一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法、系统和电子设备与流程

1.本发明涉及模拟驾驶的信息数据处理技术领域，特别涉及一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法、系统和电子设备。


背景技术：

2.不良驾驶习惯，例如：上车不系安全带、点火时不检查挡位、起步时忘松手刹、转向前不打转向灯、停车不回空档不拉手刹、变向改道时不探查车周环境等，往往是交通事故的诱因，也是驾考的必考内容。根除了不良驾驶习惯，会大大降低交通事故发生率，同时大幅提高驾考通过率。
3.然而，在人为教学模式中，学员不良的驾驶习惯，不易被及时察觉和修正。在模拟器教学体系中，驾驶习惯与考试项目操作流程教学混为一谈，既增加了流程长度，又没起到强调效果，并且大多采用文字、语音、视频的讲解演练，是否正确操作主要依靠学员的记忆能力，但记忆的提取容易受情绪和环境影响，导致考试通过率降低。此外，在项目演练中，若学员采用了错误的驾驶习惯，仍然可以完成整个项目，习惯上的错误操作一般不会对驾驶进程产生影响，没有及时的错误反馈机制，故容易被忽视。
4.为了解决上述技术问题，通常采用vr模拟驾驶设备对学员的驾驶习惯进行培养，例如监控用户在起步停车时候的操作行为，若不符合驾驶规范，则通过模拟熄火、震动、声音等进行反馈，并禁止用户进入下一阶段的模拟驾驶。也有例如公开号为cn114818239a的中国专利申请，提出一种驾驶人风险感知能力评价系统及管理平台，通过计算驾驶人在各风险场景中的得分，综合评价其风险感知能力。但是上述方式是通过重复性刺激强迫用户记住规范动作，这种训练方式对起步停车等车辆驾驶过程中必然发生的事件有较好的训练效果，对于道路驾驶过程中不经常发生的事件难以获得良好效果，一方面因为该事件不一定在每次的虚拟场景中出现，用户训练次数不足，难以强化形成记忆；二方面因为道路驾驶环境需要驾驶员集中注意力应付实时路况，通过熄火、震动、声音等干扰驾驶员注意力的方式进行提示难以获得良好的记忆效果，况且因为某个驾驶动作不合格而熄火退出道路驾驶虚拟场景，也难以获得良好的用户体验；同时，虽然可以进行打分评价，但后续对不良习惯的纠正尚未有更优化的方法。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供了一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法、系统和电子设备，通过对不符合驾驶规范的操作行为生成危险事件，强化学员对驾驶习惯的记忆，并通过对驾驶熟练度的检测，自适应调整各种事件在虚拟场景中的出现频率，进而强化学员对驾驶熟练度不高的事件的培训强度。
6.本发明的第一方面提供了一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法，包括：获取虚拟场景中模拟驾驶的车辆在当前路况环境中的位置信息，根据该位置信息判断驾驶员响应当前教学事件的驾驶意图；
若该驾驶员存在改变当前车辆状态的驾驶意图，则检测驾驶员的操作行为，根据其操作行为判断该驾驶员的当前反应是否满足驾驶规范；若该驾驶员当前反应不满足驾驶规范，则在当前路况环境中生成与该驾驶员的操作行为对应的虚拟危险事件，并输出符合驾驶规范的教学信息；若驾驶员在预设时间内完成了符合驾驶规范的全部操作，则将该驾驶员本次的驾驶熟练度数据记为：；；其中，表示驾驶熟练度，表示驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作的标准时间，表示驾驶员本次完成符合驾驶规范的全部操作的实际时间， 表示该驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的设定次数；表示该驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的次时间之和；根据该驾驶员在不同的教学事件中的驾驶熟练度数据，调整不同教学事件在虚拟场景中的出现频率。
7.进一步的，教学事件包括变道交互教学、转向交互教学、超车交互教学、越障交互教学、上坡交互教学和下坡交互教学。
8.进一步的，操作行为包括驾驶员的眼球动作、头部动作、方向盘操作、油门操作、离合操作、刹车操作、手刹操作中的一种或多种。
9.进一步的，虚拟危险事件包括在即将转入的车道内或转向侧生成虚拟超车事件、虚拟路障或虚拟路人。
10.进一步的，虚拟场景通过vr显示设备生成。
11.本发明的第二方面提供了一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶系统，包括：第一模块，被配置为获取虚拟场景中模拟驾驶的车辆在当前路况环境中的位置信息，根据该位置信息判断驾驶员响应当前教学事件的驾驶意图；第二模块，被配置为若该驾驶员存在改变当前车辆状态的驾驶意图，则检测驾驶员的操作行为，根据其操作行为判断该驾驶员的当前反应是否满足驾驶规范；第三模块，被配置为若该驾驶员当前反应不满足驾驶规范，则在当前路况环境中生成与该驾驶员的操作行为对应的虚拟危险事件，并输出符合驾驶规范的教学信息；第四模块，被配置为若驾驶员在预设时间内完成了符合驾驶规范的全部操作，则将该驾驶员本次的驾驶熟练度数据记为：；；其中，表示驾驶熟练度，表示驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作的标准时间，表示驾驶员本次完成符合驾驶规范的全部操作的实际时间， 表示该驾驶员完成符合驾
驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的设定次数；表示该驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的次时间之和；第五模块，被配置为根据该驾驶员在不同的教学事件中的驾驶熟练度数据，调整不同教学事件在虚拟场景中的出现频率。
12.进一步的，教学事件包括变道交互教学、转向交互教学、超车交互教学、越障交互教学、上坡交互教学和下坡交互教学。
13.进一步的，操作行为包括驾驶员的眼球动作、头部动作、方向盘操作、油门操作、离合操作、刹车操作、手刹操作中的一种或多种。
14.进一步的，虚拟危险事件包括在即将转入的车道内或转向侧生成虚拟超车事件、虚拟路障或虚拟路人。
15.本发明的第三方面还提供了一种电子设备，包括：显示屏幕；一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当上述一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，一个或多个处理器实现上述第一方面所描述的模拟驾驶方法。
16.本发明提供的一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法、系统和电子设备，具有如下有益效果：（1）相比于人力训导方式，本发明能更严谨、系统的检测不良习惯，并给到标准、固定、及时的改善方式。
17.（2）通过对不符合驾驶规范的操作行为生成危险事件，强化学员对驾驶习惯的记忆。
18.（3）通过对驾驶熟练度的检测，自适应调整各种事件在虚拟场景中的出现频率，进而强化学员对驾驶熟练度不高的事件的培训强度。
附图说明
19.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本发明一个实施例提供的培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法的逻辑原理图；图2是本发明一个实施例提供的培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法的流程图；图3是本发明一个实施例提供的培养道路驾驶习惯的模拟驾驶系统的示意图；图4是本发明一个实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚的表示其他含义。
22.应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述获取模块，但这些获取模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将获取模块彼此区分开。
23.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似的，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。
24.需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”“下”“左”“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。
25.本技术借助vr驾驶模拟器等类似模拟驾驶设备，在学员有进行某操作的意图时，触发听觉或视觉冲击，促进学员养成良好驾驶习惯的下意识条件反射或肌肉记忆，而无需在行车阶段保持精神高度集中，通过背诵流程的方式来应付复杂的驾驶情况，进而培养良好的驾驶习惯。
26.本发明提出的培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法、系统和电子设备主要通过硬件部分和软件部分来实现。硬件部分主要是vr模拟驾驶一体机，其包含驾驶体感操作部件、vr显示装置。软件部分主要为驾驶训练课程，包含教学动画、计算机虚拟场景、教学流程系统。本发明与现有方案的不同之处主要体现在教学流程系统上。教学流程系统主要包含：检测系统10、交互教学系统11、自适应强化教学系统12。
27.参见图1，检测系统10用于检查模拟驾驶的车辆启动状态、汽车速度和在虚拟场景中的位置，进而确定车辆运行的阶段，通过模拟器硬件信号确定用户操作行为。若用户操作行为不匹配当前行车阶段应完成的动作，则进入此阶段的交互教学系统11。若用户操作行为，匹配当前行车阶段应完成的动作，则教学流程继续。
28.交互教学系统11包括变道交互教学、转向交互教学、超车交互教学、越障交互教学、上坡交互教学和下坡交互教学等道路驾驶常见的教学事件，每个教学事件都可以在vr显示装置中显示对应的教学场景。在交互教学系统11中还融入了自适应强化教学系统12，根据监测驾驶员对不同教学事件的驾驶熟练度，控制交互教学系统11生成不同出现频率的教学事件。
29.参见图2，本发明的一个实施例提供了一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法，本实施例以变道交互教学事件为例进行详细说明。
30.步骤s101，获取虚拟场景中模拟驾驶的车辆在当前路况环境中的位置信息，根据该位置信息判断驾驶员响应当前教学事件的驾驶意图。
31.具体的，在vr显示装置中生成虚拟驾驶场景，检测系统10检测虚拟场景中当前模拟驾驶的车辆在当前路况环境中的车道位置信息，若车辆接近或者已经越过车道，则检测系统10判定驾驶员有变道或转向意图，否则判定驾驶员无变道或转向意图。
32.步骤s102，若该驾驶员存在改变当前车辆状态的驾驶意图，则检测驾驶员的操作行为，根据其操作行为判断该驾驶员的当前反应是否满足驾驶规范；具体的，若检测系统10判定驾驶员有变道或转向意图，接下来通过眼球追踪技术、头部追踪技术等，检测学员是否按照驾驶规范通过双眼注视反光镜、注视车身侧方车辆、注视车身侧前方车辆等，或者头部是否按照驾驶规范向反光镜、后方、侧方、窗外等处转动，若检测到这些操作行为，则判定驾驶员的当前反应满足驾驶规范，否则不满足驾驶规范。进一步的，在其他教学事件中，驾驶员的操作行为还包括方向盘操作、油门操作、离合操作、刹车操作、手刹操作中的一种或多种。
33.步骤s103，若该驾驶员当前反应不满足驾驶规范，则在当前路况环境中生成与该驾驶员的操作行为对应的虚拟危险事件，并输出符合驾驶规范的教学信息；具体的，若驾驶员的当前反应不满足驾驶规范，例如检测到双眼未按照驾驶规范进行张望注视，则系统自动在驾驶员即将转入的车道生成危险事件，该危险事件包括：突然从后方驶过的虚拟车辆，或突然出现的虚拟人物、路障等，这些危险的虚拟事物并不会与当前模拟驾驶的车辆发生碰撞，只会令驾驶员体验危险感受，进而促使驾驶员对此类事件留下深刻印象，以强化“变道之前需向四周张望”的操作习惯。同时，vr显示装置上会显示变道时应当遵守的驾驶规范动作的文字或声音，从而实现教学目的。
34.步骤s104，若驾驶员在预设时间内完成了符合驾驶规范的全部操作，则将该驾驶员本次的驾驶熟练度数据记为：；；其中，表示驾驶熟练度，表示驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作的标准时间，表示驾驶员本次完成符合驾驶规范的全部操作的实际时间， 表示该驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的设定次数；表示该驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的次时间之和。
35.步骤s105，根据该驾驶员在不同的教学事件中的驾驶熟练度数据，调整不同教学事件在虚拟场景中的出现频率。
36.上述步骤s104和s105是自适应强化教学系统12执行的步骤。自适应强化教学系统12根据驾驶员的表现，实时组合创建不同的预制道路，调整特定教学事件的出现概率，以匹配驾驶员能力，强化驾驶员对于某事件的习惯反应。
37.具体的，还是以变道交互教学为例。当虚拟场景中检测到变道事件时，采集驾驶员的操作行为数据。若在一定时间内未正确完成符合驾驶规范的对应操作，说明驾驶员忘记了该事件对应的操作步骤。此时播放教学视频、文字或音频，并记录该驾驶员的此项事件熟练度为0%。当虚拟场景中检测到变道事件时，驾驶员完成此事件的第一步操作后，在m秒里完成了符合驾驶规范的后续操作，则对比m与标准统计时间n，记录驾驶员对此事件的驾驶熟练度为s=n/m*100%，（若结果大于100%时，取100%）。其中，标准统计时间n会根据此驾驶员
的个人特征变化，具体算法如下：；其中为此驾驶员历史数据中用时最少的10次数据。进一步的，若驾驶员作答少于10次，则空余数据使用标准统计时间n代替。
38.综上，驾驶员针对每一个事件做出操作时，都会生成一个熟练度数据s。系统为不同事件的s排序，确定不同事件在接下来生成的10个事件中出现的频率（熟练度越低，出现频率越高）。
39.进一步的，在生成的随机事件展示上，虚拟系统不会对即将到来的事件给驾驶员任何提示，例如：显示即将到来的事件提示框、明确的指令要求等。驾驶员的操作实际上是受到道路或车辆影响的结果，所致的操作也是驾驶员下意识的操作，从而增强了数据的可信度。
40.本实施例的上述培养道路驾驶习惯的模拟驾驶方法，通过对不符合驾驶规范的操作行为生成危险事件，强化学员对驾驶习惯的记忆；再通过对驾驶熟练度的检测，自适应调整各种事件在虚拟场景中的出现频率，进而强化学员对驾驶熟练度不高的事件的培训强度，获得了比现有技术更佳的驾驶习惯培养效果。
41.参见图3，本发明的另一实施例还提供了一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶系统200，包括第一模块201、第二模块202、第三模块203、第四模块204和第五模块205。
42.具体的，系统200包括：第一模块201，被配置为获取虚拟场景中模拟驾驶的车辆在当前路况环境中的位置信息，根据该位置信息判断驾驶员响应当前教学事件的驾驶意图；第二模块202，被配置为若该驾驶员存在改变当前车辆状态的驾驶意图，则检测驾驶员的操作行为，根据其操作行为判断该驾驶员的当前反应是否满足驾驶规范；第三模块203，被配置为若该驾驶员当前反应不满足驾驶规范，则在当前路况环境中生成与该驾驶员的操作行为对应的虚拟危险事件，并输出符合驾驶规范的教学信息；第四模块204，被配置为若驾驶员在预设时间内完成了符合驾驶规范的全部操作，则将该驾驶员本次的驾驶熟练度数据记为：；；其中，表示驾驶熟练度，表示驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作的标准时间，表示驾驶员本次完成符合驾驶规范的全部操作的实际时间， 表示该驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的设定次数；表示该驾驶员完成符合驾驶规范的全部操作所需时间的历史数据中用时最少的次时间之和；第五模块205，被配置为根据该驾驶员在不同的教学事件中的驾驶熟练度数据，调整不同教学事件在虚拟场景中的出现频率。
43.进一步的，教学事件包括变道交互教学、转向交互教学、超车交互教学、越障交互
教学、上坡交互教学和下坡交互教学。
44.进一步的，操作行为包括驾驶员的眼球动作、头部动作、方向盘操作、油门操作、离合操作、刹车操作、手刹操作中的一种或多种。
45.进一步的，虚拟危险事件包括在即将转入的车道内或转向侧生成虚拟超车事件、虚拟路障或虚拟路人。
46.需要说明的是，本实施例提供的一种培养道路驾驶习惯的模拟驾驶系统200对应的可用于执行各方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果与方法类似，此处不再赘述。
47.参见图4，本发明的另一实施例还提供了一种电子设备的结构示意图。下面具体参考图4，其示出了适于用来实现本实施例中的电子设备400的结构示意图。本实施例中的电子设备400可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda（个人数字助理）、pad（平板电脑）、pmp（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）、可穿戴电子设备等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机、智能家居设备等等的固定终端。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
48.如图4所示，电子设备400可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）401，其可以根据存储在只读存储器（rom）402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器（ram）403中的程序而执行各种适当的动作和处理以实现如本发明描述的各实施例的方法。在ram 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、rom 402以及ram 403通过总线404彼此相连。输入/输出（i/o）接口405也连接至总线404。
49.通常，以下装置可以连接至i/o接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器（lcd）、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图4示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代的实施或具备更多或更少的装置。
50.以上描述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。