CN112306042A - 一种自动驾驶控制器自动测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自动驾驶控制器自动测试系统及方法，根据需求模拟实车传感器采集场景信息和整车CAN总线信息，然后通过模拟的实车传感器所采集的场景信息模拟出实车行驶场景；自动驾驶控制器通过接收并分析模拟实车传感器所采集的场景信息以及整车CAN总线的信息，作出第一测试结果发送给上位机；上位机对已预先编写好的所有测试脚本执行自动测试并输出第二测试结果，将相同实车行驶场景下的每条第二测试结果与第一测试结果进行比较以形成最终的测试结果，测试完成后自动生成与测试用例一一对应的测试报告。该方法及系统引入了场景模型，并对实车行驶场景进行还原，自动驾驶能够适应各种不同的驾驶场景，使得测试的覆盖度更全面。

Description

一种自动驾驶控制器自动测试系统及方法
技术领域
本发明涉及自动驾驶控制器测试技术领域，尤其涉及一种自动驾驶控制器自动测试系统及方法。
背景技术
随着科技进步的不断发展，智能化与汽车的完美融合是目前研究的热点，自动驾驶也是当前的研究及发展趋势。而自动驾驶控制器作为自动驾驶汽车的核心，它的功能覆盖度、可靠性及稳定性决定了自动驾驶的安全性。因此，高效、高质量的测试对自动驾驶控制器来说尤为重要。目前整车厂都是手动测试并且未将场景有效的融入自动测试系统中，这样会产生如下问题：1)自动驾驶控制器功能多，数据量大，传统手动测试效率低，且容易出错；2)自动驾驶控制器涉及的应用场景复杂，如果没有直观的场景显示，无法较好的还原应用实况，造成测试覆盖不全的问题；3)自动驾驶控制器涉及的功能逻辑复杂，如果测试过程的时序图不能保存并实时回放，无法帮助开发者高效的解决问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动驾驶控制器自动测试系统及方法，引入场景模型，并对实车行驶场景进行还原，自动驾驶能适应各种不同的驾驶场景，使测试的覆盖度更全面。
为实现上述目的，本发明提供了一种自动驾驶控制器自动测试方法，包括以下步骤：
(S1)根据需求模拟实车传感器采集场景信息和整车CAN总线信息，然后通过模拟的实车传感器所采集的场景信息模拟出实车行驶场景；场景信息包括车辆状态、目标信息和车道信息；
(S2)自动驾驶控制器通过接收并分析模拟实车传感器所采集的场景信息以及整车CAN总线的信息，作出第一测试结果发送给上位机；上位机对已预先编写好的所有测试脚本执行自动测试并输出第二测试结果；
(S3)将相同实车行驶场景下的每条第二测试结果与第一测试结果进行比较以形成最终的测试结果，测试完成后自动生成与测试用例一一对应的测试报告。
进一步，所述将相同实车行驶场景的每条第二测试结果与第一测试结果进行比较，即将相同实车行驶场景下的第二测试结果的序列值和第一测试结果的时序值进行比较。
进一步，在执行自动测试过程中将所有数据通过LOG的形式自动保存在相应的存储器中。
进一步，所述上位机对已预先编写好所有的测试脚本执行自动测试，具体执行以下步骤：利用自动化测试工具执行自动化测试，在上位机中按照实车总线架构搭建虚拟总线架构，并在每一路总线模块上写入相应的自动测试程序，然后导入已编写好的测试脚本进行自动测试。
进一步，自动化测试工具为CANoe工具。
进一步，所述已预先编写好的所有测试脚本是通过对已预先编写好的所有测试用例进行转换得到；测试用例的编写过程包括以下步骤：利用测试用例编写工具导入海量测试数据，在测试用例编写工具中首先用代码进行测试框架的搭建，处理来自模拟实车行驶场景和CANoe工具发送过来总线信号和内部变量，并在此模拟实车行驶场景中进行自动测试用例编写，形成与功能需求用例一一对应的测试用例。
进一步，每个测试用例利用图形化编程，每个测试用例包括用例开始阶段、前提条件阶段、序列开始阶段、执行操作阶段、序列结束阶段和用例结束阶段；
用例开始阶段，每个测试用例均设置有唯一ID值，然后将代表蓄电池电的变量置1，并定义休眠时间；
前提条件阶段，设置该测试用例执行前的初始状态；
序列开始阶段，定义的bit值由0变为1，开始记录目标值的变化情况；
执行操作阶段，设置该测试用例产生期待结果所需的必要条件；
序列结束阶段，将定义的bit值置2，测试用例结束，输出执行结果。
进一步，模拟的整车CAN总线包括AdasCAN、PrivateCAN、RadarCAN和TestCAN。
本发明还提供一种自动驾驶控制器自动测试系统，执行所述的自动驾驶控制器自动测试方法，包括：
建模模块，用于实车传感器采集场景信息及模拟实车运行场景；
数据转换模块，用于模拟整车CAN总线信息，及接收来自建模模块发送的场景信息并传输给上位机或自动驾驶控制器；
自动驾驶控制器，用于接收场景信息及整车CAN总线信息进行决策并发出第一测试结果；
上位机，用于接收来自数据转换模块传送的场景信息和自动驾驶控制器发出的第一测试结果，还用于编写自动化测试脚本并进行自动化测试输出第二测试结果以及进行数据分析自动生成测试报告；
其中，建模模块、自动驾驶控制器和上位机均与数据转换模块通讯连接。
进一步，所述上位机包括用于编写测试用例及转换成测试脚本的测试开发模块和用于执行自动化测试的测试执行模块。
本发明与现有技术相比较具有以下优点：
本发明的自动驾驶控制器自动测试系统及方法，引入场景模型，使用场景的还原，自动驾驶适应各种不同的驾驶场景，测试的覆盖度全面；该系统有效针对自动驾驶控制器功能进行重点测试，提升测试过程效率，增强自动驾驶控制器产品质量，降低人力成本；形成每个测试用例的对应LOG，测试LOG自动保存，可以指导开发者根据LOG回放时序图，分析问题出现的原因，从而更高效的解决问题；通过编程实现的自动测试，可以进行批量处理，使自动测试更高效。
附图说明
图1为本发明自动驾驶控制器自动测试方法的流程图；
图2为本发明自动驾驶控制器自动测试系统的结构示意图；
图3为本发明场景端的一举例示意图；
图4为本发明场景端的另一举例示意图；
图5为本发明图形化测试用例的结构示意图。
图中：
1-上位机，11-测试开发模块，12-测试执行模块；2-自动驾驶控制器；3-数据转换模块，31-第一数据转换模块，32-第二数据转换模块；4-建模模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参见图1、图3和图4所示，本实施例公开了一种自动驾驶控制器自动测试方法，包括以下步骤：
(S1)根据需求模拟实车传感器采集场景信息和整车CAN总线信息，然后模拟的实车传感器所采集的场景信息模拟出实车行驶场景；场景信息包括车辆状态、目标信息和车道信息；利用CANoe工具模拟实车传感器采集场景信息，场景信息具体包括车道线、车道宽度、车道坡度、车道线曲率、左右车道线车辆运行情况等场景信息；一方面通过三维图形化形式实时展现在显示器上，一方面通过以太网反馈给上位机进行数据分析。具体的，所述实车行驶场景是通过将模拟实车传感器所采集的场景信息利用嵌入式软件及图形化编程的方式处理后直观展现的场景，并以三维图形化呈现在显示器上。显示器可以是上位机上的显示器，也可以是显示在其它显示器上。
(S2)自动驾驶控制器2通过接收并分析模拟实车传感器所采集的场景信息以及整车CAN总线的信息，作出第一测试结果发送给上位机1；上位机1对已预先编写好的所有测试脚本执行自动测试并输出第二测试结果；
(S3)将相同实车行驶场景下的每条第二测试结果与第一测试结果进行比较以形成最终的测试结果，测试完成后自动生成与测试用例一一对应的测试报告。利用VN1640模拟整车CAN总线；VN5640主要通过局域网接收场景软件发送的模拟实车传感器所采集的场景信息并通过以太网输入给控制器，供控制器决策；还接收场景软件发送的场景信息并传输给上位机进行数据分析。
根据需求梳理车辆行驶的场景信息，利用嵌入式软件及图形化编程的方式将场景直观的展现出来。场景的展现是为了满足快捷、高效、丰富的数据应用而做的图形化软件。场景将车辆行驶过程中，将遇到的各种路况形象的展现出来，参见图2所示，包括4条车道线的虚实情况、车道线宽度，车道线曲率、车道的坡度、车辆周边的11个行车目标、车辆的行驶轨迹等信息，并将所有信息通过以太网传输给测试系统进行数据分析；中间车辆表示本车行驶轨迹，周边可设置11个目标车，也可根据测试功能情况进行目标车筛选。例如在测试UDLC功能时，需要前方有跟车目标，无左右来车的测试场景，即可取消左右车辆，只保留前车目标，相应场景如图3所示。而在测试TJP时，需要在拥堵的环境中实现自动驾驶，此时的应用场景又可切换成图2的形式。
在本实施例中，所述将相同实车行驶场景的每条第二测试结果与第一测试结果进行比较，即将相同实车行驶场景下的第二测试结果的序列值和第一测试结果的时序值进行比较。将输出的第二测试结果定义成一个结构体变量，再定义一个单体变量bit，将bit＝1时的结构体变量序列值和自动驾驶控制器输出第一测试结果的时序值进行比较，输出最终的第二测试结果。
在本实施例中，在执行自动测试过程中将所有数据通过LOG的形式自动保存在相应的存储器中。在离线状态时，可将该LOG时序图随时回放供开发者进行测试问题的分析。测试报告与测试用例ID一一对应，测试LOG自动保存，便于后期问题的排查。
在本实施例中，所述上位机(1)对已预先编写好所有的测试脚本执行自动测试，具体执行以下步骤：利用自动化测试工具执行自动化测试，在上位机(1)中按照实车总线架构搭建虚拟总线架构，并在每一路总线模块上写入相应的自动测试程序，然后导入已编写好的测试脚本进行自动测试。自动化测试工具为CANoe(CAN open environment，总线开发环境)工具，在某些实施例中，也可以为其他类型的自动化测试工具。利用CANoe工具利用自主编程将测试脚本关联，实现自动化测试的同时形成每一个CASE的测试报告并保存测试LOG用于后续问题的分析。
在本实施例中，自动化测试工具为CANoe工具。
在本实施例中，所述已预先编写好的所有测试脚本是通过对已预先编写好的所有测试用例进行转换得到；测试用例的编写过程包括以下步骤：利用测试用例编写工具导入海量测试数据，在测试用例编写工具中首先用代码进行测试框架的搭建，处理来自模拟实车行驶场景和CANoe工具发送过来总线信号和内部变量，并在此模拟实车行驶场景中进行自动测试用例编写，形成与功能需求用例一一对应的测试用例。测试用例编写工具为Vteststudio工具，在其他实施例中，也可以为其他类型的测试用例编写工具。完成所有测试用例的脚本的转换后，将所有编写好的测试脚本打包在一个测试单元里供后续测试执行使用。
参见图5所示，每个测试用例利用图形化编程，每个测试用例包括用例开始阶段、前提条件阶段、序列开始阶段、执行操作阶段、序列结束阶段和用例结束阶段；
用例开始阶段，每个测试用例均设置有唯一ID值，然后将代表蓄电池电的变量置1，并定义休眠时间，以保证执行自动测试时，每个测试用例都是完全休眠后再被唤醒；
前提条件阶段，设置该测试用例执行前的初始状态；
序列开始阶段，定义的bit值由0变为1，开始记录目标值的变化情况；
执行操作阶段，设置该测试用例产生期待结果所需的必要条件；
序列结束阶段，将定义的bit值置2，测试用例结束，输出执行结果。
在本实施例中，模拟的整车CAN总线包括AdasCAN(自动控制器CAN总线)、PrivateCAN(私有CAN总线)、RadarCAN(雷达CAN总线)和TestCAN(测试CAN总线)。VN1640将这4路CAN信息输入给自动驾驶控制器2，并接收自动驾驶控制器2输出的控制命令给上位机供上位机进行第二测试结果判断。
如图2所示，本实施例还公开一种自动驾驶控制器自动测试系统，执行上述的自动驾驶控制器自动测试方法，包括：
建模模块4，用于实车传感器采集场景信息及模拟实车运行场景；
数据转换模块3，用于模拟整车CAN总线信息，及接收来自建模模块4发送的场景信息并传输给上位机1或自动驾驶控制器2；
自动驾驶控制器2，用于接收场景信息及整车CAN总线信息进行决策并发出第一测试结果；
上位机1，用于接收来自数据转换模块3传送的场景信息和自动驾驶控制器2发出的第一测试结果，还用于编写自动化测试脚本并进行自动化测试输出第二测试结果以及进行数据分析自动生成测试报告；
其中，建模模块4、自动驾驶控制器2和上位机1均与数据转换模块3通讯连接。
在本实施例中，所述上位机1包括用于编写测试用例及转换成测试脚本的测试开发模块11和用于执行自动化测试的测试执行模块12。
在本实施例中，所述数据转换模块3包括用于模拟整车CAN信息的第一数据转换模块31和用于给上位机1及自动驾驶控制器2传送场景信息的第二数据转换模块32。第一数据转换模块31为硬件通讯盒(VN1640)，第二数据转换模块32为太网接口卡(VN5640)。VN5640主要通过局域网接收场景软件发送的模拟实车传感器所采集的场景信息并通过以太网输入给控制器，供控制器决策，且还接收场景软件发送的场景信息并传输给上位机进行数据分析；利用VN1640模拟整车CAN总线；N5640和VN1640上电后通过IO端口和自动驾驶控制器2及上位机1相连。
本发明的自动驾驶控制器自动测试系统及方法，引入场景模型，使用场景的还原，自动驾驶适应各种不同的驾驶场景，测试的覆盖度全面；该系统有效针对自动驾驶控制器功能进行重点测试，提升测试过程效率，增强自动驾驶控制器产品质量，降低人力成本；形成每个测试用例的对应LOG，测试LOG自动保存，可以指导开发者根据LOG回放时序图，分析问题出现的原因，从而更高效的解决问题；通过编程实现的自动测试，可以进行批量处理，使自动测试更高效。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(S1)根据需求模拟实车传感器采集场景信息和整车CAN总线信息，然后通过模拟的实车传感器所采集的场景信息模拟出实车行驶场景；场景信息包括车辆状态、目标信息和车道信息；
(S2)自动驾驶控制器(2)通过接收并分析模拟实车传感器所采集的场景信息以及整车CAN总线的信息，作出第一测试结果发送给上位机(1)；上位机(1)对已预先编写好的所有测试脚本执行自动测试并输出第二测试结果，
(S3)将相同实车行驶场景下的每条第二测试结果与第一测试结果进行比较以形成最终的测试结果，测试完成后自动生成与测试用例一一对应的测试报告。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，所述将相同实车行驶场景的每条第二测试结果与第一测试结果进行比较，即将相同实车行驶场景下的第二测试结果的序列值和第一测试结果的时序值进行比较。
3.根据权利要求2所述的自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，在执行自动测试过程中将所有数据通过LOG的形式自动保存在相应的存储器中。
4.根据权利要求1或2或3所述的自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，所述上位机(1)对已预先编写好所有的测试脚本执行自动测试，具体执行以下步骤：利用自动化测试工具执行自动化测试，在上位机(1)中按照实车总线架构搭建虚拟总线架构，并在每一路总线模块上写入相应的自动测试程序，然后导入已编写好的测试脚本进行自动测试。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，自动化测试工具为CANoe工具。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，所述已预先编写好的所有测试脚本是通过对已预先编写好的所有测试用例进行转换得到；测试用例的编写过程包括以下步骤：利用测试用例编写工具导入海量测试数据，在测试用例编写工具中首先用代码进行测试框架的搭建，处理来自模拟实车行驶场景和CANoe工具发送过来总线信号和内部变量，并在此模拟实车行驶场景中进行自动测试用例编写，形成与功能需求用例一一对应的测试用例。
7.据权利要求6所述的自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，每个测试用例利用图形化编程，每个测试用例包括用例开始阶段、前提条件阶段、序列开始阶段、执行操作阶段、序列结束阶段和用例结束阶段；
用例开始阶段，每个测试用例均设置有唯一ID值，然后将代表蓄电池电的变量置1，并定义休眠时间；
前提条件阶段，设置该测试用例执行前的初始状态；
序列开始阶段，定义的bit值由0变为1，开始记录目标值的变化情况；
执行操作阶段，设置该测试用例产生期待结果所需的必要条件；
序列结束阶段，将定义的bit值置2，测试用例结束，输出执行结果。
8.据权利要求1或2或3或5或7所述的自动驾驶控制器自动测试方法，其特征在于，模拟的整车CAN总线包括AdasCAN、PrivateCAN、RadarCAN和TestCAN。
9.一种自动驾驶控制器自动测试系统，其特征在于，执行权利要求1至8任一所述的自动驾驶控制器自动测试方法，包括：
建模模块(4)，用于实车传感器采集场景信息及模拟实车运行场景；
数据转换模块(3)，用于模拟整车CAN总线信息，及接收来自建模模块(4)发送的场景信息并传输给上位机(1)或自动驾驶控制器(2)；
自动驾驶控制器(2)，用于接收场景信息及整车CAN总线信息进行决策并发出第一测试结果；
上位机(1)，用于接收来自数据转换模块(3)传送的场景信息和自动驾驶控制器(2)发出的第一测试结果，还用于编写自动化测试脚本并进行自动化测试输出第二测试结果以及进行数据分析自动生成测试报告；
其中，建模模块(4)、自动驾驶控制器(2)和上位机(1)均与数据转换模块(3)通讯连接。
10.根据权利要求9所述的自动驾驶控制器自动测试系统，其特征在于，所述上位机(1)包括用于编写测试用例及转换成测试脚本的测试开发模块(11)和用于执行自动化测试的测试执行模块(12)。
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