基于場景的V2X功能測試用例開發(fā)思考

在《大話中國C-V2X通信標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)》一文中，我們向大家介紹了CSAE在國內(nèi)推行的C-V2X應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)。隨著國內(nèi)C-V2X標(biāo)準(zhǔn)的推動，一些量產(chǎn)車型也即將搭載V2X功能上市，V2X功能測試也成為了汽車電子測試中很重要的一個環(huán)節(jié)。相較于傳統(tǒng)的汽車ECU依賴總線仿真的測試，OBU的V2X測試加入了對測試場景的仿真。因此，如何構(gòu)建一個完善的覆蓋度高的測試用例，成為了測試的關(guān)鍵。

本文將以思維導(dǎo)圖的形式對場景進(jìn)行分析，以表格的形式將測試用例呈現(xiàn)，共同探討在場景中的V2X功能測試用例開發(fā)。

一、測試環(huán)境構(gòu)成分析

首先我們對OBU的通信環(huán)境進(jìn)行分析：

圖1.車用通信系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

由圖1我們不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)車輛V2X功能的通信對象主要有四種，分別是：

1）定位系統(tǒng)天線，用于接收GNSS信息，確定自車的定位；

2）無線電通信子系統(tǒng)，用于向他車發(fā)送自車的相關(guān)狀態(tài)；

3）車內(nèi)總線，向應(yīng)用電子控制單元推送車輛內(nèi)部的相關(guān)信息；

4）人機(jī)交互界面，應(yīng)用電子控制單元在對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理后向人機(jī)交互界面推送V2X信息，起到向駕駛員推動消息，發(fā)出報(bào)警的作用。

依據(jù)數(shù)據(jù)流向，我們可以將V2X功能測試拆分為自車向外發(fā)送狀態(tài)消息及自車接收消息對駕駛員進(jìn)行消息推送及預(yù)計(jì)兩部分，如圖2所示：

圖2.1車輛發(fā)送射頻消息通信構(gòu)架示意圖

2.2車輛接收射頻消息通信構(gòu)架示意圖

綜合圖2.1、圖2.2我們可以發(fā)現(xiàn)，在車輛發(fā)送射頻消息通信構(gòu)架示意圖中，定位系統(tǒng)與車內(nèi)總線是輸入端、無線電通信子系統(tǒng)天線是數(shù)據(jù)輸出端，車輛接收射頻消息通信構(gòu)架示意圖中，定位系統(tǒng)天線、無線電通信子系統(tǒng)天線、車內(nèi)總線、是數(shù)據(jù)輸入端，人機(jī)交互界面是數(shù)據(jù)輸出端，由此可以構(gòu)建數(shù)據(jù)流向圖，如圖3：

3.1車輛發(fā)送射頻消息通信數(shù)據(jù)流向示意圖

3.2車輛接收射頻消息通信數(shù)據(jù)流向示意圖

定位系統(tǒng)天線及無線通信子系統(tǒng)天線接收的消息與交通場景強(qiáng)相關(guān)。因此，本文主要對車輛接收射頻消息通信數(shù)據(jù)應(yīng)用場景進(jìn)行討論。

依據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的來源屬性我們可以將V2X功能模塊的傳入數(shù)據(jù)分為車內(nèi)數(shù)據(jù)和車外數(shù)據(jù)，車內(nèi)數(shù)據(jù)可分為車輛的狀態(tài)信息，如車速信息、車輛危險(xiǎn)警示燈狀態(tài)、車輛擋位信息等；車輛車外數(shù)據(jù)可分為道路環(huán)境數(shù)據(jù)及交通參與者數(shù)據(jù)，道路環(huán)境數(shù)據(jù)亦可分為動態(tài)道路環(huán)境及靜態(tài)道路環(huán)境，動態(tài)道路環(huán)境例如路側(cè)單元發(fā)出的紅綠燈數(shù)據(jù)（SPAT），道路事件及路側(cè)單元感知到的道路交通參與者信息（RSI）等；靜態(tài)道路環(huán)境，包括地圖數(shù)據(jù)，車道標(biāo)牌等，交通參與者數(shù)據(jù)，例如車輛發(fā)出的BSM消息，弱勢交通參與者（行人、非機(jī)動車）的基礎(chǔ)安全消息PSM等，如圖4所示：

圖4車輛接收射頻消息V2X功能測試環(huán)境數(shù)據(jù)構(gòu)成分析。

二、測試用例開發(fā)

本文以CSAE 0157中車車協(xié)作式變道場景為需求，開發(fā)其對應(yīng)的測試用例。

CSAE 0157對車車協(xié)作式變道場景進(jìn)行了如下描述。

車車協(xié)作式變道場景描述如下：

1）裝備有V2X通信設(shè)備的車輛EV-1、 EV-2在道路上正常行駛， EV-2在EV-1相鄰車道內(nèi)行駛。

2）EV-1和EV-2需具備無線通信能力。EV-1在行駛過程中需要進(jìn)行變道時(shí)， EV-1將變道意圖發(fā)送給目標(biāo)車道的相關(guān)車輛EV-2。

3）EV-2收到EV-1的變道意圖，根據(jù)自身信息、周圍車輛信息或者其它車載傳感器感知的周邊環(huán)境信息，EV-2經(jīng)決策判斷，加速通過后EV-1變道或EV-2減速讓道。同時(shí)EV-2將其自身的駕駛行為調(diào)整即時(shí)發(fā)送給EV-1。

如圖6：

圖6車車協(xié)作式變道場景描述

在場景中，我們可認(rèn)為：

1）EV-1，EV-2之間時(shí)距小于等于5秒時(shí)，EV-1的變道請求會使得EV-2進(jìn)入邏輯判斷階段。

2）EV-1，EV-2在相鄰車道時(shí)，EV-1的變道請求會使得EV-2進(jìn)入邏輯判斷階段。

3）EV-2車速小于EV-1，且EV-1與EV-2之間時(shí)距小于等于3秒時(shí)，EV-2向駕駛員發(fā)出預(yù)警，并提示減速；當(dāng)EV-2車速大于等于EV-1，EV-2向駕駛員發(fā)出預(yù)警，并提示加速通過，EV-1向駕駛員發(fā)出預(yù)警，并提示延遲變道。

4）EV-1完成變道或EV-2完成超車后預(yù)警退出。

圖7協(xié)作式車車變道測試點(diǎn)示意圖

圖7所示的測試點(diǎn)由環(huán)境描述、預(yù)警觸發(fā)條件、預(yù)警退出條件三部分構(gòu)成，對每條測試用例的交通環(huán)境、預(yù)警功能觸發(fā)條件及預(yù)警功能退出條件進(jìn)行了約束。

其后，我們對測試場景進(jìn)行了搭建。

加速通過場景：

在加速通過場景中，“紅車（EV-1）”接近前車準(zhǔn)備變道后，“白車（EV-2）”加速行駛，讓出道路后“紅車（EV-1）”完成了變道。

減速讓道場景：

在減速通過場景中，“紅車（EV-1）”接近前車準(zhǔn)備變道后，“白車（EV-2）”通過減速讓行的方式讓“紅車（EV-1）”完成了變道。

三、總結(jié)

本文對基于V2X功能的測試用例開發(fā)進(jìn)行了探討。北匯信息是IMT-2020（5G）推進(jìn)組蜂窩車聯(lián)（C-V2X）工作組成員，我們致力于在C-V2X領(lǐng)域積極開展LTE-V2X和5G-V2X的測試驗(yàn)證技術(shù)研究等工作，積極推動中國V2X的產(chǎn)業(yè)落地，為客戶提供C-V2X一站式測試解決方案和委外服務(wù)。方案覆蓋終端接入層一致性、協(xié)議棧一致性和場景功能測試。

注：文中部分內(nèi)容參考于Vector。

參考文獻(xiàn)

CSAE 157-2020合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng) 車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)（第二階段）