智能座艙域控制器功能自動(dòng)化測(cè)試方案

1、背景

智能座艙是當(dāng)前汽車行業(yè)開發(fā)設(shè)計(jì)和差異化競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，當(dāng)前智能座艙控制器多為整合了傳統(tǒng)IPK、HMI、HUD、DMS等若干控制器之后的“一機(jī)多屏”的復(fù)雜系統(tǒng)。在軟件架構(gòu)上，多操作系統(tǒng)也是其一大特點(diǎn)，如整合安卓和QNX系統(tǒng)是最常見的方案，而在硬件接口上通常是車載以太網(wǎng)、CAN/CAN FD以及LVDS等。

座艙域控制器由于自身特點(diǎn)，其功能測(cè)試用例多達(dá)幾萬(wàn)條甚至十幾萬(wàn)條，完全依靠傳統(tǒng)手動(dòng)測(cè)試，需要投入大量的人力資源，難以滿足越來(lái)越短的項(xiàng)目開發(fā)周期和軟件快速迭代的需求。為了提高測(cè)試效率，需采用自動(dòng)化/半自動(dòng)化的方式以完成座艙域控制器的功能測(cè)試。

2、測(cè)試內(nèi)容分析

從智能座艙域部件級(jí)的功能測(cè)試角度來(lái)看，主要聚焦如下幾方面的測(cè)試：

a）車輛和環(huán)境信息顯示功能：中控、儀表、HUD、流媒體后視鏡、電子后視鏡、A柱等顯示交互

b）娛樂(lè)、瀏覽功能：本地和在線的媒體播放、游戲以及文檔和網(wǎng)頁(yè)瀏覽閱讀等

c）配置、設(shè)置和控制功能：個(gè)人賬戶、車輛/駕駛信息設(shè)置、APP安裝/卸載等

d）AR導(dǎo)航、環(huán)視、后視、夜視等功能

e）車內(nèi)監(jiān)測(cè)：駕駛員/乘員頭、臉、眼監(jiān)測(cè)功能和健康監(jiān)測(cè)

f）交互功能：語(yǔ)音交互、手勢(shì)控制

g）用戶APP在線和離線服務(wù)功能

h）連接功能：藍(lán)牙、WiFi、USB，4G/5G等

3、測(cè)試系統(tǒng)框架

從座艙自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的角度，可將滿足智能座艙測(cè)試系統(tǒng)劃分為如下幾個(gè)主要的功能模塊：

a）常規(guī)的車載網(wǎng)絡(luò)和IO仿真采集及故障注入

b）UE仿真及監(jiān)測(cè)

c）圖像仿真及UI監(jiān)測(cè)

d）語(yǔ)音仿真及識(shí)別

e）無(wú)線信號(hào)相關(guān)的仿真

完整測(cè)試系統(tǒng)示意圖如下所示，本文將重點(diǎn)介紹基于Eggplant實(shí)現(xiàn)UE仿真及UI監(jiān)測(cè)的流程和基本方法及各種主流方案的對(duì)比。

圖1：測(cè)試系統(tǒng)框圖

4、基于Eggplant的自動(dòng)化測(cè)試簡(jiǎn)介

（1）軟件及方案框架

Eggplant是TestPlant公司研發(fā)的一款黑盒自動(dòng)化測(cè)試工具，通過(guò)VNC/RDP傳輸協(xié)議連接PC和DUT，可跨平臺(tái)（Linux、Mac、ISO、QNX、安卓和 Windows）使用。其基于圖像和OCR算法實(shí)現(xiàn)對(duì)DUT圖像監(jiān)測(cè)，方便訪問(wèn)圖像的各種狀態(tài)（顏色及亮度），同時(shí)支持在使用Flash的動(dòng)態(tài)環(huán)境中運(yùn)行?？赏ㄟ^(guò)記錄用戶操作流程，自動(dòng)生成測(cè)試腳本。且集成的SenseTalk語(yǔ)言，面向非開發(fā)人員，測(cè)試者無(wú)需了解底層代碼和架構(gòu)，簡(jiǎn)單易用。

支持與Vector CANoe集成，通過(guò)CANoe發(fā)送操作指令，執(zhí)行結(jié)果自動(dòng)生成HTML格式方便查看。

圖2：CANoe+vTESTstudio+Eggplant整體方案框架

（2）實(shí)現(xiàn)流程概述

本次以安卓系統(tǒng)的DUT為例，進(jìn)行CANoe、vTESTstudio、Eggplant聯(lián)合調(diào)試，調(diào)試過(guò)程主要分為如下步驟：

a）測(cè)試系統(tǒng)與DUT連接設(shè)置

打開DUT調(diào)試權(quán)限，連接PC，對(duì)安卓系統(tǒng)進(jìn)行連接設(shè)置，生成Server端的IP地址和端口號(hào)，用于在Eggplant軟件中對(duì)DUT進(jìn)行連接。

圖3：連接效果圖

b）Eggplant測(cè)試工程創(chuàng)建

使用Eggplant進(jìn)行UE仿真及UI監(jiān)測(cè)底層腳本編寫、運(yùn)行并執(zhí)行測(cè)試。使用Eggplant中的Log功能，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行記錄。

圖4：Eggplant運(yùn)行界面展示

c）CANoe對(duì)Eggplant測(cè)試工程調(diào)用

根據(jù)Eggplant軟件提供的API，使用CANoe軟件對(duì)Eggplant測(cè)試工程進(jìn)行調(diào)用。在CANoe工程中需填寫Eggplant測(cè)試工程相關(guān)信息，如：軟件安裝地址、測(cè)試工程存儲(chǔ)地址、端口號(hào)和密碼等信息。

圖5：在CANoe工程中配置Eggplant測(cè)試工程信息

d）“對(duì)手件”的仿真實(shí)現(xiàn)（可選）

針對(duì)基于SOA實(shí)現(xiàn)的座艙域控制器，需仿真與之交互的“對(duì)手件”，如車輛域控制器、自動(dòng)駕駛域控制器、網(wǎng)聯(lián)控制器，針對(duì)此需求，可以借助新版CANoe對(duì)SOME/IP、MQTT等協(xié)議的支持，通過(guò)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)（如.arxml）等方式高效的完成SOA應(yīng)用的仿真，以我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，基于CANoe實(shí)現(xiàn)該仿真更為高效和專業(yè)。

e）測(cè)試用例實(shí)現(xiàn)

基于vTESTstudio軟件圖形化編程方式實(shí)現(xiàn)測(cè)試腳本編寫，編譯生成可執(zhí)行文件，導(dǎo)入到CANoe中進(jìn)行測(cè)試執(zhí)行。

圖6：基于vTESTstudio實(shí)現(xiàn)測(cè)試腳本編寫

f）測(cè)試執(zhí)行與分析

通過(guò)CANoe對(duì)Eggplant測(cè)試結(jié)果進(jìn)行讀取和判斷，并將原始圖像等打印在測(cè)試報(bào)告中，便于對(duì)測(cè)試問(wèn)題進(jìn)行分析。

圖7：測(cè)試報(bào)告樣式

（3）DEMO示例

由于真實(shí)DUT造型和顯示界面涉密原因，如下視頻以基于安卓手機(jī)為對(duì)象的調(diào)試作為示例。

視頻1：CANoe和Eggplant UE仿真及UI監(jiān)測(cè)自動(dòng)化測(cè)試效

5、方案對(duì)比

（1）UE仿真測(cè)試方案對(duì)比

UE仿真是為模擬用戶操控，如軟按鍵單擊/雙擊、屏幕滑動(dòng)，其難點(diǎn)：

a.適配多級(jí)窗口操作

b.操作界面設(shè)計(jì)變更后和被操作對(duì)象更換后的重新適配

c.實(shí)現(xiàn)特殊操控方式，如多指點(diǎn)擊/滑動(dòng)、兩指縮放

表1：UE仿真測(cè)試方案對(duì)比

（2）UI和UE監(jiān)測(cè)測(cè)試方案對(duì)比簡(jiǎn)介

UI和UE監(jiān)測(cè)用以判斷功能邏輯正確性和性能，其難點(diǎn)：

a.多屏互動(dòng)

b.顯示風(fēng)格切換、APP動(dòng)態(tài)加載識(shí)別適配

c.動(dòng)態(tài)閃爍類圖標(biāo)監(jiān)測(cè)、屏幕響應(yīng)時(shí)間監(jiān)測(cè)

表2：UI和UE監(jiān)測(cè)測(cè)試方案對(duì)比

6、總結(jié)

從早期儀表/中控至現(xiàn)在的智能座艙，對(duì)其自動(dòng)化測(cè)試的嘗試，已有十多年的時(shí)間，當(dāng)下的被測(cè)對(duì)象更為復(fù)雜，測(cè)試方案不斷升級(jí)，測(cè)試要求也不斷提高，此時(shí)需要我們從測(cè)試需求本源，結(jié)合座艙域控制器的特點(diǎn)，進(jìn)行理性分析或復(fù)盤。我們需要自動(dòng)化但不一味追求全自動(dòng)化，需要細(xì)分不同測(cè)試功能，其測(cè)試工作的資源消耗，其自動(dòng)化的可行性和適應(yīng)性，其投入產(chǎn)出比等多重因素下進(jìn)行綜合考慮。

北匯信息在智能座艙領(lǐng)域相關(guān)的部件、系統(tǒng)、實(shí)車的測(cè)試規(guī)范/用例開發(fā)、測(cè)試實(shí)施和測(cè)試系統(tǒng)搭建已有近十年的積累，可提供“組合式”的技術(shù)方案和合作模式，以期達(dá)到在測(cè)試效果和效率、性價(jià)比之間的平衡。此次選擇TestPlant的Eggplant軟件作為新的嘗試，并對(duì)相關(guān)仿真和監(jiān)測(cè)方案做了簡(jiǎn)要的比對(duì)，希望可以給大家一定的參考和啟發(fā)。最后，十分感謝TestPlant公司（Keysight）和Vector公司的同仁伙伴們給予的大力支持。

參考文獻(xiàn)

[1] Vector - Eggplant integration.pdf

[2]基于Eggplant的Mac_OS_X平臺(tái)上軟件自動(dòng)測(cè)試_鄧迎秋.pdf

[3] http://docs.eggplantsoftware.com

[4] GUI-Testing_HanserAutomotive_201706_PressArticle_EN.pdf