CN110072180A - 一种基于视觉反馈的车载安卓主机测试台 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车载音响主机的测试设备领域，尤其涉及一种车载安卓主机测试台，包括一摄像头，根据摄像头拍摄的图像，并提取图像特征，与存储在计算机中的界面图像进行比对，以确定主机当前所处的状态，以及根据要进行的测试项所需要打开的界面和功能，确定被测主机将要到达的目的状态以及每个界面的特征和跳转的状态转移表；通过计算机控制设置在暗室内的三轴机械臂，在其末端夹持一触控笔，模拟人手指的触摸操作触摸屏的界面，根据计算机内设定的每个界面的特征和跳转的状态转移表，触发跳转条件，使被测主机跳转到不同的界面或执行相应的动作，发生状态转移。本发明不再受测试指令的局限。主机设计人员不再需要设计一系列专门用于测试的指令，减少了设计人员的工作量。
Description
技术领域
本发明属于车载音响主机的测试设备领域，尤其涉及一种车载安卓主机测试台。
背景技术
车载音响主机组装完成后应当进行最终测试，以检测主机性能是否达标。传统车载主机功能以收音机、CD音乐、USB音乐等音频播放功能为主，功能简单，用户只需要按下主机前面板上的若干按钮就能实现音量加减、搜索频率、频道切换等功能，这也是测试时常用的操作。现有的测试方法大多是设计测试指令来实现相应的操作，并在被测主机中设计相应的解释程序和执行程序。例如，公告号为CN109213116A的中国发明专利，公开了“一种车载信息娱乐系统的集中测试装置和方法”，其检测对象是收音机和通用串行总线图像显示功能，检测时需要生成测试指令并将指令发送到被测对象和相关测试仪器。传统测试方式的缺陷在于，主机设计人员需要设计专门的诊断指令，这其中有很大一部分是用于模拟人机交互的指令，这些交互指令的特点是都可以通过触摸屏输入而达到相同的效果，增加了设计人员的工作量。
随着嵌入式技术的发展，车载主机功能越来越多，很多主机都基于安卓操作系统，用户主要的交互方式从键盘变成了触摸屏。功能上不仅有收音机，还有地图导航、网络音乐播放器、视频播放器、蓝牙通话、语言识别、倒车影像等功能，传统的基于指令模拟人机交互的测试方式需要给被测应用软件设计一系列测试指令，模拟用户点击、长按相应的控件，需要设计的指令也就越多，而且随着软件升级，相应的测试指令也要更新。所以，传统的基于指令的测试方式直接应用于安卓主机增加了测试台的设计难度，也增加主机设计的工作量。
发明内容
为了克服现有技术中测试指令设计难度高、工作量大、扩展能力差等问题，本发明提供一种采基于视觉反馈的车载安卓主机测试台，使得凡是可以通过按键和触摸屏实现的操作功能都不需要设计测试指令，只需要在测试台计算机中录入被测主机的状态转移表，测试程序即可根据测试内容自动生成三轴机械臂的动作序列，用摄像头采集车载主机触摸屏上的程序界面，通过测试台PC机中的程序识别出触摸屏程序界面的各个控件，并按照生成的动作序列控制三轴机械臂点按触摸屏上相应的按钮控件，模拟人的触摸操作，用继电器和电阻网络构成的按键模拟电路模拟人按下机械按键的操作。这样，测试指令不再需要包含通过触屏和按键可以实现的部分，减轻了软件设计难度和工作量。
本发明是这样实现的，
一种基于视觉反馈的车载安卓主机测试台，
包括一摄像头，根据摄像头拍摄的图像，并提取图像特征，与存储在计算机中的界面图像进行比对，以确定主机当前所处的状态，以及根据要进行的测试项所需要打开的界面和功能，确定被测主机将要到达的目的状态以及每个界面的特征和跳转的状态转移表；
通过计算机控制设置在暗室内的三轴机械臂，在其末端夹持一触控笔，可控制触控笔在XYZ三个方向上运动，模拟人手指的触摸操作触摸屏的界面，根据计算机内设定的每个界面的特征和跳转的状态转移表，触发跳转条件，使被测主机跳转到不同的界面或执行相应的动作，发生状态转移。
进一步地，测试程序要从状态转移表中规划出状态转移路线，以及需要三轴机械臂执行的动作序列，再控制三轴机械臂按照此序列依次执行相应点按触摸屏的动作，摄像头实时监视，判断每个动作的执行结果是否符合预期，如不符合预期要及时规划新的状态转移路线，直到完成整个状态转移过程。
进一步地，所述三轴机械臂在计算机的控制下实现点按、长按以及拖动操作，摄像头采集触摸屏的图像，反馈到计算机的测试程序中，测试程序根据预先存储在计算机中的主机界面的状态转移表判断被测主机工作状态，结合当前的测试内容，控制三轴机械臂点按触摸屏的相应控件，控制被测主机进入不同的功能或调整被测主机的各项参数，进行相应功能的检测。
进一步地，所述摄像头以及三轴机械臂均设置在一个暗室内，遮挡外部光线，防止灯光在触摸屏上形成反射光干扰摄像头的采集，暗室上部安装摄像头支架，用于固定采集音响主机触摸屏图像的摄像头，支架上开一排孔，以便于调整摄像头的位置和角度，暗室内设置一三轴机械臂，在其末端夹持一触控笔，可控制触控笔在XYZ三个方向上运动，模拟人手指的触摸操作，所述摄像头安装在触摸屏的正上方，视野内包含整个触摸屏界面，所述暗室外部设置计算机显示的显示器，用于控制计算机程序，显示检测程序界面，通过安装一主机夹具架，提供一个放置主机的倾斜面，便于放入被测主机，被测主机放入倾斜面上的夹具中夹紧后，通过程序控制一气缸推动接线探针与主机接通，使主机连入测试电路中，所述主机通过夹具的探针与所述触摸屏实现连接。
进一步地，所述测试电路包括：
与计算机相连的GPS信号发生器和蓝牙WIFI测试仪，实现与被测主机无线通信，计算机执行测试程序，控制GPS信号发生器、蓝牙WIFI测试仪产生测试信号，被测主机接收到信号后蓝牙、WIFI、GPS状态在触摸屏上显示和蓝牙WIFI测试仪上显示出来，通过对比两方的数据判断被测主机是否合格；
信号发生器，所述信号发生器有两路输出通道，一路通过适当的阻抗变换与被测主机的RF接口匹配，用于向被测主机输入FM和AM信号，测试被测主机的各项收音机指标；另一路模拟MIC向被测主机直接输入电压信号，以检测被测主机的MIC功能；
机械按键模拟电路用继电器投切电阻，在计算机测试程序的控制继电器方向盘按键和仪表板按键的功能，配合三轴机器人实现交互操作，同时检测主机的按键功能；
采集卡，通过电阻负载连接到被测主机的喇叭接口处，替代真实的喇叭，测试被测主机功放的电性能。
进一步地，所述计算机可利用CAN总线向各测试模块发送相关测试指令，监视被测主机通信数据，以检测被测主机的各项配置是否正确。
进一步地，所述三轴机械臂末端夹持的触控笔的导电布用导线连接并接地，被测主机电源负极接地，在触控笔接触到触摸屏时形成漏电回路，被触摸屏检测到。
进一步地，电阻负载两端的电压波形被采集卡采回，检测程序根据测试要求分析采回的电压波形的各项参数，来判断被测主机功放的电性能是否符合测试要求。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明测试台通过视觉反馈的方式，读取触屏上的各种信息，如时间、开关图标、当前界面、各种字符等，将主机的状态实时反馈给测试程序，测试程序根据当前的主机状态、要测试的内容和状态转移表决自行定下一步要进行的操作，控制三轴机械臂完成对音响主机的交互操作。测试人员只需要录入主机的状态转移表即可，不再受测试指令的局限。主机设计人员不再需要设计一系列专门用于测试的指令，减少了设计人员的工作量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的测试台结构示意图；
图2为暗室内布局结构图；
图3为测试电路的框图；
图4为本发明实施例提供的状态转移图；
图5为本发明实施例提供机械按键模拟电路；
图6为本发明实施例提供的夹具的结构示意图，a为主视图，b为俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本新型提供的车载安卓主机测试台包括：如图1结合图2所示，包括
暗室3遮挡外部光线，防止灯光在触摸屏上形成反射光干扰摄像头的采集。暗室上部安装摄像头支架1，用于固定采集音响主机触摸屏图像的摄像头2，支架上开一排孔，以便于调整摄像头的位置和角度。三轴机械臂5末端夹持一触控笔4，可控制触控笔在XYZ三个方向上运动，模拟人手指的触摸操作。摄像头2要安装在触摸屏的正上方，视野内包含整个触摸屏界面。摄像头2通过底部的摄像头夹具6上的探针与被测主机连接，用于显示人机交互界面供摄像头采集，同时输入三轴机械臂的触摸信号。三轴机械臂连接机械臂驱动器，所述机械臂驱动器连接在计算机的控制端。
暗室前方设置计算机13显示的显示器11，还设有主机夹具架7，提供一个倾斜面，便于放入被测主机8。被测主机放入夹具9中夹紧后，通过控制气缸10推动接线探针与被测主机接通，使主机连入测试电路中。夹具9上具有探针与测试电路连接，安装于测试台桌面靠近操作操作人员的一侧，暗室位于其后方。夹具用于放置被测主机，主机通过夹具上的可活动探针与被测试电路连接。
本实施例中，夹具9用于夹持被测主机，结构如图6a、b所示，
在如图6a主视图中，夹具9包括夹具基座23，在夹具基座23上设置夹具骨架20用于限制被测主机的位置。它由左右两边两个竖直固定的侧板和上方水平板连接而成，中间形成空腔，测试时被测主机从前方插入这个空腔内。在两侧设置两个气缸(21、25)，活塞杆顶端固定夹持模块22。默认情况下，气缸气缸(21、25)杆收回，夹持模块22侧面与夹具骨架20的竖直侧板的内侧面在同一平面上。当被测主机插入夹具骨架20后，在测试程序的控制下，气缸(21、25)推动活塞杆，带动活塞杆顶端的夹持模块22向前运动，到达极限位置后停止，极限位置如图6a和6b中虚线24所示。此时，夹持模块22刚好卡住被测主机两侧的固定耳，限制主机前后方向的运动，从而将被测主机紧紧地固定在夹具内。
暗室下方设置一平台，平台下方空间12安装各测试设备，分上下两层。上层16放置主机外围模块、信号发生器15、采集卡、电阻负载、机械按键模拟电路14等，下层放置计算机以及直流电源等。
如图3所示，所述测试电路包括计算机，运行自动脚本测试程序，从摄像头获取触摸屏的显示内容并判断被测主机当前状态，控制各测试设备和主机协调动作；
与计算机的输出端连接的GPS信号发生器和蓝牙WIFI测试仪与被测主机无线通信，计算机执行测试程序，控制GPS信号发生器、蓝牙WIFI测试仪产生测试信号，被测主机接收到信号后蓝牙、WIFI、GPS状态在触摸屏上显示和蓝牙WIFI测试仪上显示出来，通过对比两方的数据判断被测主机是否合格；；
与所述计算机的输出端连接的信号发生器，所述信号发生器有两路输出通道，一路通过阻抗变换与被测主机的RF接口匹配，另一路模拟MIC通过MIC接口向被测主机直接输入电压信号；信号发生器根据测试要求向收音机天线发送经过调制的射频信号，测试收音机性能。
与计算机的输出端连接的机械按键模拟电路，通过用继电器投切电阻，连接至被测主机的按键接口；
所述计算机连接三轴机械臂，三轴过机械臂末端夹持一触控笔，触控笔尖的导电布用导线连接并接地；
所述触摸屏与被测主机的触摸屏接口连接；
所述摄像头的输出端连接至计算机的输入端。
采集卡，通过电阻负载连接到被测主机的喇叭接口处，替代真实的喇叭，测试被测主机功放的电性能。电阻负载两端的电压波形被采集卡采回，检测程序根据测试要求分析采回的电压波形的各项参数，来判断主机功放的电性能是否符合测试要求。采集卡的型号为Smacq公司的USB-4650采集卡，每个电阻负载两端接入采集卡的两个相邻的信号输入端，分别采集两路电压信号。测试程序会将这两路电压信号作差，从而得到电阻上以地为参考的电压。每个被测主机都有四个电阻负载，因而会有8路电压倍进入采集卡，而USB-4650有16路模拟电压信号输入端，可以满足测试需要。
其中，被测主机实现人机交互的途径主要有两种设备，一是触摸屏，二是按键。为了在测试台上模拟人机交互，用三轴机械臂来模拟人手触摸屏幕的操作，而用机械按键模拟电路来模拟按键的动作。其中以触摸屏的操作为主，点按屏幕上形状各异、功能复杂的图形按钮。实体按键的功能简单通用，多为四向移动、音量、确认、返回等功能，在测试过程中起辅助作用。
参见图5所示，机械按键模拟电路用继电器投切电阻，继电器线圈51，通电后吸引衔铁使开关闭合。端头SW连接到被测主机按键引脚上，R1～Rn为电阻，不同的阻值对应不同的按键，K1～Kn为继电器控制端子。计算机测试程序控制继电器，当不同的继电器吸合时会将不同阻值的电阻连接到SW与地之间，来模拟人实际按下按键时开关闭合。被测主机检测到SW引脚上连接的不同的阻值的电阻，就可以判断按下了哪个按键。
被测主机的全部功能都要单独进行检测，这其中也包括按键功能。通过继电器投切的机械按键模拟电路，将不同阻值的电阻接入主机引脚与地之间，模拟实际按键按下的动作，观察被测主机是否有相应的响应，以此来判断主机按键功能是否正常。
由于被测主机已组装完毕，不可以用同轴线连接到蓝牙测试仪，故采用无线的方式进行测试，计算机执行测试程序，控制GPS信号发生器、蓝牙WIFI测试仪产生测试信号，被测主机接收到信号后蓝牙、WIFI、GPS状态可以通过相关的应用程序在触摸屏上显示出来，也会在测试仪上显示出来，通过对比两方的数据即可判断被测主机是否合格。信号发生器有两路输出通道，一路通过适当的阻抗变换与被测主机的RF接口匹配，用于向被测主机输入FM和AM信号，测试被测主机的各项收音机指标。另一路模拟MIC向被测主机直接输入电压信号，以检测主机的MIC功能。机械按键模拟电路用继电器投切电阻，在计算机测试程序的控制下实现方向盘按键和仪表板按键的功能，配合三轴机器人实现交互操作，同时检测主机的按键功能。倒车摄像头模块和其它模块用于检测主机的相应功能，它们与被测主机和计算机连接到同一个CAN总线上，计算机可利用CAN总线向各测试模块发送相关测试指令，监视主机通信数据，以检测主机的各项配置是否正确。
机械臂末端夹持一触控笔，触控笔尖的导电布要与机柜用导线连接并接地，被测主机电源负极也要与机柜连接并接地，在触控笔接触到触摸屏时形成漏电回路，被触摸屏检测到。三轴机械臂在计算机的控制下实现点按、长按、拖动等操作。摄像头采集触摸屏的图像，反馈到计算机的测试程序中，测试程序根据预先存储在计算机中的主机界面的状态转移表判断主机工作状态，结合当前的测试内容，控制三轴机械臂点按触摸屏的相应控件，控制主机进入不同的功能或调整主机的各项参数，进行相应功能的检测。被测主机每个界面对应一个状态，计算机测试程序中存储了被测主机每个界面的特征和跳转的状态表，界面中的每个控件都对应一个跳转条件，当触控笔触摸控件时就触发一个跳转条件，控件的不同功能会使主机跳转到不同的界面或执行相应的动作，即发生了状态转移。开始每个检测项目后，摄像头拍摄触摸屏图像，并提取图像特征，与存储在计算机中的界面图像进行比对，以确定主机当前所处的状态。然后根据要进行的测试项所需要打开的界面和功能，确定主机将要到达的目的状态。测试程序要从状态转移表中规划出状态转移路线，即一系列需要三轴机械臂执行的动作序列，再控制三轴机械臂按照此序列依次执行相应点按触摸屏的动作，摄像头实时监视，判断每个动作的执行结果是否符合预期，如不符合预期要及时规划新的状态转移路线，直到完成整个状态转移过程。
状态转移表是不同的界面之间的切换是通过某种事件触发的，称这些触发状态转移的条件为状态转移条件。例如从“正在启动”状态进入到“桌面”状态是由时间触发的，主机上电后经过一定时间便会由“正在启动”状态进入“桌面”状态，经过的这一段时间就是这个状态转移的条件。而从“桌面”状态进入“收音机”状态是由用户点击桌面上的收音机图标触发的，用户点击桌面上的收音机图标就是这个状态转移的转移条件。
同一个界面状态可以通过不同的触发事件转移到不同的状态，转移到的目的状态与转移条件有关。例如当主机处在“桌面”状态时，若触发事件为“用户点按收音机图标”，那么主机界面将转移到“收音机”状态，而若触发事件为“用户点按USB图片图标”，那么主机将转移到“USB图片”状态。状态转移过程可用状态转移图4来描述，图4中，圆圈内为状态名称，连线上的文字表示状态转移条件。
在计算机中，状态转移图被表示为状态转移表。以上述状态转移图为例，相应的状态转移表为表1所示
表1
| 初始状态 | 转移条件 | 目的状态 |
| 开机 | 经过一段时间 | 桌面第一屏 |
| 桌面第一屏 | 向右滑动 | 桌面第二屏 |
| 桌面第一屏 | 点按收音机图标 | 收音机初始 |
| 桌面第二屏 | 向左滑动 | 桌面第一屏 |
| 桌面第二屏 | 点击USB图片 | USB图片初始 |
| 收音机初始 | 按下返回键 | 桌面第一屏 |
| 收音机初始 | 点按AM按钮 | 切换到AM |
| 收音机初始 | 点按开关按钮 | FM放音 |
| 收音机初始 | 按下自动搜索 | FM自动搜台 |
| FM自动搜台 | 经过一段时间 | FM放音 |
| FM放音 | 点按开关按钮 | 收音机初始 |
| 切换到AM | 点按FM按钮 | 收音机初始 |
| 切换到AM | 按下自动搜索按钮 | AM自动搜台 |
| AM自动搜台 | 经过一段时间 | AM放音 |
| 切换到AM | 点按开关按键 | AM放音 |
| AM放音 | 点按开关按钮 | 切换到AM |
测试程序在执行时首先要确定当前主机所处的状态，再根据要转移到的目的状态执行主机状态转移操作，实现界面切换和交互操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于视觉反馈的车载安卓主机测试台，其特征在于，
包括一摄像头，根据摄像头拍摄的图像，并提取图像特征，与存储在计算机中的界面图像进行比对，以确定主机当前所处的状态，以及根据要进行的测试项所需要打开的界面和功能，确定被测主机将要到达的目的状态以及每个界面的特征和跳转的状态转移表；
通过计算机控制设置在暗室内的三轴机械臂，在其末端夹持一触控笔，可控制触控笔在XYZ三个方向上运动，模拟人手指的触摸操作触摸屏的界面，根据计算机内设定的每个界面的特征和跳转的状态转移表，触发跳转条件，使被测主机跳转到不同的界面或执行相应的动作，发生状态转移。
2.按照权利要求1所述的测试台，其特征在于，测试程序要从状态转移表中规划出状态转移路线，以及需要三轴机械臂执行的动作序列，再控制三轴机械臂按照此序列依次执行相应点按触摸屏的动作，摄像头实时监视，判断每个动作的执行结果是否符合预期，如不符合预期要及时规划新的状态转移路线，直到完成整个状态转移过程。
3.按照权利要求1所述的测试台，其特征在于，所述三轴机械臂在计算机的控制下实现点按、长按以及拖动操作，摄像头采集触摸屏的图像，反馈到计算机的测试程序中，测试程序根据预先存储在计算机中的主机界面的状态转移表判断被测主机工作状态，结合当前的测试内容，控制三轴机械臂点按触摸屏的相应控件，控制被测主机进入不同的功能或调整被测主机的各项参数，进行相应功能的检测。
4.按照权利要求1所述的测试台，其特征在于，所述摄像头以及三轴机械臂均设置在一个暗室内，遮挡外部光线，防止灯光在触摸屏上形成反射光干扰摄像头的采集，暗室上部安装摄像头支架，用于固定采集音响主机触摸屏图像的摄像头，支架上开一排孔，以便于调整摄像头的位置和角度，暗室内设置一三轴机械臂，在其末端夹持一触控笔，可控制触控笔在XYZ三个方向上运动，模拟人手指的触摸操作，所述摄像头安装在触摸屏的正上方，视野内包含整个触摸屏界面，所述暗室外部设置计算机显示的显示器，用于控制计算机程序，显示检测程序界面，通过安装一主机夹具架，提供一个放置主机的倾斜面，便于放入被测主机，被测主机放入倾斜面上的夹具中夹紧后，通过程序控制一气缸推动接线探针与主机接通，使主机连入测试电路中，所述主机通过夹具的探针与所述触摸屏实现连接。
5.按照权利要求4所述的测试台，其特征在于，
所述测试电路包括：
与计算机相连的GPS信号发生器和蓝牙WIFI测试仪，实现与被测主机无线通信，计算机执行测试程序，控制GPS信号发生器、蓝牙WIFI测试仪产生测试信号，被测主机接收到信号后蓝牙、WIFI、GPS状态在触摸屏上显示和蓝牙WIFI测试仪上显示出来，通过对比两方的数据判断被测主机是否合格；
信号发生器，所述信号发生器有两路输出通道，一路通过适当的阻抗变换与被测主机的RF接口匹配，用于向被测主机输入FM和AM信号，测试被测主机的各项收音机指标；另一路模拟MIC向被测主机直接输入电压信号，以检测被测主机的MIC功能；
机械按键模拟电路用继电器投切电阻，在计算机测试程序的控制继电器方向盘按键和仪表板按键的功能，配合三轴机器人实现交互操作，同时检测主机的按键功能；
采集卡，通过电阻负载连接到被测主机的喇叭接口处，替代真实的喇叭，测试被测主机功放的电性能。
6.按照权利要求5所述的测试台，其特征在于，所述计算机可利用CAN总线向各测试模块发送相关测试指令，监视被测主机通信数据，以检测被测主机的各项配置是否正确。
7.按照权利要求5所述的测试台，其特征在于，所述三轴机械臂末端夹持的触控笔的导电布用导线连接并接地，被测主机电源负极接地，在触控笔接触到触摸屏时形成漏电回路，被触摸屏检测到。
8.按照权利要求5所述的测试台，其特征在于，电阻负载两端的电压波形被采集卡采回，检测程序根据测试要求分析采回的电压波形的各项参数，来判断被测主机功放的电性能是否符合测试要求。
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