基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估方法和系统与流程

本发明涉及交通运输技术领域，尤其涉及一种基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估方法和一种基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估系统。

背景技术：

导航在驾驶员行车时的重要作用日益凸显，尤其是随着智能手机的普及，手机导航app由于其强大的路径规划功能，逐渐成为研究的重点。近年来国内外研究表明导航app的语音播报功能在为驾驶员指路引导方面发挥着重要作用，但也存在一些问题：在同一地点不同导航app的语音播报模式存在差异；导航语音播报时机过早导致驾驶员遗忘，过晚导致驾驶员来不及反应；复杂道路环境下语音播报措辞不易理解，从而导致驾驶员出现驾驶偏航。另外有研究表明使用导航也会使驾驶员分心，使得行车过程中存在安全隐患。

技术实现要素：

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估方法和系统，以驾驶模拟技术为基础，构建虚拟道路的驾驶模拟场景，将不同导航语音载入驾驶模拟平台中，当驾驶员行驶至语音触发区域时，导航语音将被激活，引导驾驶员行驶，同时获取驾驶员的操控数据及车辆运行参数。根据驾驶员行为和车辆运行参数，采用topsis和灰色局势决策方法实现导航语音播报模式的单一目标寻优和综合寻优，最终得出在综合评价指标体系下的最优播报时机和播报措辞，有效提升当前导航市场语音播报的科学化、标准化、合理化，同时也能有效减少驾驶员在迷茫道路类型下的偏航率，增强出行体验和品质，提高道路行车安全，并且可以有效节约交通费用，减少额外的车辆能源消耗及尾气排放。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估方法，包括：构建导航语音播报模式效用综合评价指标体系，所述综合评价指标体系包括用于评价所述导航语音播报模式效用的不同类别评价指标；基于驾驶模拟技术获取所述不同类别评价指标的指标数据；运用重复测量方差分析方法分析不同导航语音播报模式对所述不同类别评价指标的效用；运用topsis评价方法确定单一类别评价指标下的最优导航语音播报模式，并利用灰色局势决策方法综合所有类别评价指标的评价结果，确定整体的最优导航语音播报模式。

在上述技术方案中，优选地，所述不同类别评价指标包括效能类评价指标、效率类评价指标和安全类评价指标。

在上述技术方案中，优选地，所述效能类评价指标通过驾驶员的偏航次数进行表征，所述效率类评价指标通过驾驶速度和运行时间进行表征，所述安全类评价指标通过加速度、速度标准差、横向偏移、换道位置和换道方向盘转角进行表征。

在上述技术方案中，优选地，所述基于驾驶模拟技术获取所述评价指标的指标数据具体包括：绘制道路线形、设计道路横纵断面，绘制实验交叉口和交通标线，以及对场景进行贴图和渲染，以构建驾驶模拟场景；将所述驾驶模拟场景和导航语音文件导入驾驶模拟实验平台；驾驶员利用所述驾驶模拟实验平台在所述导航语音文件引导下进行模拟驾驶过程中，通过所述驾驶模拟实验平台记录车辆的运行参数，以获取模拟驾驶的指标数据。

在上述技术方案中，优选地，以30hz的频率记录车辆的运行参数。

在上述技术方案中，优选地，所述不同导航语音播报模式包括不同的导航播报时机和不同的播报措辞。

本发明还提出一种基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估系统，包括：综合评价指标体系构建模块，用于构建导航语音播报模式效用综合评价指标体系，所述综合评价指标体系包括用于评价所述导航语音播报模式效用的不同类别评价指标；指标数据获取模块，用于基于驾驶模拟技术获取所述评价指标的指标数据；重复测量方差分析模块，用于运用重复测量方差分析方法分析不同导航语音播报模式对所述不同类别评价指标的效用；topsis和灰色局势决策模块，用于运用topsis评价方法确定单一类别评价指标下的最优导航语音播报模式，并利用灰色局势决策方法综合的评价结果，确定整体的最优导航语音播报模式。

在上述技术方案中，优选地，所述指标数据获取模块具体包括驾驶模拟场景搭建子模块、导航语音文件导入子模块和车辆运行参数记录子模块；所述驾驶模拟场景搭建子模块用于绘制道路线形、设计道路横纵断面，绘制实验交叉口和交通标线，以及对场景进行贴图和渲染，以构建驾驶模拟场景；所述导航语音文件导入子模块用于将所述驾驶模拟场景和导航语音文件导入驾驶模拟实验平台；所述车辆运行参数记录子模块用于在驾驶员利用所述驾驶模拟实验平台在所述导航语音文件引导下进行模拟驾驶过程中，通过所述驾驶模拟实验平台记录车辆的运行参数，以获取模拟驾驶的指标数据。

在上述技术方案中，优选地，所述不同类别评价指标包括效能类评价指标、效率类评价指标和安全类评价指标，所述效能类评价指标通过驾驶员的偏航次数进行表征，所述效率类评价指标通过驾驶速度和运行时间进行表征，所述安全类评价指标通过加速度、速度标准差、横向偏移、换道位置和换道方向盘转角进行表征。

在上述技术方案中，优选地，所述不同导航语音播报模式包括不同的导航播报时机和不同的播报措辞。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过虚拟驾驶环境再现并进行驾驶模拟实验，获取驾驶员的操控数据及车辆运行参数，根据操控数据和车辆运行参数，采用topsis和灰色局势决策方法实现导航语音播报模式的单一目标寻优和综合寻优，最终得出在综合评价指标体系下的最优播报时机和播报措辞，不仅有效提升了当前导航市场语音播报的科学化、标准化、合理化，为相关标准规范的编制提供科学依据及技术支撑，同时也有效减少了驾驶员在迷茫道路类型下的偏航率，增强了出行体验和品质，提高了道路行车安全，并且有效节约了交通费用，减少了额外的车辆能源消耗及尾气排放。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估方法的流程示意图；

图2为本发明一种实施例公开的基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估系统的示意框图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

11.综合评价指标体系构建模块，12.指标数据获取模块，121.驾驶模拟场景搭建子模块，122.导航语音文件导入子模块，123.车辆运行参数记录子模块，13.重复测量方差分析模块，14.topsis和灰色局势决策模块。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，根据本发明提供的一种基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估方法，包括：构建导航语音播报模式效用综合评价指标体系，综合评价指标体系包括用于评价导航语音播报模式效用的不同类别评价指标；基于驾驶模拟技术获取不同类别评价指标的指标数据；运用重复测量方差分析方法分析不同导航语音播报模式对不同类别评价指标的效用；运用topsis评价方法确定单一类别评价指标下的最优导航语音播报模式，并利用灰色局势决策方法综合所有类别评价指标的评价结果，确定整体的最优导航语音播报模式。

在上述实施例中，优选地，不同类别评价指标包括效能类评价指标、效率类评价指标和安全类评价指标。

在上述实施例中，优选地，效能类评价指标通过驾驶员的偏航次数进行表征，效率类评价指标通过驾驶速度和运行时间进行表征，安全类评价指标通过加速度、速度标准差、横向偏移、换道位置和换道方向盘转角进行表征。

在上述实施例中，优选地，不同导航语音播报模式包括不同的导航播报时机和不同的播报措辞。

在上述实施例中，优选地，基于驾驶模拟技术获取评价指标的指标数据具体包括：使用纬地软件绘制道路线形、设计道路横纵断面，使用autocad软件绘制实验交叉口和交通标线，以及使用3dmax软件对场景进行贴图和渲染，以构建驾驶模拟场景；将驾驶模拟场景和导航语音文件导入驾驶模拟实验平台，优选为驾驶模拟系统操作软件scanerstudio，从而实现车辆语音导航应用场景模拟再现。驾驶员利用驾驶模拟实验平台在导航语音文件引导下进行模拟驾驶过程中，通过驾驶模拟实验平台记录车辆的运行参数，以获取模拟驾驶的后台驾驶速度、运行时间、加速度、速度标准差、横向偏移、换道位置、换道方向盘转角等指标数据。优选地，以30hz的频率记录车辆的运行参数。

在上述实施例中，具体地，运用重复测量方差分析方法分析不同语音播报模式的效用包括：利用重复测量方差方法，研究不同的导航语音播报模式对效能类、效率类、安全类三类评价指标的影响效果及效用，导航语音播报模式包括播报时机和播报措辞两方面，分别分析播报时机和播报措辞对各类评价指标的影响是否具有显著性。各指标从距离交叉口前600米处开始截取，且每隔5米取一点进行分析。

其中，具体地，针对每一类评价指标都进行重复测量，用以判断不同导航语音播报模式中播报时机和播报措辞对不同类别评价指标影响的主效应以及交互效应。如果交互效用显著，则对交互效用进行深入分析；如果交互效用不显著，则对主效应进行深入分析。该重复测量方差分析方法为现有技术，在本发明的具体实施过程中，根据具体测量数据进行选定，在此不再赘述。

在上述实施例中，具体地，运用topsis和灰色局势决策方法实现导航语音播报模式的综合评估包括：利用topsis评价方法分别得出效能类、效率类、安全类等单一指标下的最优导航语音播报模式，并利用灰色局势决策方法关联分析得出综合考虑这三类指标时的最优导航语音播报模式，即在综合评价指标体系下的最优播报时机和播报措辞。

其中，具体地，topsis评价方法是一种逼进理想解的排序方法，其基本的处理思路是首先建立初始化决策矩阵，而后基于规范化后的初始矩阵，找出有限方案中的最优方案和最劣方案(也就是正、负理想解)，然后分别计算各个评价对象与最优方案和最劣方案的距离，获得各评价方案与最优方案的相对接近程度，最后进行排序，并以此作为评价方案优劣的依据。在本发明的具体实施过程中，分别建立单一类别的评价指标下不同导航语音播报模式的决策矩阵，从而分别找出单一评价指标下的最优导航语音播报模式。

其中，灰色局势决策方法是针对发展变化系统进行发展动态量化比较的分析方法，是针对多指标、多对策问题进行决策是的重要方法。决策指事件(需要处理的事物)、决策(处理事件的具体措施)、效果(用某措施处理某事件的效果)、目标(用来评价效果的准则)四要素。评价对策的优劣取决于效果的量化，这是局势决策的核心。在本发明的实施过程中，利用上述灰色局势决策方法对不同类别的评价指标进行综合分析，确定综合评价指标体系下的最优导航语音播报模式，灰色局势决策方法为现有技术，具体分析过程在此不再赘述。

根据上述实施例提出的基于驾驶模拟技术的导航语音播报模式效用评估方法，保证了多维度指标的可行性和细粒度数据的可获得性，提高了导航播报模式效用评估分析的准确性与真实性；采用驾驶模拟实验方法获取指标数据，在一定程度上节约了人力与物力，同时具有较强的工程实施效果；基于驾驶模拟技术采集的多维度和细粒度行为数据评估导航语音播报模式效用，具有一定的创新性，该方法有利于减少驾驶人在迷茫道路类型下的偏航率，提高导航服务质量，提升道路交通安全，同时可为相关标准规范的编制提供科学依据及技术支撑，推动导航语音播报模式朝科学化、标准化和合理化的方向发展。

如图2所示，本发明还提出一种基于驾驶模拟技术的导航播报模式效用评估系统，包括：综合评价指标体系构建模块11，用于构建导航语音播报模式的综合评价指标体系，综合评价指标体系包括用于评价导航语音播报模式的不同类别的评价指标；指标数据获取模块12，用于基于驾驶模拟技术获取评价指标的指标数据；重复测量方差分析模块13，用于运用重复测量方差分析方法分析不同导航语音播报模式对不同类别的评价指标的效用；topsis和灰色局势决策模块14，用于运用topsis评价方法确定单一类别评价指标下的最优导航语音播报模式，并利用灰色局势决策方法综合所有类别评价指标的评价结果，确定整体的最优导航语音播报模式。

在上述实施例中，优选地，指标数据获取模块12具体包括驾驶模拟场景搭建子模块121、导航语音文件导入子模块122和车辆运行参数记录子模块123；驾驶模拟场景搭建子模块121用于绘制道路线形、设计道路横纵断面，绘制实验交叉口和交通标线，以及对场景进行贴图和渲染，以构建驾驶模拟场景；导航语音文件导入子模块122用于将驾驶模拟场景和导航语音文件导入驾驶模拟实验平台，驾驶模拟实验平台优选为驾驶模拟系统操作软件scanerstudio，从而实现车辆语音导航应用场景模拟再现；车辆运行参数记录子模块123用于在驾驶员利用驾驶模拟实验平台在导航语音文件引导下进行模拟驾驶过程中，通过驾驶模拟实验平台记录车辆的运行参数，以获取模拟驾驶的后台驾驶速度、运行时间、加速度、速度标准差、横向偏移、换道位置、换道方向盘转角等指标数据。优选地，以30hz的频率记录车辆的运行参数。

在上述实施例中，优选地，不同类别的评价指标包括效能类评价指标、效率类评价指标和安全类评价指标，效能类评价指标通过驾驶员的偏航次数进行表征，效率类评价指标通过驾驶速度和运行时间进行表征，安全类评价指标通过加速度、速度标准差、横向偏移、换道位置和换道方向盘转角进行表征。

在上述实施例中，优选地，不同导航语音播报模式包括不同的导航播报时机和不同的播报措辞。

在上述实施例中，具体地，重复测量方差分析模块用于：利用重复测量方差方法，研究不同的导航语音播报模式对效能类、效率类、安全类三类指标的影响效果及效用，导航语音播报模式包括播报时机和播报措辞两方面，分别分析播报时机和播报措辞对各类指标的影响是否具有显著性。各指标从距离交叉口前600米处开始截取，且每隔5米取一点进行分析。

在上述实施例中，具体地，topsis和灰色局势决策模块用于：利用topsis评价方法分别得出效能类、效率类、安全类等单一指标下的最优导航语音播报模式，并利用灰色局势决策方法关联分析得出综合考虑这三类指标时的最优导航语音播报模式，即在综合评价指标体系下的最优播报时机和播报措辞。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。