本發(fā)明屬于車(chē)輛系統(tǒng)、道路測(cè)量、交通研究、道路設(shè)計(jì)等技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及基于車(chē)輛診斷系統(tǒng)融入數(shù)據(jù)補(bǔ)償算法獲得行駛里程的方法。

背景技術(shù)：

車(chē)輛診斷系統(tǒng)(OBD)原應(yīng)用于車(chē)輛維修等領(lǐng)域，近些年隨著電子技術(shù)的發(fā)展，OBD數(shù)據(jù)的采集開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)與其他相關(guān)行業(yè)的交叉學(xué)科中，OBD數(shù)據(jù)中的速度數(shù)據(jù)則是簡(jiǎn)單推算車(chē)輛行進(jìn)姿態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)。本發(fā)明人也曾經(jīng)采用OBD速度數(shù)據(jù)獲取道路線形，但由于OBD數(shù)據(jù)規(guī)范制定時(shí)是為了車(chē)輛診斷使用，所以速度值的輸出則被設(shè)定為一個(gè)1位字母和4位數(shù)字組成的混合數(shù)據(jù)，4位數(shù)字則是其中速度值的有效數(shù)字，并且輸出的瞬時(shí)速度單位為km/h。由于這個(gè)特點(diǎn)的存在，使得使用該數(shù)據(jù)進(jìn)行位移(里程)計(jì)算時(shí)造成不可避免的系統(tǒng)誤差，影響系統(tǒng)精度。根據(jù)實(shí)際測(cè)量，該系統(tǒng)得到的位移值與連續(xù)記錄GPS數(shù)據(jù)得到的行駛路徑長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比，長(zhǎng)度相差約±5％。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于車(chē)輛診斷系統(tǒng)并融入數(shù)據(jù)補(bǔ)償算法獲得行駛里程的方法及裝置，以解決使用OBD系統(tǒng)輸出的車(chē)輛瞬時(shí)速度數(shù)據(jù)，融合數(shù)據(jù)補(bǔ)償算法，提高計(jì)算位移值的精度，改善上述系統(tǒng)的可靠性等技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

通過(guò)采集OBD系統(tǒng)中的車(chē)輛瞬時(shí)速度V，將數(shù)據(jù)進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換，再根據(jù)采集所用單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生的時(shí)間序列t，計(jì)算出輸出速度的時(shí)間間隔Δt和車(chē)輛計(jì)算位移值S，并加入通過(guò)數(shù)據(jù)補(bǔ)償算法得到的位移補(bǔ)償值ΔS，從而得到精準(zhǔn)的車(chē)輛道路行駛里程S’；其中數(shù)據(jù)補(bǔ)償算法是通過(guò)OBD系統(tǒng)測(cè)量計(jì)算過(guò)程中產(chǎn)生的相鄰瞬時(shí)速度變化值ΔV和時(shí)間間隔Δt的函數(shù)關(guān)系對(duì)計(jì)算位移值S進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)償?shù)?；?shù)據(jù)補(bǔ)償算法的具體實(shí)施方法為：首先檢測(cè)采集的相鄰瞬時(shí)速度有無(wú)變化，如果ΔV≠0，則提供相鄰瞬時(shí)速度變化值ΔV給補(bǔ)償系統(tǒng)做后續(xù)處理；然后計(jì)算這個(gè)相鄰瞬時(shí)速度變化所持續(xù)的時(shí)間間隔Δt，根據(jù)時(shí)間間隔Δt的大小分級(jí)，分級(jí)閾值為A；第三是對(duì)不同分級(jí)的位移補(bǔ)償值ΔS進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算函數(shù)為F，F(xiàn)是ΔV與Δt的復(fù)合函數(shù)或是其中某一個(gè)自變量的單一函數(shù)，函數(shù)表達(dá)式如下：

(其中A、c₁、c₂需要根據(jù)不同車(chē)輛進(jìn)行測(cè)定，實(shí)施例中的A值取1秒，c₁、c₂分別為0.2777和0.1353)

根據(jù)上述數(shù)據(jù)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ?jì)算的位移補(bǔ)償值ΔS與車(chē)輛計(jì)算位移值S相加即可得到補(bǔ)償后位移值S’。

該發(fā)明裝置包括采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和輸出模塊；

采集模塊：該模塊包括OBD數(shù)據(jù)采集子模塊、時(shí)間序列采集子模塊；

OBD數(shù)據(jù)采集子模塊，該子模塊包括了OBD數(shù)據(jù)采集裝置、控制OBD數(shù)據(jù)采集的裝置以及數(shù)據(jù)傳遞裝置；該子模塊通過(guò)OBD數(shù)據(jù)采集裝置將OBD中車(chē)輛行駛的瞬時(shí)速度采集出來(lái)，速度單位為㎞/h，數(shù)據(jù)為整型數(shù)據(jù)；

時(shí)間序列采集子模塊，該模塊獲取電路中的時(shí)鐘頻率，為采集到的速度數(shù)列創(chuàng)建時(shí)間序列，時(shí)間單位為毫秒；

數(shù)據(jù)處理模塊：本模塊包含原初位移值計(jì)算子模塊、數(shù)據(jù)補(bǔ)償子模塊；

原初位移值計(jì)算子模塊，根據(jù)OBD數(shù)據(jù)采集子模塊中采集到的速度數(shù)據(jù)和時(shí)間序列采集子模塊采集到的時(shí)間序列，計(jì)算間隔時(shí)間且統(tǒng)一單位量綱后，進(jìn)行計(jì)算原初位移值；

數(shù)據(jù)補(bǔ)償子模塊，利用數(shù)據(jù)補(bǔ)償算法，分別計(jì)算時(shí)間間隔、速度變化值導(dǎo)致的誤差補(bǔ)償計(jì)算，將原初位移值與補(bǔ)償計(jì)算值加和，最終得到補(bǔ)償位移值；首先檢測(cè)采集的相鄰瞬時(shí)速度有無(wú)變化，如果ΔV≠0，則計(jì)算變化值ΔV；其次計(jì)算這個(gè)相鄰速度變化所持續(xù)的時(shí)間Δt，根據(jù)時(shí)間間隔的長(zhǎng)短分級(jí)；第三，對(duì)每級(jí)的位移補(bǔ)償值計(jì)算，計(jì)算函數(shù)F是ΔV與Δt的復(fù)合函數(shù)或是其中某一個(gè)自變量的單一函數(shù)；根據(jù)上述數(shù)據(jù)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ?jì)算的數(shù)據(jù)補(bǔ)償值ΔS與原初位移值S相加即可得到補(bǔ)償后位移值S’；

輸出模塊：將補(bǔ)償后位移值連同時(shí)間序列進(jìn)行輸出，由計(jì)算機(jī)串口或其他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)接收和存儲(chǔ)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：為了部分消除系統(tǒng)誤差，從而提高計(jì)算位移值的精度，改善系統(tǒng)的可靠性，本發(fā)明中不僅將測(cè)量裝置模塊化，并且融入了數(shù)據(jù)補(bǔ)償算法，從而有效提高了測(cè)量精度。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，使用本發(fā)明裝置測(cè)量得到的位移值與連續(xù)記錄GPS數(shù)據(jù)得到的行駛路徑長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比，長(zhǎng)度相差降到±5‰以?xún)?nèi)，對(duì)比原始方法，提高了十倍的精度，基本滿足了一般測(cè)量的需要，為交通研究、道路設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀道路數(shù)據(jù)采集提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的各模塊組成及流程原理示意圖。

圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)補(bǔ)償原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)及工作原理參見(jiàn)圖1所示的實(shí)施方案：

1.采集模塊

(1)OBD數(shù)據(jù)采集子模塊：OBD數(shù)據(jù)采集裝置采用了支持Arduino的OBD-II URAT適配器，控制OBD-II URAT適配器數(shù)據(jù)采集的主板采用了Arduino主板，OBD-II URAT適配器采集的數(shù)據(jù)通過(guò)Arduino主板的串口輸入到Arduino內(nèi)。

(2)時(shí)間序列子模塊：該子模塊使用Arduino主板的時(shí)鐘頻率，Arduino主板串口每次讀入OBD-II URAT適配器采集的數(shù)據(jù)時(shí)即給出讀入時(shí)的時(shí)間，混入瞬時(shí)速度形成數(shù)列。

2、數(shù)據(jù)處理模塊

(1)原初位移值計(jì)算子模塊：該模塊使用采集模塊的得到的時(shí)間序列和速度序列，通過(guò)Arduino主板計(jì)算得到原初位移值。

(2)數(shù)據(jù)補(bǔ)償子模塊：通過(guò)Arduino主板計(jì)算時(shí)間間隔和速度差，判斷出現(xiàn)速度差的絕對(duì)值不為零時(shí)，根據(jù)時(shí)間間隔長(zhǎng)短進(jìn)行分級(jí)，本次實(shí)施分兩級(jí)，將大于1s的時(shí)間間隔作為第一級(jí)，小于1s的時(shí)間間隔作為第二級(jí)，第一級(jí)的數(shù)據(jù)補(bǔ)償(單位m)函數(shù)為0.2777倍的速度差值ΔV(km/h)；第二級(jí)的數(shù)據(jù)補(bǔ)償(單位m)函數(shù)為0.1353倍的速度差值ΔV(單位km/h)和時(shí)間間隔Δt(單位s)的乘積。最終將上述的數(shù)據(jù)補(bǔ)償與原初位移值加和后得到數(shù)據(jù)補(bǔ)償后位移值

3、輸出模塊

本次實(shí)施例中直接采用Arduino主板連接電腦USB串口，進(jìn)行電腦USB串口數(shù)據(jù)調(diào)試得到時(shí)間序列和數(shù)據(jù)補(bǔ)償后位移值。