[發明專利]基于信號燈倒計時識別的自學習智能起停系統

有效

• 申請號: 201710125237.6
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106837649B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 隗海林;包翠竹;熊書晨;李明達;王涵;豆雪珊;郭運珍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F02N11/08
• 分類號: F02N11/08;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發明公開了一種基于信號燈倒計時識別的自學習智能起停系統，其數據采集及預處理模塊在各種不同的交通環境下采集車前方交通場景視頻和速度時間序列數據；交通信號燈倒計時數據識別模塊檢測出信號燈倒計時的位置，并識別出倒計時的顏色和數字；智能起停控制模塊根據當前車輛的速度與車輛和信號燈之間的距離，預測車輛到達信號燈前的時間，并根據倒計時數字信息，使用智能起停控制算法判斷車輛是否需要關閉發動機；自學習模塊，實際的交通場景復雜多變，在每次預測后，將根據實際的情況存儲數據，并在積累一定的數據后，重新訓練模型，使用新的模型完成控制算法的判斷。本發明根據不同交通環境和當前駕駛人的駕駛習慣進行自學習。

技術領域

本發明涉及發動機怠速起停控制技術領域，尤其涉及信號燈倒計時時間識別和智能控制系統的自學習性。

背景技術

隨著車輛排放標準越來越嚴格，很多車輛為了滿足標準都安裝了自動起停系統。在NEDC(New European Driving Cycle)工況下，自動起停系統的節油率能夠達到3.37％-5.04％。NEDC是歐洲油耗及排放評定標準，如今國內的汽車企業，在評價開發車型相對同級別其他競爭車型的燃油經濟性優劣時，也通常采用NEDC循環工況油耗來進行對比分析。但是在國內，與NEDC工況不同，車輛主體以私家車為主，主要用于上下班出行，絕大部分時間都行駛于城市道路。城市道路上設置了密集的信號燈，導致車輛頻繁地怠速起停。頻繁地怠速起停帶來了很多負面影響：1)車載電氣系統的故障率明顯增高；2)嚴重縮短蓄電池的使用壽命；3)大大加劇起動機的磨損；4)短時間怠速，啟動發動機將比怠速帶來更多的燃油消耗。有學者研究表示，一臺排量1489mL、直列4缸16氣門的發動機，怠速時的油耗是0.18mL/s，啟動一次發動機的油耗為1.2mL，怠速時間6.7s以上才能節約燃油消耗，這也就意味著大量的紅綠燈導致的短時怠速起停發動機造成了更大的燃油消耗。

發明內容

本發明針對現有的自動起停技術的不足，提供了一種基于信號燈倒計時識別的自學習智能怠起停系統，能夠綜合考慮交通信號燈的倒計時時間和汽車運行工況數據判斷汽車在紅燈前的怠速時間，并能夠在實際的應用中，根據不同交通環境和當前駕駛人的駕駛習慣進行自學習，適應多變的環境和不同駕駛員的駕駛習慣。

本發明包括數據采集及預處理模塊、交通信號燈倒計時數據識別模塊、智能起停控制模塊和自學習模塊；

數據采集及預處理模塊在各種不同的交通環境下采集車前方交通場景視頻和速度時間序列數據；

交通信號燈倒計時數據識別模塊檢測出信號燈倒計時的位置，并識別出倒計時的顏色和數字；

智能起停控制模塊根據當前車輛的速度與車輛和信號燈之間的距離，預測車輛到達信號燈前的時間，并根據倒計時數字信息，使用智能起停控制算法判斷車輛是否需要關閉發動機；

自學習模塊，實際的交通場景復雜多變，在每次預測后，將根據實際的情況存儲數據，并在積累一定的數據后，重新訓練模型，使用新的模型完成控制算法的判斷。

所述的數據采集及預處理模塊在各種不同交通環境下采集車前方交通場景視頻和速度時間序列數據；對惡劣天氣圖像使用暗通道假設，向導濾波等進行圖像預處理；對預處理后視頻圖像轉換成等尺寸圖像，并與速度時間序列一一對應。

所述的交通信號燈倒計時數據識別模塊對信號燈倒計時檢測，通過對不同顏色空間的通道分量設定閾值獲得信號燈倒計時的候選區域，并通過大小、位置、形狀信息對候選區域進行篩選，并通過機器學習算法確定候選區域中的倒計時信號燈的位置；信號燈倒計時數字識別，根據信號燈倒計時的位置截取信號燈圖像，并將兩位倒計時數字分成兩幅個位數字圖像，并通過機器學習算法識別出數字。