CN114061602A - 交互式车辆导航指导系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供“交互式车辆导航指导系统”。一种动态导航指导系统被编程为监测和辅助驾驶员，同时在前往目的地的途中使驾驶员保持参与。所述系统可以提供驾驶员导航辅助和训练，所述驾驶员导航辅助和训练监测用户导航技能、驾驶习惯和环境因素，并且提供动态可调整工具来以游戏性格式提供不同水平的导航辅助。当所述驾驶员偏离计划的行驶路线时，所述系统可以向所述驾驶员选择性地提供导航方向或校正，而不是在每一个驾驶事件处提供指令。

Description

交互式车辆导航指导系统

技术领域

本公开涉及导航辅助系统，并且更具体地涉及一种适应性导航辅助系统。

背景技术

对技术的采用和依赖对我们的脑部产生了深远的影响。如果我们将我们的脑部视为一种肌肉，则缺乏刺激和主动参与可能会导致某种形式的认知萎缩。在汽车领域，近年来，用于导航任务的技术呈指数增长。与广泛依赖全球定位系统(GPS)相关联的一个挑战是这种依赖可能对人类认知过程产生的生理效应，其中随着习惯性使用，与物理定向、方向和导航相关联的一部分脑活动显著减少。

一种用于导航辅助的常规方法包括通过监测系统使用时间来减轻用户对技术的依赖，以及在已经超过使用时间阈值时警告用户。然而，由于在驾驶时对GPS特征的习惯性依赖，该解决方案可能对用户没有帮助，因为驾驶员可能没有练习自主导航的能力并且可能在不使用GPS的情况下变得迷失方向或迷路。

关于这些和其他考虑因素，提出了本文的公开内容。

发明内容

本文公开的系统和方法被配置和/或编程为监测和辅助驾驶员导航，同时监测驾驶员的疲劳水平并通过建议导航提示、提供导航和提供交互式导航脑力游戏使驾驶员在认知上保持参与。所公开的实施例可以提供驾驶员自学习算法，所述驾驶员自学习算法可以通过动态导航指导系统提供导航辅助和训练，所述动态导航指导系统连续地监测用户导航技能、驾驶习惯和环境因素，并且以指导和游戏性格式提供具有不同水平的导航辅助的动态可调整工具。

在示例性实施例中，当驾驶员偏离计划的行驶路线时，动态导航指导系统可以在沿着路线的不同点处向驾驶员提供导航方向或校正，而不是在每一个点处或在每一个偏差点处提供指令。这可以减少向驾驶员递送的不必要的驾驶指令，并且同时增加驾驶员和其他车辆乘员的认知技能和导航体验。

在一个示例性实施例中，动态导航指导系统可以监测用户观看或收听主动路线辅助导航以执行分路段驾驶操纵的时间量。基于导航使用的时间和频率，车辆可以激活导航指导系统，所述导航指导系统可以包括根据驾驶员表现和用户设置而变化的交互式导航提示的水平。导航指导系统还可以包括“导航脑力游戏”系统，其中用户可以选择发起与车辆的实时交互，而不是被动地使用导航指导系统。导航脑力游戏系统以有趣的方式吸引驾驶员，所述导航脑力游戏系统将导航任务用作游戏中的挑战，在所述游戏中，用户可以获得积分并与系统中的其他驾驶员竞争。所述游戏可以涉及在没有完整导航辅助的情况下要求用户在地图上定位目的地。当用户接近真实位置时、当驾驶员完成独立导航任务而没有转弯或其他指令的“按需”提醒并且做出最少或没有自导航错误(诸如错过的转弯、或未能致动转向灯以使系统知道驾驶员打算进行即将到来的计划转弯)时，所述系统可以奖励积分。

在本文中更详细地提供了本公开的这些和其他优点。

附图说明

参考附图阐述了具体实施方式。使用相同的附图标记可以指示类似或相同的项。各种实施例可以利用除附图中所示的那些之外的元件和/或部件，并且一些元件和/或部件在各种实施例中可能不存在。附图中的元件和/或部件不一定按比例绘制。在整个本公开中，根据上下文，单数和复数术语可以可互换地使用。

图1描绘了根据本公开的示例性计算环境。

图2示出了根据本公开的动态导航指导系统的示例性功能示意图。

图3A示出了根据本公开的用于实现图2的动态导航指导系统的示例性界面步骤。

图3B是根据本公开的示出示例性强化学习算法的一种实现方式的反馈环路图。

图4描绘了根据本公开的导航指导的示例性方法的流程图。

具体实施方式

下文将参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的示例性实施例，并且所述实施例不意图为限制性的。

图1描绘了示例性计算环境100，所述示例性计算环境可以包括车辆105，所述车辆包括汽车计算机145和车辆控制单元(VCU)165，所述车辆控制单元通常包括设置为与汽车计算机145和存储在汽车计算机145的计算机可读存储器155上的指导控制器108通信的多个电子控制单元(ECU)117。移动装置120(其可以与用户140和车辆105相关联)可以使用有线和/或无线通信协议和收发器来与汽车计算机145连接。移动装置120可以经由一个或多个网络125来与车辆105通信地耦合，该一个或多个网络可以经由一个或多个无线信道130进行通信，和/或该移动装置可以使用近场通信(NFC)协议、

协议、Wi-Fi、超宽带(UWB)以及其他可能的数据连接和共享技术来与车辆105直接地连接。

车辆105还可以从全球定位系统(GPS)175接收信号。GPS 175可以是卫星系统(如图1所描绘)，诸如全球导航卫星系统(GLNSS)、伽利略、或导航或其他类似系统。在其他方面，GPS 175可以是基于地球的导航网络。在一些实施例中，车辆105可以响应于确定未识别阈值数量的卫星而利用GPS和航迹推算的组合。

汽车计算机145可以是或包括具有一个或多个处理器150和存储器155的电子车辆控制器。在一些示例性实施例中，汽车计算机145可设置成与移动装置120和一个或多个服务器170进行通信。

服务器170可以是基于云的计算基础设施的一部分，并且可与远程信息处理服务递送网络(SDN)相关联和/或包括所述远程信息处理SDN，所述远程信息处理SDN向车辆105和可能是车队(图1中未示出)的一部分的其他车辆(图1中未示出)提供数字数据服务。

尽管被示出为运动型多用途车，但车辆105可以采取另一种乘用或商用汽车的形式，诸如，例如汽车、卡车、跨界车辆、厢式货车、小型货车、出租车、公交车等，并且可被配置和/或编程为包括各种类型的汽车驱动系统。示例性驱动系统可以包括具有汽油、柴油或天然气动力燃烧发动机的各种类型的内燃发动机(ICE)动力传动系统，其具有常规的驱动部件，诸如变速器、驱动轴、差速器等。

在另一种配置中，车辆105可以被配置为电动车辆(EV)。更具体地，车辆105可以包括电池EV(BEV)驱动系统，或者被配置为具有独立车载动力装置的混合动力EV(HEV)、包括可连接到外部动力源的HEV动力传动系统的插电式HEV(PHEV)，和/或包括具有燃烧发动机动力装置和一个或多个EV驱动系统的并联或串联混合动力动力传动系统。HEV还可以包括用于蓄电的电池和/或超级电容器组、飞轮蓄电系统或其他发电和蓄电基础设施。车辆105还可以被配置为使用燃料电池(例如，氢燃料电池车辆(HFCV)动力传动系统等)和/或这些驱动系统和部件的任何组合将液体或固体燃料转换为可用动力的燃料电池车辆(FCV)。

此外，车辆105可以是手动驾驶的车辆，和/或被配置和/或编程为在完全自主(例如，无人驾驶)模式(例如，5级自主)下或在一种或多种部分自主模式(例如，1级至4级自主)下操作。具有1级自主的自主车辆(AV)通常可以包括单个自动化驾驶员辅助特征，诸如转向或加速辅助。自适应巡航控制是1级自主系统的这样一个示例，其包括加速和转向两个方面。车辆中的2级自主可以提供转向和加速功能的部分自动化，其中自动化系统由执行非自动化操作(诸如制动和其他控制)的人类驾驶员监督。车辆中的3级自主可以提供对驾驶特征的条件自动化和控制。例如，3级车辆自主典型地包括“环境检测”能力，其中车辆可独立于当前的驾驶员而做出明智的决策，诸如加速驶过缓慢移动的车辆，而如果系统无法执行任务，则当前的驾驶员仍准备好重新取得对车辆的控制。4级自主包括具有高级自主的车辆，其可以独立于人类驾驶员操作，但仍包括用于超驰操作的人类控制。4级自动化还可以使自驾驶模式能够响应于预定义的条件触发(诸如道路危险或系统故障)进行干预。5级自主与无需人类输入以进行操作的完全自主车辆系统相关联，并且通常不包括人类操作的驾驶控制。

尽管优选实施例涉及为人类驾驶员配置和/或编程的车辆，但是动态导航指导系统107可以被配置和/或编程为与具有任何级别的自主车辆控制器的车辆一起操作。在该情况下，动态导航指导系统107可以向一些或所有车辆乘客提供“导航脑力游戏”作为游戏主动参与的形式。例如，其他乘客可以同时以个人移动装置(图1中未示出)上操作的个人应用程序的形式或经由语音输入来参加脑力游戏路线预测。例如，一个或多个乘客可以在他们的装置应用程序上定位目的地并规划路线，其中定位目的地最快的乘客和时间和/或距离最有效的路线可以赢得积分。有效的路线方案可以是当与由NAV系统107生成的路线方案相比时具有在距离或行驶时间的阈值范围内的时间或距离的路线方案。

根据另一个实施例，在主动导航期间，乘客中的一者或多者可以口头地和/或经由一个或多个应用程序来指示迫近的转弯。在一个示例中，乘客可以通过在他们的移动装置的触摸输入上提供滑动输入来指示迫近的转弯。另外，当车辆接近他们的相应位置时，NAV指导系统107可以向乘客通知感兴趣的地标，并且在地标变得可见时要求乘客识别所述地标。一方面，对地标的正确指示可以提供额外的奖励积分。

移动装置120一般包括用于存储与应用程序135相关联的程序指令的存储器123，所述程序指令在由移动装置处理器121执行时执行所公开的实施例的各方面。应用程序(或“app”)135可以是动态导航指导系统107的一部分，可以实例化用于与动态导航指导系统107交互的用户界面，并且可以向动态导航指导系统107提供信息和/或从动态导航指导系统107接收信息。

在一些方面中，移动装置120可以通过一个或多个无线信道130与车辆105进行通信，所述一个或多个无线信道可以在移动装置120与远程信息处理控制单元(TCU)160之间加密并建立。移动装置120可以使用与车辆105上的TCU 160相关联的无线发射器(图1中未示出)与TCU 160进行通信。发射器可以使用诸如例如一个或多个网络125的无线通信网络来与移动装置120进行通信。图1中将一个或多个无线信道130描绘为经由一个或多个网络125和经由一个或多个直接的无线连接133进行通信。一个或多个无线连接133可以包括各种低功耗协议，包括例如

低功耗(BLE)、UWB、或近场通信(NFC)、或其他协议。

一个或多个网络125示出了本公开的各种实施例中讨论的已连接装置可以在其中进行通信的示例性通信基础设施。一个或多个网络125可以是和/或包括互联网、专用网络、公共网络或使用任一种或多种已知的通信协议操作的其他配置，所述已知的通信协议是诸如例如传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、

BLE、基于电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.11的Wi-Fi、UWB，以及蜂窝技术，诸如时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、高速分组接入(HSPDA)、长期演进(LTE)、全球移动通信系统(GSM)和第五代(5G)，仅举几个示例。

根据本公开，汽车计算机145可以安装在车辆105的发动机舱中(或车辆105中的其他地方)并且可作为动态导航指导系统107的功能部分操作。汽车计算机145可以包括一个或多个处理器150和计算机可读存储器155。

一个或多个处理器150可以设置成与被设置成与相应的计算系统进行通信的一个或多个存储器装置(例如，存储器155和/或图1中未示出的一个或多个外部数据库)进行通信。处理器150可利用存储器155来以代码存储程序和/或存储数据以执行根据本公开的各方面。如图1所描绘，存储器155可以包括指导控制器108，所述指导控制器可以使处理器150执行根据所公开的实施例描述的步骤。存储器155可以是存储指导控制器程序代码的非暂时性计算机可读存储器。存储器155可以包括易失性存储器元件(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)等)中的任何一个或组合，并且可以包括任何一个或多个非易失性存储器元件(例如，可擦除可编程只读存储器(EPROM)、快闪存储器、电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)等)。

VCU 165可以共享电力总线178，并且可以被配置和/或编程为协调车辆105系统、连接的服务器(例如，一个或多个服务器170)和作为车队的一部分操作的其他车辆(图1中未示出)之间的数据。VCU 165可以包括ECU 117(诸如例如车身控制模块(BCM)193、发动机控制模块(ECM)185、变速器控制模块(TCM)190、TCU 160、约束控制模块(RCM)187等)的任何组合或与其通信。在一些方面，VCU 165可以控制车辆105的各方面，并且实现从在移动装置120上操作的应用程序135所接收的一个或多个指令集和/或从指导控制器108所接收的一个或多个指令集。

TCU 160可以被配置和/或编程为向车辆105上和外的无线计算系统提供车辆连接性，并且可以包括用于接收和处理来自GPS 175的GPS信号的导航(NAV)接收器188、BLE模块(BLEM)195、Wi-Fi收发器、UWB收发器和/或可能够配置为用于在车辆105与其他系统、计算机和模块之间的无线通信的其他无线收发器(图1中未示出)。TCU 160可以设置为通过总线180与ECU 117进行通信。在一些方面中，TCU 160可以检索数据并作为CAN总线中的节点发送数据。

BLEM 195可以通过广播和/或收听小广告包的广播并且与根据本文所描述的实施例配置的响应装置建立连接来使用

和BLE通信协议建立无线通信。例如，BLEM195可以包括响应或发起GATT命令和请求的客户端装置的通用属性配置文件(GATT)装置连接性，并且与移动装置120直接地连接。

总线180可以被配置为以多主控串行总线标准组织的控制器局域网(CAN)总线，以用于使用基于消息的协议连接作为节点的ECU 117中的两个或多个，所述基于消息的协议可以被配置和/或编程为允许ECU 117彼此通信。总线180可为或可包括高速CAN(其可在CAN上具有高达1Mb/s的位速度、在CAN灵活数据速率(CAN FD)上具有高达5Mb/s的位速度)，并且可包括低速或容错CAN(高达125Kbps)，在一些配置中，其可使用线性总线配置。在一些方面，ECU 117可以与主机计算机(例如，汽车计算机145、动态导航指导系统107和/或服务器170等)通信，并且还可以彼此通信而不必需要主机计算机。总线180可以将ECU 117与汽车计算机145连接，使得汽车计算机145可以从ECU 117检索信息、向所述ECU发送信息以及以其他方式与所述ECU交互，以执行根据本公开的实施例所述的步骤。总线180可以通过两线式总线将CAN总线节点(例如，ECU 117)彼此连接，所述两线式总线可以是具有标称特性阻抗的双绞线。总线180也可以使用其他通信协议解决方案(诸如面向媒体的系统传输(MOST)或以太网)来实现。在其他方面，总线180可以是无线车内总线。

VCU 165可以经由总线180通信来直接控制各种负载或者可以结合BCM 193实现这种控制。关于VCU 165所述的ECU 117仅出于示例性目的而提供，并且不意图是限制性的或排他性的。用图1中未示出的其他控制模块进行的控制和/或通信是可能的，并且设想了这种控制。

在示例性实施例中，ECU 117可以使用来自人类驾驶员(例如用户140)的输入、来自自主车辆控制器(图1中未示出)的输入、动态导航指导系统107和/或经由通过无线连接133从其他连接的装置(诸如移动装置120等)所接收的无线信号输入来控制车辆操作和通信的各方面。

当被配置为总线180中的节点时，ECU 117各自可以包括中央处理单元(CPU)、CAN控制器和/或收发器(图1中未示出)。例如，尽管图1中将移动装置120描绘为经由BLEM 195连接到车辆105，但是也可能和设想，也可或替代地经由与模块相关联的相应的收发器(图1中未示出)在移动装置120与ECU 117中的一个或多个之间建立无线连接133。

BCM 193通常包括传感器、车辆性能指示器以及与车辆系统相关联的可变电抗器的集成，并且可以包括基于处理器的配电电路，所述配电电路可以控制与车身(诸如灯、窗、安全装置、门锁和访问控制)相关联的功能以及各种舒适性控制。BCM 193还可以作为总线和网络接口的网关操作，以与远程ECU(图1中未示出)进行交互。

BCM 193可以协调各种车辆功能性中的任一种或多种功能，包括能量管理系统、警报、车辆防盗器、驾驶员和乘坐者进入授权系统、电话即钥匙(PaaK)系统、驾驶员辅助系统、AV控制系统、电动窗、门、致动器以及其他功能性等。BCM 193可以被配置为用于车辆能量管理、外部照明控制、雨刮器功能性、电动窗和门功能性、供暖通风和空调系统以及驾驶员集成系统。在其他方面中，BCM 193可以控制辅助设备功能性，和/或负责集成此类功能性。

汽车计算机145、VCU 165和/或动态导航指导系统107的计算系统架构可以省略某些计算模块。应容易理解，图1中描绘的计算环境是根据本公开的可能的实现方式的一个示例，并且因此不应被视为限制性的或排他性的。

汽车计算机145可以与信息娱乐系统110连接，所述信息娱乐系统可以为导航和GPS接收器188以及动态导航指导系统107提供接口。信息娱乐系统110可以包括触摸屏界面部分111，并且可以包括语音识别特征、可以基于面部识别、语音识别、指纹识别或其他生物识别手段来识别用户的生物识别能力。在其他方面，信息娱乐系统110可以使用移动装置配对技术(例如，与移动装置120连接、个人识别号码(PIN))码、口令、口令句或其他识别手段来提供用户识别。

图2示出了根据本公开的动态导航指导系统107(以下称为“NAV指导系统107”)的示例性功能示意图200。

NAV指导系统107可以利用车辆内部和外部感测技术，包括例如车辆外部温度感测205、行车记录仪前视视野感测210、车辆速度感测215、车辆位置感测220和/或设置在车辆105各处的其他车辆感测模块。例如，NAV指导系统107可以从BCM 193、导航和GPS接收器188、ECM、BLEM 195和/或其他ECU 117接收传感器数据，以确定用户140是否在认知上意识到根据路线方案的即将到来的转弯并为此做好准备。

车辆位置感测功能220通常描述与导航和GPS接收器188的通信，以监测用户140观看或收听主动路线辅助导航以执行分路段日常操纵的时间量。用户驾驶历史230可以在功能上描述由用户配置文件235中识别的特定用户驾驶的过去行程的记录，并且记录驾驶习惯，诸如用户在使用导航特征时错过转弯的习性、行驶的常用路线和道路、和与日期和时间相关联的使用模式。

动态驾驶员行为跟踪240可以监测驾驶员参与并提供用于改变指导水平的建议，所述指导水平可以包括通过较高指导模式的更多交互或通过手动模式(其不提供指导)的更少交互。基于导航使用的时间和频率，车辆105可以激活“导航脑力游戏”，其可以作为动态导航指导系统107的一部分操作，其中在用户操作车辆时，用户可以任选地启用NAV指导系统107并发起与车辆105的实时交互。NAV指导系统107可以包括导航指导特征，所述导航指导特征提供可变水平的驾驶员导航训练和指导，包括对驾驶员的温和的“好言说服”，其基于观察到的采取和未采取的用户动作来提示驾驶员准备、做出和/或校正即将到来的或错过的转弯。例如，在第一指导水平，如果驾驶员接近他们应该离开或转弯的高速公路出口坡道、交通灯或停车标志，则NAV指导系统107可以仅在驾驶员开启其信号时验证驾驶员的动作。例如，NAV指导系统107可以提供口头指示，其陈述“正确，这是你的出口”或“是，在这里转弯”。

考虑到已知且有效的学生指导方法，通常观察到，当允许被指导的人在接收指导者的指令之前依赖于他们自己已经开发或正在开发的技能时通常学习得最好。例如，通过模拟这种指导方法，如果可以在即将到来的叉路处校正导航错误而没有显著的时间损失或驾驶距离的显著增加，则NAV指导系统可以不向用户140提供指导提示。另一方面，如果NAV指导系统107确定用户140的自导航不成功(例如，通过观察与驾驶员疲劳一致的一个或多个动作)，则NAV指导系统107然后可以提供口头指示：经过即将到来的叉路将使他们迟到。NAV指导系统107可以允许用户140采取动作，然后指导对他们的选择的改进，诸如例如“下一个出口可能更直达”。

在另一个方面，如果用户140没有提供他们打算根据规划路线进行即将到来的转弯的指示(诸如例如开启转向灯)，则系统107可以然后仅指导用户140何时他们达到距离阈值，其中系统以向用户140提供足够的时间来执行转弯所需的动作的方式提供口头指导，但不会太快以至于指导使他们受到惊吓。例如，车辆105可能在4车道道路上行驶，并且需要在即将到来的十字路口处右转以符合计划路线。如果车辆105在最右侧车道中并且用户140尚未开启车辆转向灯，则当车辆接近十字路口时，NAV指导系统107可以提供口头提示，其指示“您应在Maple右转”。但是如果车辆105在最左车道上行驶并且既没有开启其转向灯也没有向右改变车道，则NAV指导系统107可以选择什么都不做，直到他们通过该点，然后弹出变更路线指令。在一个方面，NAV指导系统107可以基于指导水平的当前状态(关于图3A更详细地描述)来确定随后的提示。

由NAV指导系统107提供的交互式提示和建议还可以包括对用户请求的指导的响应。例如，用户可以口头询问“我在这里转弯吗？”作为响应，NAV指导系统107可以基于当前指导水平提供口头回答(诸如“否”)，而不提供进一步的辅助。以这种方式，NAV指导系统107可以模拟实际指导者和老师的习惯，其迫使学生自我改进并彻底想清楚对眼前问题或情况的回答。在一些方面，NAV指导系统107可以响应于在未进行与即将到来的转弯相关联的口头询问的情况下的导航来奖励第一数量的积分，并且响应于在进行与即将到来的转弯相关联的口头询问的情况下的导航来奖励第二数量的积分，其中第一数量大于所述第二数量。在其他方面，NAV指导系统107可以针对用户询问奖励负积分。

在其他方面，NAV指导系统107可以为更高的指导水平提供增加的细节水平。例如，较高的指导水平可以提供对相同口头询问的回答，诸如“不，在30英尺后在Maple转弯”。继续本示例，NAV指导系统107可以仅提供有趣的玩笑，再次像人类导师一样可以通过陈述“你可能需要在下一英里后转弯”来提供。在另一方面，如果车辆105在城市环境中操作，则如果车辆当前在高速公路上，则NAV指导系统107可以提供可听提示，诸如“接下来的出口中的一个可能有助于使用”。其他提示也是可能的，并且设想了此类提示。因此，本场景仅作为示例提供，并且不意图是限制性的或排他性的。

动态环境监测245可以包括既监测车辆105附近的操作环境，也监测可能与行程路线方案相关联的其他地理区域中的操作环境。例如，动态环境监测245可以包括用于经由云数据250获得交通和事故信息并且根据事故或高交通流量区域建议或更改路线方案的步骤。

如上所述，NAV指导系统107可以提供交互式指导提示，并且还可以提供导航脑力游戏，其提供可以使驾驶员和乘客参与并避免驾驶员疲劳的基于积分的游戏。图3A示出了根据本公开的用于实现图2的NAV指导系统以进行指导的示例性界面和步骤以及导航脑力游戏。

信息娱乐系统110可以包括触摸屏界面部分111，用于显示地图信息、可选择菜单并提供导航游戏信息。用户140可以利用信息娱乐系统110来执行下文描述的步骤。NAV指导系统107可以以有趣的方式吸引驾驶员(例如，用户140)，所述NAV指导系统将导航任务用作游戏中的挑战，在所述游戏中，用户140可以获得积分并与使用NAV指导系统107的其他驾驶员竞争最佳“驾驶员”的头衔。在一个实施例中，NAV指导系统107可以包括可选择的指导水平(如步骤3中所示)、用于识别(或进入)目标目的地的特征(在步骤1中描述)以及用于路线规划的特征(在步骤2中描述)。所述NAV指导系统107还可以提供用于路线执行的特征(在步骤3中描绘)，其中NAV指导系统107在路线方案转弯之前的策略性时间通过口头和屏幕上的导航方向提供不同水平的导航辅助，使得用户140可以听到关于即将到来的转弯的口头提示，并且通过注意即将到来的街道名称、准备导航任务(诸如信令)以及根据路线方案执行转弯来在认知上保持参与。

更详细地考虑这些步骤，根据示例性实施例，NAV指导系统107可以包括用于现场使用的三个一般阶段：目的地识别阶段305、路线规划阶段310和路线执行阶段(描绘为“驾驶到目的地315”)。在指导水平选择阶段320中，NAV指导系统107可以根据用户的专业知识水平来呈现用户可选择的指导模式选项。在目的地识别阶段305(第一步骤)，用户140可以选择目的地(在本文中也称为行程目的地)。在传统的导航系统中，用户通过键入地址/名称来识别地图上的目的地。常规的导航系统通常接收地址输入，并且在地图上显示目的地地址或位置，其中向用户委派确认所显示位置中的一个是否是预期行程目的地的任务。根据图3A所示的实施例，NAV指导系统107可以请求用户140在没有来自NAV指导系统107的辅助的情况下在地图上定位行程目的地。仅当目的地地址已知时，NAV指导系统107可以生成街道地图325并提供地址的识别名称。

NAV指导系统107还可以提供位置的坐标(图3A中未示出坐标)，但是将定位行程目的地的任务留给用户140以在街道地图325上识别行程目的地330。当用户使用屏幕上的街道地图325识别出行程目的地330时，NAV指导系统107可以在街道地图325上放置图标345(其可以是符号、点或一些其他标识图标)以标识目的地。NAV指导系统107可以用积分系统奖励正确的选择(例如，当所识别的行程目的地在误差阈值内被识别时)。例如，NAV指导系统可以提供5分、3分、1分等以用于正确识别。

在其他方面，NAV指导系统可以针对错误识别提供负积分，其中所识别的目标目的地在误差阈值内与该目的地的坐标不匹配。在一个错误答案或多个错误答案的情况下，NAV指导系统还可以提供线索或其他帮助。示例性线索可以包括提供指示可以帮助用户140在街道地图325上识别正确的目标目的地的附近特征的屏幕上或听觉提示。例如，NAV指导系统107可以提供听觉提示、文本提示或指示线索的听觉和文本提示的组合，诸如

当前的导航系统将基于所识别的交通模式自动选择到达目的地的最佳路线。使用常规导航系统，还可以显示替代路线，从而允许进行某些程度的选择，诸如仅通过采用旁路避开高速公路、避开收费站等。在路线规划阶段310(步骤2)中，在设定行程目的地330之后，NAV指导系统107可以提示用户140在触摸屏界面部分111上手动输入路线方案335。NAV指导系统107可以将实时交通数据(图3A中未示出)覆盖在街道地图325上，使得用户140也将知道要避开哪些区域。用户140可以通过选择从起点332(例如，车辆105在街道地图325上的当前地理位置)开始的行驶路径来输入所提议的路线方案335，并且跟踪避开所识别的交通和/或事故并提供具有时效和/或距离高效的路线的所提议的路线方案335。

根据一个实施例，NAV指导系统107可以针对在街道地图325上识别出正确当前位置(起始点)332来奖励积分，并且识别避开交通和事故的具有时效的路线方案，以在与GPS生成的路线方案相比的时间阈值内到达行程目的地330。

如步骤3中所示，NAV指导系统107可以通过用户可改变的指导水平选择来提供动态可调整的参与水平。例如，NAV指导系统107可以包括手动模式(描绘为“专家水平”)，所述手动模式不提供导航指令，直到用户140错过根据路线方案335的规划转弯为止。

可以提供中等指导模式(被描绘为“中等水平”)，所述中等指导模式不提供导航指令，直到车辆105错过GPS路线方案或用户选择的路线方案(诸如所描绘的路线方案335)上的转弯为止。

高指导模式(被描绘为“高指导水平”)可以在转弯之前的阈值距离处以及在转弯之前的另一个阈值距离处提供导航指令。例如，当车辆与计划转弯相距1.2英里的阈值距离时，高指导水平可以提供提前警告：用户即将在一英里后在Market Street右转。然后，在到达目的地之前的大约一个街区处，NAV指导系统107可以生成另一个输出指令以供用户140在350英尺后右转等。所陈述的阈值距离和提醒次数仅作为示例提供，可以是任何距离，并且不应被视为限制性的。可以设想，用户140可以提供系统设置输入(图3A中未示出)以指示在每个相应的指导模式下提供的提醒的数量，并且设置游戏的规则，所述规则同样适用于所有玩家。

在一个示例性实施例中，即使未启用动态指导模式(例如，用户选择不提供导航指令的手动模式)，NAV指导系统107也可以在后台连续地运行路线引导。该设置在用户140行驶时间有限、疲倦或者对与NAV指导系统107的更主动的参与不感兴趣时可能是有用的。例如，NAV指导系统107可以通过观察驾驶员疲劳的一个或多个标记(诸如例如错过一个或多个关键转弯、错过大于转弯的可选择阈值的转弯数量)和/或展现驾驶员疲劳的任何其他指示(诸如无法维持车道内的转向、交通中的迟制动等)确定用户140是疲劳的。NAV指导系统107可以经由本领域已知的已知疲劳识别度量和系统以任何数量的方式做出这种确定。在检测到驾驶员疲倦后，NAV指导系统107可以建议导航指导参与，以确保用户交互通过使用导航脑力游戏来刺激脑部，并且当用户140已经通过提供与正确导航一致的可测量动作和/或通过在没有指导的情况下正如预期进行转弯而达到阈值数量的累积积分时提示用户140。

在另一方面，NAV指导系统107可以基于用户随时间的导航学习来自动地调整指导水平。例如，当用户140针对给定路线积累了正或负积分时，NAV指导系统107可以基于用户的当前和/或累积的导航表现来动态地调整指导水平。除了其他可能的方法之外，NAV指导系统107还可以使用强化学习算法来动态地调整指导水平，所述强化学习算法通过用户的驾驶积分分数暗含地定义“奖励”函数，其中状态是用作参考的导航路线。例如，在一个实施例中，NAV指导系统107可以口头地向驾驶员宣告一个或多个正确的驾驶动作(例如，正确的转弯、发信号通知转弯等)使他们赢得预定量的积分，这可以用于减少驾驶员的焦虑并在驾驶员使用NAV指导系统107时持续地使驾驶员参与。

根据另一个实施例，图3B描绘了示出示例性强化学习算法300的一种实现方式的反馈环路图。代理350(例如，NAV指导系统107)可以监测用户140在环境355中的驾驶习惯并评估用户的导航任务的表现，所述导航任务可以包括车辆105正在操作所处的地理区域。监测可以包括确定对理想路线的遵守，并且经由用户对车辆控制件(诸如转向灯、速度、制动和其他控制件)的致动来评估用户在预测和执行计划的转弯方面的表现。

在一个方面，代理350可以在后台中(即，在导航脑力游戏和/或其他指导提示被主动占用时，并且还在用户140未主动地使用指导和/或导航脑力游戏时)监测驾驶员的动作360。代理350可以连续地监测历史和当前导航表现，并且用累积的积分分数连续地更新奖励函数365，其中NAV指导系统107将观察到的导航表现与状态370进行比较，状态370可以包括到目的地的计算出的路线以供参考。

继续参考图3A，在驾驶到目的地阶段315处，NAV指导系统107可以基于在指导水平选择阶段320中选择的指导模式并且进一步基于用户140在驾驶到行程目的地330时执行的导航任务来提供导航指令。

NAV指导系统107可以基于可选择的指导模式和由用户140执行的导航任务来奖励积分。传统的导航系统通常在用户沿着路线前进时提供分路段指示。根据一个实施例，NAV指导系统107可以在后台监测由用户140执行的驾驶任务，但是NAV指导系统107可以在导航错误之前为用户140参与正确的导航动作提供时间。例如，当车辆105接近交通灯以进行转弯时，车辆转向灯(图3A中未示出)的用户参与可以指示用户意图改变车道以准备完成转弯的导航任务。开启转向灯的动作可以向NAV指导系统107确认用户140在控制中并且准备进行符合路线方案的转弯(例如，正确的转弯)，并且此时不需要主动辅助。如果用户140未能改变车道以准备规划的转弯，则NAV指导系统107可以提供主动提示，诸如“您需在100英尺后转弯”或“准备右转”。NAV指导系统107还可以输出提示，所述提示指示驾驶员通过在没有指导的情况下正如预期地转弯而达到X的积分量，其中“X”是指示当前行程的积分的累积计数的数字。

在一个实施例中，用户140还可以口头确认他或她知道符合路线方案的导航任务。作为另一个示例，如在驾驶到目的地阶段315中所示，NAV指导系统107可以提示用户140口头回答“我将右转”或“我将左转”。提供的系统生成的提示越少，所获得的分数就越高。

当路线完成时，NAV指导系统107可以将用户的路线与系统将基于常规GPS导航算法选择的路线进行比较，并且向用户提供改变其选择的选项。如果用户的初始解决方案比系统的算法好预定裕量或与系统的算法的效率一样，则NAV指导系统107可以奖励额外的积分。

车辆计算机可以继续监测兴趣点和其他相关数据以例如，如果需要加注燃料的话，建议额外的停靠站。在另一个示例性实施例中，当用户专注于驾驶任务时，NAV指导系统可以提供主动的用户参与以及不显眼的辅助，以用于增加导航技能和参与用户认知功能。为了改进指导过程，NAV指导系统107可以经由增强现实抬头显示器(HUD)(图3A中未示出)提供反馈，以识别在道路上错过的操纵。提供这种反馈可以是提供分路段导航指令以使用户返回到正确路径的形式，和/或可以包括向用户140提供错过了哪个转弯的直接指示。

在另一个示例性实施例中，如果用户140正在接近他们应该离开或转弯的高速公路出口坡道、交通灯或停车标志，则只有在用户开启转弯指示器(图3A中未示出)的情况下，NAV指导系统107才会验证动作。例如，用户可以执行导航任务(例如开启转向灯并改变车道以准备转弯)。NAV指导系统可以经由可听提示确认导航任务，诸如例如“正确，这是你的出口”或“是，在这里转弯”。

在另一个示例中，如果用户140做出在路线中的下一个叉路处可校正而到达时间或距离与正确的导航转弯相比没有显著差异的导航错误，则NAV指导系统107可能不会提示用户140。另一方面，在用户140不提供导航提示(例如，转弯指示器开启、车道变换、减速转弯等)以指示他们正在考虑符合路线方案的转弯的这种情况下，NAV指导系统107可以提供提前提示。如果NAV指导系统107没有感知到用户140正在考虑正确的转弯，则NAV指导系统107可以提供提示，其指示经过下一个转弯机会将使用户较晚到达其目的地。

在另一方面，NAV指导系统107可以响应于可以改善的转弯或路线偏差而提供提示。例如，NAV指导系统107可以提供“下一个出口可能更直达”的指示。

图4是根据本公开的用于使用车辆的导航系统提供动态导航建议的示例性方法400的流程图。可以继续参考包括图1至图3A以及图3B的先前附图来描述图4。以下过程是示例性的，并且不限于下文描述的步骤。此外，替代实施例可以包括比本文示出或描述的更多或更少的步骤，并且可以与以下示例性实施例中描述的顺序不同的顺序包括这些步骤。

参考图4，在步骤405处，方法400可以开始于确定用于导航到行程目的地的路线方案。确定路线方案可以包括接收指示行程目的地的地址，以及在用户可选择地图上显示标识行程目的地的图标，以及提供车辆的当前位置的指示。该步骤还可以包括接收指示从车辆的当前位置到行程目的地的用户选择的路线方案的路线输入，以及生成到行程目的地的全球定位系统(GPS)路线方案。在其他方面，该步骤还可以包括确定与GPS路线方案匹配的路线输入部分的数量，以及基于与GPS路线方案匹配的路线输入部分的数量来分配积分。

在步骤410处，方法400还可以包括监测由用户在驾驶车辆时执行的导航任务。监测导航任务可以包括确定不符合路线方案的转弯数量、确定符合路线方案的转弯数量、确定使用导航系统的时间量、以及获得与路线方案相关联的交通信息和车辆事故信息。在一些方面，该步骤可以包括提供基于用户执行的导航任务来增加或减少可选择的指导模式的选项。

在步骤415处，方法400可以包括基于可选择的指导模式和由用户执行的导航任务来提供导航指令。在一个方面，可选择的指导模式是可以包括以下各项的多个指导模式选项中的一种模式：不提供导航指令的手动模式，和不提供导航指令直到车辆错过GPS路线方案或用户选择的路线方案上的转弯为止的中等指导模式。高指导模式可以包括在转弯之前的第一阈值距离处提供导航指令以及在转弯之前的第二阈值距离处再次提供导航指令。

在步骤420处，方法400还可以包括基于可选择的指导模式和由用户执行的导航任务来奖励积分。奖励积分可以包括针对进行符合路线方案的转弯奖励正积分，并且针对执行以下各项中的一个或多个奖励负积分：进行不符合路线方案的转弯，基于可选择的指导模式和由用户执行的导航任务来提供导航指令，以及响应于口头用户请求而触发导航指令。

在以上公开中，已参考了形成以上公开的一部分的附图，并且所述附图示出了可实践本公开的具体实现方式。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实现方式，并且可以进行结构改变。本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括所述特定特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特征、结构或特性时，无论是否明确描述，本领域技术人员都将认识到结合其他实施例的此类特征、结构或特性。

另外，在适当的情况下，本文描述的功能可在以下一者或多者中执行：硬件、软件、固件、数字部件或模拟部件。例如，一个或多个专用集成电路(ASIC)可被编程为执行本文所描述的系统和程序中的一者或多者。在整个说明书和权利要求中使用某些术语来指代特定的系统部件。如本领域技术人员将明白，部件可通过不同的名称来指代。本文件不旨在区分名称不同但功能相同的部件。

还应当理解，如本文所使用的词语“示例”意图在本质上是非排他性的和非限制性的。更具体地，如本文所用的词语“示例性”指示若干示例中的一者，并且应理解，没有对所描述的特定示例进行过多的强调或侧重。

计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括参与提供可由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂时性(例如，有形)介质。这种介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。计算装置可包括计算机可执行指令，其中所述指令可由一个或多个计算装置(诸如以上列出的那些)执行并且存储在计算机可读介质上。

关于本文描述的过程、系统、方法、启发等，应当理解，尽管已将此类过程等的步骤描述为按照某个有序序列发生，但此类过程可在所描述的步骤以本文描述的顺序之外的顺序执行的情况下来实践。应当进一步理解，可同时执行某些步骤，可添加其他步骤，或者可省略本文描述的某些步骤。换句话说，本文中对过程的描述是出于说明各种实施例的目的而提供的，并且绝不应被解释为限制权利要求。

因此，应理解，以上描述意图是说明性的而非限制性的。在阅读以上描述时，除所提供的示例之外的许多实施例和应用将是明显的。保护范围不应参考以上描述来确定，而是应参考所附权利要求以及此类权利要求所赋予权利的等效物的完整范围来确定。预计并预期本文所讨论的技术未来将有所发展，并且所公开的系统和方法将并入到此类未来实施例中。总而言之，应当理解，本申请能够进行修改和变化。

除非在本文中做出明确的相反指示，否则权利要求中使用的所有术语意图被赋予其如本文中描述的技术领域的技术人员所理解的普通含义。特别地，除非权利要求叙述相反的明确限制，否则使用诸如“一个”、“该”、“所述”等单数冠词应被解读为叙述所指示的要素中的一者或多者。除非另外特别说明，或者在所使用的背景中另外理解，否则尤其诸如“能够”、“可以”、“可能”或“可”等条件语言通常意在表达虽然某些实施例可能包括但是其他实施例可不包括某些特征、要素和/或步骤。因此，此类条件语言一般并不意图暗示一个或多个实施例无论如何都需要各特征、要素和/或步骤。

根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：处理器；和存储器，所述存储器用于存储可执行指令，所述处理器被编程为执行所述指令以：确定用于导航到行程目的地的路线方案；监测由用户在驾驶车辆时执行的导航任务；基于可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来提供导航指令；并且基于所述可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来奖励积分。

根据一个实施例，所述处理器还被编程为通过执行用于以下操作的所述指令来确定用于导航到所述行程目的地的所述路线方案：接收指示所述行程目的地的地址；在用户可选择地图上显示标识所述行程目的地的图标和指示所述车辆的当前位置的图标；接收指示从所述车辆的所述当前位置到所述行程目的地的用户选择的路线方案的路线输入；并且生成到所述行程目的地的全球定位系统(GPS)路线方案。

根据一个实施例，所述处理器还被编程为执行用于以下操作的所述指令：确定与所述GPS路线方案匹配的路线输入部分的数量；并且基于与所述GPS路线方案匹配的路线输入部分的所述数量来分配积分。

根据一个实施例，所述处理器还被编程为通过执行用于以下操作的所述指令来提供导航指令：基于所述可选择指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来提供导航方向。

根据本发明，一种车辆控制器中的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行时致使所述处理器：确定用于导航到行程目的地的路线方案；监测由用户在驾驶所述车辆时执行的导航任务；基于可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来提供导航指令；并且基于所述可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来奖励积分。

Claims (15)

1.一种用于使用车辆的导航系统提供动态导航建议的方法，所述方法包括：

确定用于导航到行程目的地的路线方案；

监测由用户在驾驶所述车辆时执行的导航任务；并且

基于可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来提供导航指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定用于所述行程目的地的所述路线方案包括：

接收指示所述行程目的地的地址；

在用户可选择地图上显示标识所述行程目的地的图标和指示所述车辆的当前位置的图标；

接收指示从所述车辆的所述当前位置到所述行程目的地的用户选择的路线方案的路线输入；以及

生成到所述行程目的地的全球定位系统(GPS)路线方案。

3.根据权利要求2所述的方法，其还包括：

基于所述可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来奖励积分；

确定与所述GPS路线方案匹配的路线输入部分的数量；以及

基于与所述GPS路线方案匹配的路线输入部分的所述数量来分配积分。

4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：

生成驾驶员已经做出阈值数量的正确转弯的可听指示；以及

指示可听提示，所述可听提示指示所奖励游戏积分的数量。

5.根据权利要求1所述的方法，其中提供导航指令包括：

基于所述可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来提供导航方向。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述可选择的指导模式是多个指导模式选项中的一种模式，所述多个指导模式选项包括：

手动模式，所述手动模式不提供导航指令；

中等指导模式，所述中等指导模式不提供导航指令，直到所述车辆错过GPS路线方案或用户选择的路线方案上的转弯为止；和

高指导模式，所述高指导模式在转弯之前的第一阈值距离处提供导航指令并且在所述转弯之前的第二阈值距离处再次提供导航指令。

7.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来奖励和减去积分包括：

针对进行符合所述路线方案的转弯奖励正积分；并且

针对执行以下各项中的一个或多个奖励负积分：

进行不符合所述路线方案的转弯；

基于可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来提供导航指令；以及

响应于口头用户请求而触发导航指令。

8.根据权利要求1所述的方法，其中监测由所述用户执行的导航任务包括：

确定不符合所述路线方案的转弯的数量和符合所述路线方案的转弯的数量；

使用所述导航系统确定时间量；并且

获得与所述路线方案相关联的交通信息和车辆事故信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其还包括：

基于由所述用户执行的所述导航任务来提供增加或减少所述可选择的指导模式的选项。

10.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

为所述用户生成可听提示以预测在根据所述路线方案行驶时可见的地标。

11.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述可选择的指导模式和所述导航任务来奖励所述积分包括：

向一个或多个乘客移动装置提供指令以指示在根据所述路线方案行驶时地标何时是可见的；并且

针对所述地标从所述车辆可见的指示，奖励正游戏积分。

12.根据权利要求11所述的方法，其还包括：

向一个或多个乘客移动装置提供指令以定位有效路线方案来导航到所述行程目的地；并且

为所述一个或多个乘客移动装置中首先定位所述有效路线方案的乘客移动装置奖励正游戏积分。

13.根据权利要求11所述的方法，其还包括：

向一个或多个乘客移动装置提供指令以定位到达所述行程目的地的有效路线；并且

针对行驶时间或距离最短的路线奖励正游戏积分。

14.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述可选择的指导模式和由所述用户执行的所述导航任务来奖励所述积分包括：

响应于在没有进行与即将到来的转弯相关联的口头询问的情况下的导航而奖励第一数量的积分。

15.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

确定所述用户展现出与驾驶员疲劳一致的行动；并且

响应于确定所述用户展现出与驾驶员疲劳一致的所述行动，生成参与所述导航指导的可听提示。

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