚無法直接使用，電動車除要考慮里程外，整體的耗電特性系與道路種類、是否有充電站或那一種類的充電站為直接相關。美國專利公開號US20120010767公開了混合動力車輛(Hybrid?electric?vehicle，HEV)使用電池電量狀態(Battery?State-of-charge，SoC)為優化的目標函數，如圖1，行駛路徑9中自起點Ps至終點Pt間經過數個節點(Pr1、Pr2、Pr3及Pr4)，計算每一節點的電池電量狀態并列出可能的電池電量狀態(SoC¹、SoC²、...、SoCⁿ)，經由優化的運算，運算出各節點的最佳SoC的組合，另在后續的導航上則再加入道路等級為路徑選擇的考慮，但公開的技術中未將道路特性納入目標函數的計算；再者，美國專利US8204638則將行車速度納入混合動力車輛的目標函數中進行最佳動力路徑的計算；美國專利US5913917則以巷道的數量特性以分率(fraction)為權值。

但由于電動交通載具電量有限，現有的導航路徑規劃計算機程序產品或演算方法應用于電動車時，其所規劃優化路徑的考慮因素中，僅以里程成本為計算或加入巷道的數量分率為權值，并不包括整體耗電的狀況；但實際上道路里程的成本不只是與距離長短有關，而應考慮整體耗電的狀況、不同道路屬性的耗電(例如高速公路、快速道路、省道、縣道、鄉道、一般道路以及其他道路等的耗電特性不相同)及是否有充電站等等，僅以里程成本、時間成本或者加上巷道的數量特性為權值等計算方法，與實際電動交通載具行駛耗電狀況不同，尚無法具體應用于電動交通載具的導航系統中。

發明內容

本發明主要目的在于提供一種電動交通載具的導航路徑規劃計算機程序產品，以里程成本與整體耗電權重定義出路徑目標函數，在運算各路徑的總里程成本后，而規劃出優化路徑，藉此提供更為符合電動交通載具的導航計算機程序產品。