[发明专利]汽车运动学片段提取及工况图合成方法

权利要求书

1.汽车运动学片段提取方法，其特征在于,该方法具体是：

步骤(1).根据观察路面状况和环境条件，从众多道路中筛选出代表性的测试路段；

步骤(2).采集数据：驾驶员采用固定路线跟车法，跟随测试路段上的车流正常行驶并采集数据，采集的数据包括GPS车速、经纬度、发动机转速；

步骤(3).对采集的数据进行预处理：首先清洗不良数据，形成待补数据，然后对待补数据填补缺失数据，形成中间数据；

清洗不良数据包括：删除GPS信号丢失的数据；删除加减速异常数据；删除长时间停车数据、车辆启动数据；删除间断低速行驶异常数据；删除长时间怠速数据；

填补缺失数据具体方法是：

(3-1).从待补数据中找出怠速状态、巡航状态、加速状态和减速状态的数据片段；

(3-2).对于每种状态的连续含有n+1条记录的数据段,将数据段平均分成前后两部分，分别为前部分数据[0,e]和后部分数据[s,n]，s＝e+1；

统计前后两部分数据的平均速度之差Δv和平均加速度之差Δa：

i为前部分数据[0,e]中的任一条记录，j为后部分数据[s,n]中的任一条记录；v_i表示前部分的GPS速度，v_j表示后部分的GPS速度，a_i表示前部分的加速度数据，a_j表示后部分的加速度数据；

(3-3).从统计的Δv、Δa中确定区分四种汽车行驶状态的阈值，分别记为：

上标idling表示怠速、cruise表示巡航、accel表示加速、decel表示减速，下标down表示上限、up表示下限；

从连续数据中统计出的四种汽车行驶状态C_idling、C_cruise、C_accel、C_decel，定义为：

(3-4).对于待补数据的数据片段中缺失的部分，如缺失的部分持续时间小于等于t₁秒，该数据段为可补数据段，可补数据段含有m+1条包含间断时间数据的行车数据，t₁＝30～40；

在可补数据段缺失数据的开始时刻向前连续取t₂秒，从结束时刻向后连续取t₂秒，t₂＝5～10，统计可补数据段缺失数据前后两部分的平均速度之差Δv′和平均加速度之差Δa′：

为可补数据段缺失数据前部分平均速度，v_k为可补数据段缺失数据前部分索引为k的行车速度；

为可补数据段缺失数据后部分平均速度，v_l为可补数据段缺失数据后部分索引为l的行车速度；

为可补数据段缺失数据前部分平均加速度，a_k为可补数据段缺失数据前部分索引为k的行车加速度；

为可补数据段缺失数据后部分平均加速度，a_l为可补数据段缺失数据后部分为l行车加速度；

t表示时间间断数据的起始索引，f表示时间间断数据的截止索引，[t,f]∈[0,m]；

(3-5).将可补数据段的Δv′和Δa′与各行驶状态的Δv和Δa对比，从而将每个可补数据段D_c对应到各行驶状态，即：

(3-6).基于行驶状态，对可补数据段插值；

步骤(4).提取运动学片段：基于短时能量，从中间数据中找到运动学片段的起止位置，然后根据起止位置提取所有的运动学片段；具体方法是：

(4-1).速度数据分帧：从第1秒记录的数据开始，以t₃秒为滑动窗口，以1秒为滑动步长，从可补数据段上依次取出的每段数据为短时能量帧Frame₁,…,Frame_x,…Frame_X；

(4-2).计算每个短时能量帧的速度项的短时能量，短时能量帧的短时能量为这一帧中速度平方之和的平均值：V(y)表示短时能量帧示Frame_x中第y项GPS速度；

(4-3).计算短时能量帧Frame_x的平均发动机转速r(y)表示短时能量帧示Frame_x中第y项发动机转速；

(4-4).如果短时能量E_x为零，并且平均发动机转速则对应的短时能量帧判定为怠速帧；

(4-5).截取出相邻两个怠速帧和中间的每个时刻以及对应的速度数据，作为一个运动学片段；

步骤(5).标记每个运动学片段中的怠速状态、巡航状态、加速状态、减速状态。