CN112684423A - 一种自动驾驶功能测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动驾驶功能及失效安全的自动化测试方法，该系统包括场景仿真系统、实时仿真机、通信仿真系统和上位机。本发明，通过场景仿真系统、实时仿真机、通信仿真系统和上位机，实现对待测自动驾驶系统的自动驾驶功能和失效安全进行测试，测试系统通过场景仿真系统将场景模拟数据和雷达目标模拟数据共同提供至待测自动驾驶系统，使得测试结果更近真实工况。在系统使用中，可通过上位机在测试用例组设置标志信号，借助于仿真通信模块，得到包含标志信号的全车报文，实现自动驾驶功能和失效安全的自动化测试，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种自动驾驶功能测试系统及测试方法。
背景技术
自动驾驶系统如高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)及L3及以上等级的自动驾驶系统是利用安装在车上的各种传感器(如毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航)，在汽车行驶过程中随时感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性，降低劳动强度。
自动驾驶系统作为主动安全领域的重要技术，对其功能和失效安全的测试尤为重要。目前，对自动驾驶系统的测试多采用硬件在环(Hardware In The Loop,HIL)完成。然而，现有的自动驾驶系统的测试系统在进行自动驾驶功能和失效安全测试时，只能单独对雷达或摄像头传感器或控制器进行测试的系统，与自动驾驶系统的真实工况有较大差距；此外自动驾驶功能和失效安全需要较多的人工介入，自动化程度较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动驾驶功能测试系统及测试方法。
本发明的技术方案提供一种自动驾驶功能测试系统，包括场景仿真系统、实时仿真机、通信仿真系统和上位机，其中：
所述场景仿真系统，包括场景投屏器和雷达目标模拟器，用于模拟场景数据和模拟雷达目标数据，所述场景投屏器用于提供用于模拟场景数据，所述雷达模拟器提供用于模拟雷达目标数据；
所述上位机或所述实时仿真机在所述场景仿真系统提供模拟场景数据和/或模拟雷达数据时，向自动驾驶系统发送信号，所述自动驾驶系统获取所述模拟场景数据和所述模拟雷达数据，并根据模拟所述模拟场景数据和所述模拟雷达目标数据控制自动驾驶功能及提供自动驾驶功能状态信号；
所述实时仿真机，所述实时仿真机与所述自动驾驶系统自动驾驶系统和所述执行系统通信连接；
所述通信仿真系统，所述通信仿真系统与所述实时仿真机和所述上位机通信连接，用于获取所述车辆运行状态信号和所述自动驾驶功能状态信号并输出至所述上位机，所述车辆状态运行信号包含所述执行系统输出的执行状态信号；
所述上位机，根据所述车辆运行状态信号和所述自动驾驶功能状态信号判定所述待测自动驾驶系统的自动驾驶功能和失效安全是否正常。
进一步的，还包括供电系统，所述供电系统包括可编程电源，
所述实时仿真机，包括输入I/输出O端口，用于输出调节所述可编程电源的输出电压的电压波形输出信号；
所述可编程电源，所述可编程电源的输入端与所述I/O端口电连接，所述可编程电源的输出端分别与所述自动驾驶系统和所述执行器系统电连接，用于根据所述电压波形输出信号输出对应的电压。
进一步的，还包括：
硬件故障注入单元，用于注入硬件故障信号，所述硬件故障信号包括硬线故障信号、通信线路故障信号和电源故障信号中的至少一种。
进一步的，所述硬件故障注入单元包括用于注入硬线故障的硬线故障注入子单元，所述硬线故障注入子单元包括硬线继电器、硬线输入通道、硬线输出通道和硬线接地通道，所述硬线继电器包括与所述I/O端口的第一端口电连接的硬线输入端、以及与所述I/O端口的第二端口电连接的硬线输出端，所述硬线继电器根据所述硬线输入端和所述硬线输出端的电压信号控制所述硬线输入通道与所述硬线输出通道或者所述硬线接地通道连通。
进一步的，所述硬件故障注入单元包括用于注入通信线路故障信号的通信线路故障注入子单元，所述通信线路故障注入子单元包括第一通信继电器、第二通信继电器、第三通信继电器、与通信高压输入端连接的通信高压输入通道、与通信低压输入端连接通信低压输入通道、与通信高压输出端连接的通信高压输出通道、与通信低压输出端连接的通信低压输出通道、通信高压接地通道和通信低压接地通道；
所述第一通信继电器、所述第二通信继电器和所述第三通信继电器均包括与所述I/O端口的第三端口电连接的通信输入端、以及与所述I/O端口的第四端口电连接的通信输出端；
所述第一通信继电器根据所述通信输入端和所述通信输出端的电压信号控制所述通信高压输入通道与所述通信高压输出通道或者所述通信高压接地通道连通；
所述第二通信继电器根据所述通信输入端和所述通信输出端的电压信号控制所述通信低压输入通道与所述通信低压输出通道或者所述通信低压接地通道连通；
所述第三通信继电器分别与所述第一通信继电器和所述第二通信继电器连接，所述第三通信继电器根据所述通信输入端和所述通信输出端的电压信号分别控制所述通信高压输入通道与所述通信高压输出通道连通、所述通信低压输入通道与所述通信低压输出通道连通、或者所述通信高压接地通道与所述通信低压接地通道连通。
进一步的，所述可编程电源包括第一输出端和第二输出端，所述硬件故障注入单元包括用于注入所述电源故障信号的电源故障注入子单元，
所述电源故障注入子单元包括电源继电器、与第一蓄电池电连接的第一电源输入通道、与第二蓄电池电连接的第二电源输入通道、以及电源输出通道；
所述电源继电器包括与所述I/O端口的第五端口电连接的电源输入端、以及与所述I/O端口的第六端口电连接的电源输出端，所述电源继电器根据所述电源输入端和所述电源输出端的电压信号控制所述电源输出通道与所述第一电源输入通道或者所述第二电源输入通道连通。
本发明的技术方案还提供一种用于如前所述的自动驾驶功能测试系统的测试方法，包括：
启动步骤，启动设置在上位机内的自动化脚本，执行测试用例组，所述测试用例组中设有具有初始值的标志信号；
通信仿真步骤，获取所述测试用例组中的测试用例名称，并进行报文录制，生成与所述测试用例名称对应的通信诊断报告；
场景仿真步骤，当所述通信诊断报告中没有故障时，获取所述测试用例组中的场景序列，根据所述场景序列进行场景投屏和雷达目标联合仿真，开启自动驾驶功能，生成自动驾驶功能状态信号；
功能测试步骤，根据所述自动驾驶功能状态信号和所述标志信号进行自动驾驶功能的判定，输出功能判定结果；
失效安全测试步骤，当所述自动驾驶功能状态信号为功能开启状态时，注入故障，并对所述故障进行故障诊断，输出故障诊断报告，并终止报文录制，输出报文信号，所述报文信号包括HMI报文信号和故障注入关联报文信号，根据所述标志信号、所述HMI报文信号和所述故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，输出失效安全判定结果。
进一步的，所述通信仿真步骤，包括：
读取所述测试用例名称，并进行报文录制；
发送诊断报文，当接收到反馈报文时，根据所述反馈报文输出所述通信诊断报告；
当所述通信诊断报告中没有故障时，执行所述场景仿真步骤；
当所述通信诊断报告中有故障时，终止所述自动化脚本，输出测试报告，所述测试报告包括所述测试用例组中的测试用例序号和时间戳。
进一步的，所述场景仿真步骤，包括：
当所述通信诊断报告中没有故障时，获取所述测试用例组中的场景序列，并执行所述场景序列；
将所述场景序列中的目标物列表数据发送至雷达目标模拟器，控制所述雷达目标模拟器模拟仿真；
开启所述自动驾驶功能，并将所述标志信号的数值修改为第一状态值，输出所述自动驾驶功能状态信号。
进一步的，所述功能测试步骤，包括：
当所述自动驾驶功能状态信号为完成状态时，停止录制所述报文；
将所述初始值和所述第一状态值作为所述标志信号的第一数值变更点，以所述第一数值变更点为分割点对所述自动驾驶功能状态信号进行时间切割，生成功能特征信号；
获取所述第一数值变更点前对应的所述功能特征信号和所述第一数值变更点后对应的所述功能特征信号，根据所述功能特征信号与预设的功能状态信号阈值的比较，输出所述功能判定结果。
进一步的，所述失效安全测试步骤，包括：
故障注入步骤，注入所述故障；
故障诊断步骤，当所述故障注入完成时，读取所述故障，执行故障诊断，输出所述故障诊断报告，并终止报文录制，输出所述报文信号；
失效安全判定步骤，根据所述标志信号、所述HMI报文信号和所述故障注入关联报文信号的比较，输出所述失效安全判定结果。
进一步的，所述故障注入步骤，包括：
注入所述故障，并将所述标志信号的数值修改为第二状态值；
当所述故障完成注入时，输出故障注入完成临时文件。
进一步的，所述故障诊断步骤，包括：
当检测到所述故障注入完成临时文件时，读取所述故障，并删除所述故障注入完成临时文件；
执行所述故障诊断，当接收到反馈的故障报文，且解析出所述故障报文存在故障时，输出第一子故障诊断报告；
当检测到所述第一子故障诊断报告时，执行故障恢复，并将所述标志信号的数值修改为第三状态值；
当故障恢复完成时，清除所述故障，并将所述标志信号的数值修改为所述初始值，输出故障诊断临时文件；
当检测到所述故障诊断临时文件时，再次执行故障诊断，并删除所述故障诊断临时文件；
当再次执行故障诊断完成时，输出第二子故障诊断报告；
当所述第一子故障诊断报告与所述第二子故障诊断报告一致时，停止录制所述报文，将所述第二子故障诊断报告作为所述故障诊断报告，输出所述故障诊断报告。
进一步的，所述失效安全判定步骤，包括：
将所述初始值、所述第一状态值、所述第二状态值和所述第三状态值作为所述标志信号的第二数值变更点，以所述第二数值变更点为分割点对所述HMI报文信号和所述故障注入关联报文信号进行分割，生成故障特征信号；
获取所述第二数值变更点前对应的所述故障特征信号和所述第二数值变更点后对应的所述故障特征信号，根据所述故障特征信号与预设的故障状态信号阈值的比较，输出所述失效安全判定结果。
本发明的测试系统通过场景仿真系统将场景模拟数据和雷达目标模拟数据共同提供至待测自动驾驶系统，由待测自动驾驶系统中真实的传感器及控制器对共同输入的模拟场景数据和模拟雷达目标数据进行响应并输出自动驾驶功能对应的状态信号以及对执行器的控制信号，然后再进行后续的测试，如功能测试或失效安全测试，如此相比现有只能单独对雷达或摄像头传感器或控制器进行测试的系统，测试结果更能接近自动驾驶系统的真实工况。
同时，在本发明测试方法，在测试时，可通过上位机在测试用例组设置标志信号，借助于仿真通信模块，得到包含标志信号的全车报文。在上位机中根据标志信号与自动驾驶功能状态信号进行自动驾驶功能的判定，以及根据标志信号与HMI报文信号和故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，实现自动驾驶功能和失效安全的自动化测试，提高工作效率。
附图说明
参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明实施例一提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的结构示意图；
图2是图1所示的上位机的结构示意图；
图3是图1所示的硬线硬件故障注入模块的结构示意图；
图4是图1所示的通信线路硬件故障注入模块的结构示意图；
图5是图1所示的电源故障注入模块的结构示意图；
图6是本发明实施例二提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的测试方法的工作流程图；
图7是本发明实施例三提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的测试方法的工作流程图；
图8是本发明实施例四提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的测试方法的工作流程图；
图9是本发明实施例五提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的测试方法的工作流程图；
图10是标志信号与功能特征信号和故障特征信号分割示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
实施例一
如图1所示，图1是本发明实施例一提供的自动驾驶功能测试系统的结构示意图，包括场景仿真系统11、实时仿真机14、通信仿真系统15和上位机16，其中：
场景仿真系统11，包括场景投屏器111和雷达目标模拟器112，场景投屏器111用于提供模拟场景数据，雷达模拟器112用于提供模拟雷达目标数据；
场景仿真系统11提供模拟场景数据和/或模拟雷达数据，可由上位机16或实时仿真机14向待测自动驾驶系统12发送信号，待测自动驾驶系统12获取所述模拟场景数据和所述模拟雷达数据，并根据模拟场景数据和模拟雷达目标数据控制自动驾驶功能及提供自动驾驶功能状态信号。
具体而言，在本发明的某些实施例中，虽然场景模拟仿真系统11提供任一场景数据时就能触发自动驾驶系统获取相应数据，但待测自动驾驶系统12控制自动驾驶功能时，是根据接收到的模拟场景数据和模拟雷达数据融合判断的，而非根据单独某一项数据做判断。
场景模仿真系统11能够将所述模拟场景数据和所述模拟雷达目标数据发送给待测自动驾驶系统12，所述待测自动驾驶系统12包括融合传感器，所述融合传感器，用于接收模拟场景数据及模拟雷达目标数据，并根据所述模拟场景数据和所述模拟雷达目标数据控制自动驾驶功能的开启/关闭；
实时仿真机14与待测自动驾驶系统12和执行系统13进行通信。具体为向待测自动驾驶系统12发送执行系统13的执行状态信号及接受待测自动驾驶系统12反馈的自动驾驶功能状态信号；向执行系统13发送自动驾驶功能状态信号及实收执行器发送自动驾驶功能信号；
通信仿真系统15与实时仿真机14和所述上位机16通信连接，并将其获取的车辆运行状态信号和自动驾驶功能状态信号，并将二者传递至上位机16，车辆状态运行信号执行系统13输出的执行状态信号；
上位机16，根据所述车辆运行状态信号和所述自动驾驶功能状态信号判定待测自动驾驶系统的自动驾驶功能和失效安全是否正常。
自动驾驶功能测试即对自动驾驶系统的各项功能是否完备进行验证，各项功能应包含自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control，ACC)功能、车道保持辅助系统(LaneKeeping Assist，LKA)功能和预碰撞智能刹车辅助系统(Forward Emergency Braking,FEB)功能等。自动驾驶失效安全测试即对自动驾驶系统注入故障，使其失效，并验证系统在发生故障的情况下，是否有及时、准确地向车内外人员和周围车辆发出警示，并实施自动驾驶功能降级，从而避免或缓解危害。
在本发明中场景投屏器111优选小屏加透镜，根据可布置区域尺寸选型透镜，并完成透镜、投屏及摄像头间关系的确定。场景投屏器111也可以为巨幕暗箱，需保证摄像头成像的最小距离。
雷达目标模拟器112通过网口与上位机16通信连接，雷达目标模拟器112用于模拟雷达目标数据，雷达目标模拟器112需提供至少一目标车，提供纵向前车模拟。
待测自动驾驶系统12实时监测模拟场景数据和模拟雷达目标数据，根据模拟场景数据和模拟雷达目标数据控制自动驾驶功能的开启或关闭，待测自动驾驶系统12包括前置摄像头1211、毫米波雷达1212和/或超声波雷达1213，并且其控制器存有自动驾驶算法。
在本发明中优选在自动驾驶系统中采用融合传感器121，其包括前置摄像头1211、毫米波雷达1212和超声波雷达1213，并且内嵌有自动驾驶控制算法。前置摄像头1211与毫米波雷达1212通信连接。前置摄像头1211获取所述模拟场景数据，并结合毫米波雷达传输来的所述雷达目标数据，执行内嵌的LKA控制算法，控制LKA功能开启/关闭。毫米波雷达1212获取所述雷达目标数据，并结合前置摄像头1211传输来的所述模拟场景数据，执行内嵌的FEB控制算法，控制FEB功能开启/关闭。前置摄像头1211和毫米波雷达1212应具备固定设备，固定设备应包含摄像头云台支架及导轨，保证仿真前置摄像头123前后、左右、上下、俯仰、横摆五个自由度，实现自动驾驶系统的前向和横向功能的测试。超声波雷达1213根据模拟雷达目标数据模拟仿真对应的超声波雷达信号，并执行控制算法，控制自动泊车功能，输出自动泊车状态信号以及给所述执行器系统的执行信号，实现自动驾驶系统的自动泊车功能的测试。
优选地，待测自动驾驶系统12还包括网关122，用于将视频信号、毫米波雷达信号和超声波雷达信号发送至实时仿真机14。网关122可以为现有的网关进行传输信号，网关122也可以为仅提供网关功能的自动驾驶控制器。实时仿真机14通过通信端口141(如CAN板卡)分别与待测自动驾驶系统12和执行器系统13通信连接，待测自动驾驶系统12、执行器系统13和实时仿真机14之间形成一个闭环通信回路。
待测自动驾驶系统12和执行器系统13为本发明的测试系统的被测对象，因此待测自动驾驶系统12和执行器系统13可以是集成到测试系统中，也可以是外接的自动驾驶系统和执行器系统，为了便于理解，本发明以将待测自动驾驶系统12和执行器系统13集成到测试系统进行说明。如图1所示，执行器系统13包括车身电子稳定系统(ElectronicStability Program，ESP)131和/或电子助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)132，执行器系统13用于根据测试指令和自动驾驶系统输出的模拟场景数据信号模拟车辆运行状态和自动驾驶功能执行状态，并输出车辆运行状态信号和自动驾驶功能状态信号至实时仿真机14，实时仿真机14将车辆运行状态信号和自动驾驶功能状态信号输出至待测自动驾驶系统12内，从而形成一个闭环通信回路，车辆运行状态包括纵向加减速和横摆运动，车辆运动状态信号包括车速、转角、加速度、横摆角速度、制动压力和自动驾驶功能状态等信号。其中，执行器系统13可通过P-CAN17与上位机16连接，将车辆运行状态信号传输至上位机16，P-CAN17包括至少一个CAN通信通道。
通信仿真系统15的一端与实时仿真机14连接，通信仿真系统15的另一端与上位机16通信连接，构成通信网络。通信仿真系统15用于获取车辆运行状态信号和自动驾驶功能状态信号并输出至上位机16。优选地，本发明的通信仿真系统为控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)仿真系统。
上位机16通过网口与实时仿真机14连接，上位机16用于编辑车辆动力学模型，并将车辆动力学模型下载至实时仿真机14中，由实时仿真机14运行。上位机16根据实时仿真机14的反馈信息及通信仿真系统15的反馈信息测试待测自动驾驶系统12的系统功能和失效安全，系统功能包括自动泊车功能、前向自动驾驶功能和横向自动驾驶功能。如图1和图2所示，上位机16内设有通信诊断模块161、数据库脚本模块162、自动测试序列模块163和自动化脚本模块164。
通信诊断模块161可以采用CAN开发环境(CAN open environment，CANoe)实现，通信诊断模块161包括报文录制子模块1611、故障读取子模块1612、故障清除子模块1613、诊断报告输出子模块1614和状态标志监控子模块1615。报文录制子模块1611用于对通信输出通道的报文自动录制，以及从数据库文件(如CSV文件)读取测试用例组中的测试用例名称，保存报文并存放于指定地址。故障读取子模块1612用于对指定通道发送诊断报文，并接受诊断回馈报文，对回馈报文的数据进行解析。故障清除子模块1613用于对指定通道发送故障清除请求报文，接收清除回馈报文。诊断报告输出子模块1614用于输出通信诊断报告，并将通信诊断报告的格式保存为文本txt格式。状态标志监控子模块1615用于对总线报文指定信号值进行监控，总线报文指定信号包括车速、轮速、制动主缸及轮缸压力、各控制器/传感器/执行器的作动状态信号以及执行失效故障时主要的关联报文信号。
数据库脚本模块162可以采用Matlab/Simulink实现，数据库脚本模块162包括结果对比脚本子模块1621、智能辅助驾驶仿真自动化子模块1622和场景序列子模块1623。结果对比脚本子模块1621用于对.mat文件中信号数据的提取、拆分、差值计算比对以及判定结果输出。智能辅助驾驶仿真自动化子模块1622用于对场景序列的调用、执行和关闭，智能辅助驾驶仿真自动化子模块1622可以采用Matlab实现。场景序列子模块1623分为两部分，在Prescan中建立场景序列，在Simulink进行参数调用及转换，通过通信模块完成相关报文到通信总线的输出/输入，并通过HDMI接口将视频投至场景投屏器111，通过以太网口将目标车辆运动状态信息以及与自车位置信息输出至雷达目标模拟器112。
自动测试序列模块163包括功能测试序列1631和失效安全测试序列1632，功能测试序列1631包括ACC测试子序列、LKA测试子序列、FEB测试子序列、APA测试子序列。失效安全测试系列1632包含软件故障注入子模块，可实现报文中断、报文中断恢复、滚动校验(RollingCounter)错误、累加和(Checksum)错误以及信号时序错误、信号异常(超限/突变)。
自动化脚本模块164包括诊断信息监控子模块1641、标志文件监控子模块1642和数据库接口子模块1643。诊断信息监控子模块1641用于监控通信诊断模块161输出的通信诊断报告，并读取故障信息，判断通信诊断报告中是否有故障。标志文件监控子模块1642用于存取、删除通信诊断模块161和自动测试序列模块163生成的临时标志文件。数据库接口子模块1643用于修改智能辅助驾驶仿真自动化子模块1622，指定和执行测试用例组，同时调用结果对比脚本子模块1621。
本发明通过场景仿真系统、实时仿真机、通信仿真系统和上位机，实现对待测自动驾驶系统的自动驾驶功能和失效安全进行测试，无需分别构建两个不同的HIL测试系统，降低成本。并且通过场景投屏器与雷达目标模拟器进行联立仿真，提高测试系统的测试覆盖率，进一步降低成本。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括供电系统18，供电系统18包括可编程电源181，
实时仿真机14，包括输入(Input，I)/输出(Output,O)端口142，用于输出调节可编程电源181的输出电压的电压波形输出信号；
可编程电源181，可编程电源181的输入端与I/O端口142电连接，可编程电源181的输出端分别与待测自动驾驶系统12和执行器系统13电连接，用于根据电压波形输出信号输出对应的电压。
具体的，实时仿真机14包括I/O端口142，一个I/O端口142形成4路输出通道，I/O端口142的输出通道也可根据执行器系统13的PIN脚数量和传感器的数量进行设定，可编程电源181包括至少2个输出端。实时仿真机14通过I/O端口142输出调节可编程电源181的输出电压的电压波形输出信号，从而模拟各传感器的输出波形。
自动驾驶功能测试系统还包括供电系统18，供电系统18包括可编程电源181，可编程电源181根据电压波形输出信号实时调节输出电压，可编程电源181包括至少两个输出接口，可执行不同输出。优选地，为了满足供电需求，可编程电源181的电压至少为12V，电流至少为100A。
优选地，供电系统18还包括保险丝182，防止电源总线过载。
本实施例通过可编程电源实现输出电压可调节，适应不同电压测试需求，同时通过保险丝可以防止电源总线过载，提高使用寿命，进一步降低成本。
在其中一个实施例中，如图1、图3-图5所示，还包括：
硬件故障注入单元19，用于注入硬件故障信号，硬件故障信号包括硬线故障信号、通信线路故障信号和电源故障信号中的至少一种。
硬件故障注入单元19与I/O端口142电连接，通过I/O端口142提供模拟电压信号。
本实施例通过硬件故障注入单元实现硬件故障注入，实现自动化失效安全测试。
在其中一个实施例中，如图3所示，硬件故障注入单元19包括用于注入硬线故障的硬线故障注入子单元191，硬线故障注入子单元191包括硬线继电器1911、硬线输入通道1912、硬线输出通道1913和硬线接地通道1914，硬线继电器1911包括与I/O端口142的第一端口电连接的硬线输入端AH、以及与I/O端口142的第二端口电连接的硬线输出端AL，硬线继电器1911根据硬线输入端和硬线输出端的电压信号控制硬线输入通道1912与硬线输出通道1913或者硬线接地通道1914连通。
具体的，硬线故障注入子单元191包括硬线继电器1911、硬线输入通道1912、硬线输出通道1913和硬线接地通道1914，硬线继电器1911与I/0板卡142电连接，硬线故障注入子单元191可提供单路硬线(Pin)的断线故障。在进行硬线硬件故障测试时，将硬线输入端AH与实时仿真机14的第一端口电连接，将硬线输出端AL与实时仿真机14的第二端口电连接，通过I/0板卡142提供模拟电压。当I/O端口142提供的模拟电压输出为低电平时，硬线输入端AH接入低电平，控制硬线输入通道1912与硬线输出通道1913连通，硬线正常连通；当I/O端口142提供的模拟电压输出为为高电平时，硬线继电器1911控制硬线输入通道1912与硬线接地通道1914连通，硬线断路，从而实现硬线断路测试。
在其中一个实施例中，如图4所示，硬件故障注入单元19包括用于注入通信线路故障信号的通信线路故障注入子单元192，通信线路故障注入子单元192包括第一通信继电器1921、第二通信继电器1922、第三通信继电器1923、与通信高压输入端连接的通信高压输入通道1924、与通信低压输入端连接的通信低压输入通道1925、与通信高压输出端连接的通信高压输出通道1926、与通信低压输出端连接的通信低压输出通道1927、通信高压接地通道1928和通信低压接地通道1929；
第一通信继电器1921、第二通信继电器1922和第三通信继电器1923均包括与I/O端口142的第三端口电连接的通信输入端BH1，BH2，BH3、以及与I/O端口142的第四端口电连接的通信输出端BL1，BL2，BL3；
第一通信继电器1921根据通信输入端BH1和通信输出端BL1的电压信号控制通信高压输入通道1924与通信高压输出通道1926或者通信高压接地通道连通1928；
第二通信继电器1922根据通信输入端BH2和通信输出端BL2的电压信号控制通信低压输入通道1925与通信低压输出通道1927或者通信低压接地通道连通1929；
第三通信继电器1923分别与第一通信继电器1921和第二通信继电器1922连接，第三通信继电器1923根据通信输入端BH3和通信输出端BL3的电压信号分别控制通信高压输入通道1924与通信高压输出通道1926连通、通信低压输入通道1925与通信低压输出通道1927连通、或者通信高压接地通道1928与通信低压接地通道1929连通。
具体的，硬件故障注入单元19还包括通信线路故障注入子单元192，通信线路故障注入子单元192包括第一通信继电器1921、第二通信继电器1922、第三通信继电器1923、与通信高压输入端连接的通信高压输入通道1924、与通信低压输入端连接的通信低压输入通道1925、与通信高压输出端连接的通信高压输出通道1926、与通信低压输出端连接的通信低压输出通道1927、通信高压接地通道1928和通信低压接地通道1929。
通信线路故障注入子单元192可提供单路通信的通信高通信_H断路、通信低通信_L断路以及通信_H对通信_L短路三种故障模式，三种故障模式分别由第一通信继电器1921、第二通信继电器1922和第三通信继电器1923控制实现。以通信_H短路及通信_H对通信_L短路为例进行说明：将BH1、BH2、BH3分别接入I/O端口142的3个模拟电压输出端，将BL1、BL2、BL3分别接入I/O端口142的接地口。当3个模拟电压输出均为低电平时，通信线路通信正常；令BH1为高电平，第一通信继电器1921控制通信高压输入通道1924与通信高压输出通道1926连通，则通信_H断路；令BH3为高电平，则第三通信继电器1923控制通信高压输入通道1924与通信高压输出通道1926连通、以及通信低压输入通道1925与通信低压输出通道1927连通，即如图4中的a、b、c、d各自的①与②连通，从而通信_H对通信_L短路。
优选地，本实施例提供的通信线路故障信号为CAN线故障信号。
在其中一个实施例中，如图5所示，可编程电源181包括第一输出端和第二输出端，硬件故障注入单元19包括用于注入电源故障信号的电源故障注入子单元193，
电源故障注入子单元193包括电源继电器1931、与可编程电源181的第一输出端连接的第一电源输入通道1932、与可编程电源181的第二输出端连接的第二电源输入通道1933、以及电源输出通道1934；
电源继电器1931包括与I/O端口142的第五端口电连接的电源输入端CH、以及与I/O端口142的第六端口电连接的电源输出端CL，电源继电器1931根据电源输入端和电源输出端的电压信号控制电源输出通道1934与第一电源输入通道1932或者第二电源输入通道1933连通。
具体的，硬件故障注入单元19还包括电源故障注入子单元193，电源故障注入子单元193包括电源继电器1931、第一电源输入通道1932、第二电源输入通道1933、以及电源输出通道1934。
电源故障注入子单元193与可编程电源181和I/O端口142可提供单路供电线的电源类故障，将电源输入端CH与I/O端口142的模拟电压输出端连接，将电源输出端CL与I/O端口142的接地端连接，第一电源输入通道1932输入固定电压，第二电源输入通道1933根据模拟信号输出相应波形电压。当电源输入端CH为低电平时，由第一电源输入通道1932供电，电压正常；当电源输入端CH为高电平时，电源继电器1931控制第二电源输入通道1933与电源输出通道1934连通，由第二电源输入通道1933供电，电压根据指定波形执行故障，从而实现电源类故障注入。
需要说明的是，硬件故障注入单元19可根据不同传感器的接插件进行拆分组合，例如只设置硬线故障注入子单元191，或者硬线故障注入子单元191和电源故障注入子单元193进行组合等。本发明在ESP131、EPS132、仿真前置摄像头123和仿真毫米波雷达124的前部分别设置硬件注入单元18，如图1所示，确保只影响单一线路，实现对ESP131、EPS132、仿真前置摄像头123和仿真毫米波雷达124的故障测试。
实施例二
如图6所示，图6是本发明实施例二提供的一种自动驾驶功能测试系统的测试方法的工作流程图，包括：
步骤S601：启动设置在上位机内的自动化脚本，执行测试用例组，测试用例组中设有具有初始值的标志信号；
步骤S602：获取测试用例组中的测试用例名称，并进行报文录制，生成与测试用例名称对应的通信诊断报告；
步骤S603：当通信诊断报告中没有故障时，获取测试用例组中的场景序列，根据场景序列进行场景投屏和雷达目标联合仿真，开启自动驾驶功能，生成自动驾驶功能状态信号；
步骤S604：根据自动驾驶功能状态信号和标志信号进行自动驾驶功能的判定，输出功能判定结果；
步骤S605：当自动驾驶功能状态信号为功能开启状态时，注入故障，对故障进行故障诊断，输出故障诊断报告，并终止报文录制，输出报文信号，报文信号包括HMI报文信号和故障注入关联报文信号，根据标志信号、HMI报文信号和故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，输出失效安全判定结果。
具体的：当需要对待测自动驾驶系统进行硬件在环测试(Hardware in the Loop，HIL)时，控制器触发步骤S601启动设置在上位机内的自动化脚本，控制实时仿真机对执行器系统和自动驾驶系统进行供电，执行测试用例组，测试用例组中预先设有一个标志信号，该标志信号的初始值设为0。然后，执行步骤S602获取测试用例名称，并进行报文录制，生成通信诊断报告，通信诊断报告以该测试用例名称命名。接着，执行步骤S603检测通信诊断报告中是否出现故障，如果没有故障，获取测试用例组中的场景序列，根据场景序列进行场景投屏和雷达目标联合仿真，实现场景投屏与雷达目标模拟的同步及数据统一，并开启自动驾驶功能。其次，执行步骤S604根据自动驾驶功能状态信号和标志信号进行自动驾驶功能的判定，输出功能判定结果。最后，执行步骤S605当自动驾驶功能状态信号为功能开启状态时，注入故障，对故障进行故障诊断，输出故障诊断报告，并终止报文录制，输出报文信号，报文信号包括HMI报文信号和故障注入关联报文信号，根据标志信号、HMI报文信号和故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，输出失效安全判定结果。
其中，HMI报文信号为人机交互界面(仪表及中控屏)中指示图标的状态信号，具体包括但不限于ACC、LKA、FEB以及APA等功能的指示灯状态信号，车速、转速、档位以及发动机、EPS、ESP等故障灯状态信号。故障注入关联报文信号根据测试用例的不同而不同，可以为ACC、LKA、FEB以及APA等功能的状态信号或执行器执行情况的反馈信号，主要用于测试结果的分析。。HMI报文信号和故障注入关联报文信号在进行报文录制时被同步记录。
其中，步骤S604和步骤S605的顺序可以互换，控制器可以根据需求先执行步骤S604进行功能测试，然后执行步骤S605进行失效安全测试；或者先执行步骤S605进行失效安全测试，然后执行步骤S604进行功能测试，步骤S604和步骤S605的执行顺序并不影响本发明所能实现的效果。
本实施例通过在测试用例组设置标志信号，根据标志信号与自动驾驶功能状态信号进行自动驾驶功能的判定，以及根据标志信号与HMI报文信号和故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，实现自动驾驶功能和失效安全的自动化测试，提高工作效率。
实施例三
在实施例二的基础上，实施例三为功能测试的工作流程。如图7所示，图7是本发明实施例三提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的测试方法的工作流程图，包括：
步骤S701：自动化脚本控制AutomationDesk启动，执行测试用例组；
具体的，自动测试序列模块启动后，自动测试序列模块控制实时仿真机完成对供电系统的控制，进而实现执行器系统和自动驾驶系统的供电、通信。测试用例组中加载的DBC应预先添加一标志报文，长度1Byte，包含1个标志信号，信号长度为2bit，初始值为0，在执行步骤S701之前，需将测试用例组的格式转换为字符分隔值(Comma Separated Values，CSV)。
步骤S702：读取测试用例名称，并进行报文录制；
具体的，自动化脚本控制CANoe运行，加载AutomationDesk测试DBC及CANoe程序环境变量DBC，自动化脚本控制报文录制子模块读取CSV文件中的测试用例组中的测试用例名称，并以该测试用例名称命名进行报文录制；
步骤S703：发送诊断报文，当接收到反馈报文时，根据反馈报文输出通信诊断报告；
具体的，自动化脚本控制故障读取子模块执行首次诊断，并输出通信诊断报告。
步骤S704：判断通信诊断报告中是否有故障；
具体的，自动化脚本循环监测通信诊断报告的产生，在监测到通信诊断报告后，读取通信诊断报告，判断通信诊断报告中是否有故障，如果有则执行步骤S705，否则执行步骤S706。
步骤S705：终止自动化脚本，输出测试报告；
具体的，当通信诊断报告中有故障时，终止自动化脚本，输出测试报告，测试报告包括测试用例组中的测试用例序号和时间戳。
步骤S706：获取测试用例组中的场景序列，并执行场景序列；
具体的，自动化脚本调用Matlab，对Prescan中场景序列及序号进行检测或修改，使其符合本次测试用例，并执行场景序列，实现场景投屏。
步骤S707：将场景序列中的目标物列表数据发送至雷达目标模拟器，控制雷达目标模拟器模拟仿真；
具体的，自动化脚本控制Simulink输出Prescan中目标物列表，调用目标物列表、车速和转向参数，并基于TCP/IP协议进行数据处理打包，通过以太网口将数据传至雷达目标模拟器，雷达目标模拟器接收数据并工作，使Simulink与Prescan联合仿真，实现场景投屏与雷达目标模拟的同步及数据统一。
步骤S708：开启自动驾驶功能，并将标志信号的数值修改为第一状态值，输出自动驾驶功能状态信号；
具体的，自动化脚本控制AutomationDesk在实时仿真机中开启ACC功能、LKA功能、FEB功能，维持至少5s，并将标志信号的数值修改为第一状态值，第一状态值优选为1；
步骤S709：判断自动驾驶功能状态信号是否为完成状态；
具体的，在完成步骤S707后，CANoe会一直监测ACC功能、LKA功能、和FEB功能的状态信号，判断自动驾驶功能状态信号是否为完成状态，如果是执行步骤S711，否则执行步骤S710。
步骤S710：当监测时间超过预设的时间阈值时，记录监测超时并结束流程；
具体的，CANoe对自动驾驶功能状态信号的检测时间进行监测，当监测时间是否超过时间阈值(如5min)时，记录监测超时并结束流程。
步骤S711：停止录制报文；
具体的，CANoe控制停止录制报文，并将报文格式转为.mat。
步骤S712：将初始值和第一状态值作为标志信号的第一数值变更点，以第一数值变更点为分割点对自动驾驶功能状态信号进行时间分割，生成功能特征信号；
步骤S713：获取第一数值变更点前对应的功能特征信号和第一数值变更点后对应的功能特征信号，根据功能特征信号与预设的功能状态信号阈值的比较，输出功能判定结果；
具体的，自动化程序监测.mat文件生成，并通过Matlab控制结果对比脚本子模块对功能特征信号与预设的功能状态信号阈值进行差值比较，输出功能判定结果，功能判定结果可以输出至Excel文件中便于保存查看。下面举例说明结果对比脚本子模块如何进行功能判定：
如图10所示，将预设的功能状态信号阈值定义为：功能激活(active)值为1，功能关闭(off)值为2，待机(standby)值为3，故障(fail)值为4。以标志信号从初始值到第一状态值(图10中的0到1)的变化点为分割点，对自动驾驶功能状态信号进行分割，参考图10中的A点。分割后，取A点后的功能特征信号的数值V1，根据预设的功能状态信号阈值可以得到功能特征信号值V_BC_1表征的状态，例如A点后的功能特征信号的数值V1为2时，功能特征信号值V_BC_1表征的状态为功能关闭状态。同样取A点前的功能特征信号的数值V0，根据预设的功能状态信号阈值可以得到功能特征信号值V_BC_0表征的状态，例如A点前的功能特征信号的数值V1为1时，功能特征信号值V_BC_0表征的状态为功能激活状态。根据功能特征信号值V_BC_1表征的状态和功能特征信号值V_BC_0表征的状态与设计意图判断是否有差异，如果有差异判定自动驾驶系统的功能不正常，如果没有差异判定自动驾驶系统的功能正常，从而自动判定自动驾驶系统的功能是正常还是不正常。
步骤S714：判断测试序列中的测试用例是否完成；
具体的，如果是结束流程，否则执行步骤S715。
步骤S715：将标志信号的数值修改为初始值；
具体的，自动化脚本控制AutomationDesk将标志信号的数值修改为初始值，并切换至下一用例，循环执行步骤S702-步骤S715。
本实施例通过在测试用例组设置标志信号，根据标志信号与自动驾驶功能状态信号进行自动驾驶功能的判定，实现自动驾驶功能的自动化测试，提高工作效率。
实施例四
在实施例二的基础上，实施例四为失效安全测试的工作流程。如图8所示，图8是本发明实施例四提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的测试方法的工作流程图，包括：
步骤S801：启动设置在上位机内的自动化脚本，执行测试用例组，测试用例组中设有具有初始值的标志信号；
步骤S802：获取测试用例组中的测试用例名称，并进行报文录制，生成与测试用例名称对应的通信诊断报告；
步骤S803：当通信诊断报告中没有故障时，获取测试用例组中的场景序列，根据场景序列进行场景投屏和雷达目标联合仿真，开启自动驾驶功能，生成自动驾驶功能状态信号；
步骤S804：注入故障；
步骤S805：当故障注入完成时，读取故障，执行故障诊断，输出故障诊断报告，并终止报文录制，输出报文信号，报文信号包括HMI报文信号和故障注入关联报文信号；
步骤S806：根据标志信号、HMI报文信号和故障注入关联报文信号的比较，输出失效安全判定结果。
具体的，步骤S801-步骤S803与实施例二中的步骤S601-步骤S603相同，在此不予赘述。当进行失效安全测试时，先执行步骤S804自动化脚本控制AutomationDesk实现指定故障注入；然后执行步骤S805当故障注入完成时，CANoe读取故障，执行故障诊断，输出故障诊断报告，并终止报文录制，输出报文信号，报文信号包括HMI报文信号和故障注入关联报文信号；最后执行步骤S806根据标志信号、HMI报文信号和故障注入关联报文信号的比较，输出失效安全判定结果。
本实施例通过在测试用例组设置标志信号，根据标志信号与HMI报文信号和故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，实现失效安全的自动化测试，提高工作效率。
实施例五
在实施例四的基础上，实施例五为失效安全测试的工作流程，与实施例四相同部分不再赘述。如图9所示，图9是本发明实施例五提供的一种高级辅助系统硬件在环测试系统的测试方法的工作流程图，包括：
步骤S901：注入故障，并将标志信号的数值修改为第二状态值；
具体的，自动化脚本控制AutomationDesk实现指定故障注入。软件故障注入通过更改实时仿真机转发报文实现，硬件故障注入通过硬件故障注入单元实现。执行注入故障的同时，通过AutomationDesk将标志信号的数值修改为第二状态值，第二状态值优选为2。
步骤S902：当故障完成注入时，输出故障注入完成临时文件；
具体的，在完成故障注入后，AutomationDesk生成故障注入完成临时文件，并输出，标志故障注入完成。
步骤S903：判断是否监测到故障注入完成临时文件；
具体的，自动化脚本循环监测是否产生故障注入完成临时文件，如果是执行步骤S904，否则执行步骤S911。
步骤S904：读取故障，并删除故障注入完成临时文件；
具体的，自动化脚本控制CANoe执行故障读取，同时删除故障注入完成临时文件。
步骤S905：执行故障诊断，当接收到反馈的故障报文，且解析出故障报文存在故障时，输出第一子故障诊断报告；
具体的，自动化脚本控制CANoe执行故障诊断，当接收到反馈的故障报文，且解析出存在故障时，输出第一子故障诊断报告。
步骤S906：判断是否监测到第一子故障诊断报告；
具体的，如果是执行步骤S907，否则执行步骤S916。
步骤S907：执行故障恢复，并将标志信号的数值修改为第三状态值；
具体的，当检测到所述第一子故障诊断报告时，自动化脚本控制AutomationDesk执行故障恢复，同时将标志信号的数值修改为第三状态值，第三状态值优选为3。
步骤S908：当故障恢复完成时，清除故障，并将标志信号的数值修改为初始值，输出故障诊断临时文件；
具体的，在故障恢复完成10s后，控制AutomationDesk将标志信号的数值修改为初始值，同时输出故障诊断临时文件。
步骤S909：判断是否监测到故障诊断临时文件；
具体的，自动化脚本循环监测故障诊断临时文件，当监测到故障诊断临时文件时执行步骤S910，否则执行步骤S916。
步骤S910：再次执行故障诊断，并删除故障诊断临时文件；
具体的，自动化脚本控制CANoe再次执行故障诊断，同时删除故障诊断临时文件。
步骤S911：当再次执行故障诊断完成时，输出第二子故障诊断报告；
具体的，在CANoe完成故障诊断后，保存诊断结果，输出第二子故障诊断报告。
步骤S912：判断是否监测到第二子故障诊断报告；
具体的，自动化脚本循环监测第二子故障诊断报告，当监测到第二子故障诊断报告时，执行步骤S913，否则执行步骤S916。
步骤S913：当第一子故障诊断报告与第二子故障诊断报告一致时，停止录制报文，将第二子故障诊断报告作为故障诊断报告，输出故障诊断报告；
具体的，当第一子故障诊断报告与第二子故障诊断报告一致时，表明故障恢复完成，自动化脚本控制CANoe停止录制报文，并将故障诊断报告的格式转换为.mat格式，输出故障诊断报告，故障诊断报告包括HMI报文信号和故障注入关联报文信号。
步骤S914：将初始值、第一状态值、第二状态值和第三状态值作为标志信号的第二数值变更点，以第二数值变更点为分割点对HMI报文信号和故障注入关联报文信号进行分割，生成故障特征信号；
具体的，自动化脚本控制Matlab从.mat文件中提取标志信号、HMI报文信号和故障注入关联报文信号，将标志信号中的初始值、第一状态值、第二状态值和第三状态值作为数值变更点，对HMI报文信号和故障注入关联报文信号按时间轴分割，如图10所示，数值变更点包括4个，分别为：0-1、1-2、2-3、3-4，对应取值为A、B、C、D四个点。
步骤S915：获取第二数值变更点前对应的故障特征信号和第二数值变更点后对应的述故障特征信号，根据故障特征信号与预设的故障状态信号阈值的比较，输出失效安全判定结果；
具体的，自动化脚本控制结果对比脚本子模块在对故障特征信号与故障状态信号阈值进行比较时，对HMI关联信号和故障注入关联报文信号进行不同的处理。对于HMI关联信号：如图10所示，取B-C点中间段信号值与故障状态信号阈值对比，可以得到该信号值对应的HMI指示图标样式，并将HMI指示图标样式输出至Excel。对故障注入关联报文信号：①取A-B中间段信号值与B-C点中间段信号值对比，得到故障注入后的变化结果；②取C-D点中间段信号值与A-B点中间段信号值对比，得到故障恢复后的变化结果，然后将①和②的变化结果输出至Excel。下面举例说明结果对比脚本子模块如何进行失效安全判定：
故障状态信号阈值包括HMI报文信号阈值和故障注入关联报文信号阈值，将HMI报文信号阈值定义为：白色图标值为1，黄色图标值为2，绿色图标值为3，无图标值为4。故障注入关联报文信号阈值定义为：active值为1，off值为2，standby值为3，fail值为4。以图10中的A、B、C、D为分割点，对故障特征信号(HMI报文信号和故障注入关联报文信号)进行分割。以HMI报文信号为例进行说明，分割后，取A、B点间的故障特征信号值V_D_1，根据四个HMI报文信号阈值可以得到故障特征信号值V_D_1表征的状态，该状态为故障注入前的状态。取B、C点间的故障特征信号值V_D_2，根据四个HMI报文信号阈值可以得到故障特征信号值V_D_2表征的状态，该状态为故障注入后的状态。取C、D点间的故障特征信号值V_D_3，根据四个HMI报文信号阈值可以得到故障特征信号值V_D_3表征的状态，该状态为故障恢复后的状态。同理，可以得到故障注入关联报文信号的故障注入前、后以及故障恢复后三者的状态。根据上述HMI报文信号和故障注入关联报文信号的6个状态，以及故障诊断报告中的诊断结果，比对设计意图，实现自动测试失效安全，判定测试用例结果。
下面举例说明如何判定失效安全：假设设计意图为报文中断故障注入后，HMI显示ACC黄灯，同时ACC功能退出且无法开启，并可从ESP131读取到通信异常故障，且要求故障恢复后，HMI仍然显示故障，并且ACC保持无法开启状态，同时通信异常故障保持。若在自动测试进行到结果判定时，得到ACC显示灯的状态信号(即此例中的HMI报文信号)HMI_V_D_1为1，对应HMI报文信号阈值中的状态为active；HMI_V_D_2为4，对应HMI报文信号阈值中的状态为fail；HMI_V_D_2为4，对应HMI报文信号阈值中的状态为fail。此结果符合设计意图。
若得到ESP131发出的ACC状态信息ESP_V_D_1为1，对应HMI报文信号阈值中的状态为active；ESP_V_D_2为4，对应HMI报文信号阈值中的状态为fail；ESP_V_D_2为4，对应HMI报文信号阈值中的状态为fail。此结果符合设计意图。
若得到第一子故障诊断报告中ESP故障信息为通信异常(可通过Python等方式，或自动化程序中加代码块直接根据关键字提取)，得到第二子故障诊断报告中ESP故障信息为通信异常，此结果符合设计意图。
当三者结果均符合时，可判定自动驾驶系统的失效安全正常，若测试结果与上述部分不符合，则判定自动驾驶系统的失效安全不正常。
步骤S916：判断监测时间是否超过预设的时间阈值；
具体的，自动化脚本判断监测时间是否超过时间阈值(如5min)，如果是执行步骤S917，否则继续执行相应的上一步骤。
步骤S917：退出程序，并记录当前步骤和相应时间戳，输出日志文档。
本实施例通过在测试用例组设置标志信号，根据标志信号与HMI报文信号和故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，实现失效安全的自动化测试，提高工作效率。
Claims (14)
1.一种自动驾驶功能测试方法，其特征在于，包括场景仿真系统、实时仿真机、通信仿真系统和上位机，其中：
所述场景仿真系统，包括场景投屏器和雷达目标模拟器，所述场景投屏器用于提供模拟场景数据，所述雷达模拟器用于提供模拟雷达目标数据；
所述上位机或所述实时仿真机在所述场景仿真系统提供模拟场景数据和/或模拟雷达数据时，向待测自动驾驶系统发送信号，所述待测自动驾驶系统获取所述模拟场景数据和所述模拟雷达数据，并根据模拟所述模拟场景数据和所述模拟雷达目标数据控制自动驾驶功能及提供自动驾驶功能状态信号；
所述实时仿真机，所述实时仿真机与所述自动驾驶系统和执行系统通信连接；
所述通信仿真系统，所述通信仿真系统与所述实时仿真机和所述上位机通信连接，用于获取所述车辆运行状态信号和所述自动驾驶功能状态信号并输出至所述上位机，所述车辆状态运行信号包含所述执行系统输出的执行状态信号；
所述上位机，根据所述车辆运行状态信号和所述自动驾驶功能状态信号判定所述待测自动驾驶系统的自动驾驶功能和失效安全是否正常。
2.如权利要求1所述的自动驾驶功能测试系统，其特征在于，还包括供电系统，所述供电系统包括可编程电源，
所述实时仿真机，包括输入I/输出O端口，用于输出调节所述可编程电源的输出电压的电压波形输出信号；
所述可编程电源，所述可编程电源的输入端与所述I/O端口电连接，所述可编程电源的输出端分别与所述自动驾驶系统和所述执行器系统电连接，用于根据所述电压波形输出信号输出对应的电压。
3.如权利要求2所述的自动驾驶功能测试系统，其特征在于，还包括：
硬件故障注入单元，用于注入硬件故障信号，所述硬件故障信号包括硬线故障信号、通信线路故障信号和电源故障信号中的至少一种。
4.如权利要求3所述的自动驾驶功能测试系统，其特征在于，所述硬件故障注入单元包括用于注入硬线故障的硬线故障注入子单元，所述硬线故障注入子单元包括硬线继电器、硬线输入通道、硬线输出通道和硬线接地通道，所述硬线继电器包括与所述I/O端口的第一端口电连接的硬线输入端、以及与所述I/O端口的第二端口电连接的硬线输出端，所述硬线继电器根据所述硬线输入端和所述硬线输出端的电压信号控制所述硬线输入通道与所述硬线输出通道或者所述硬线接地通道连通。
5.如权利要求3所述的自动驾驶功能测试系统，其特征在于，所述硬件故障注入单元包括用于注入通信线路故障信号的通信线路故障注入子单元，所述通信线路故障注入子单元包括第一通信继电器、第二通信继电器、第三通信继电器、与通信高压输入端连接的通信高压输入通道、与通信低压输入端连接通信低压输入通道、与通信高压输出端连接的通信高压输出通道、与通信低压输出端连接的通信低压输出通道、通信高压接地通道和通信低压接地通道；
所述第一通信继电器、所述第二通信继电器和所述第三通信继电器均包括与所述I/O端口的第三端口电连接的通信输入端、以及与所述I/O端口的第四端口电连接的通信输出端；
所述第一通信继电器根据所述通信输入端和所述通信输出端的电压信号控制所述通信高压输入通道与所述通信高压输出通道或者所述通信高压接地通道连通；
所述第二通信继电器根据所述通信输入端和所述通信输出端的电压信号控制所述通信低压输入通道与所述通信低压输出通道或者所述通信低压接地通道连通；
所述第三通信继电器分别与所述第一通信继电器和所述第二通信继电器连接，所述第三通信继电器根据所述通信输入端和所述通信输出端的电压信号分别控制所述通信高压输入通道与所述通信高压输出通道连通、所述通信低压输入通道与所述通信低压输出通道连通、或者所述通信高压接地通道与所述通信低压接地通道连通。
6.如权利要求3所述的自动驾驶功能测试系统，其特征在于，所述可编程电源包括第一输出端和第二输出端，所述硬件故障注入单元包括用于注入所述电源故障信号的电源故障注入子单元，
所述电源故障注入子单元包括电源继电器、与所述可编程电源的所述第一输出端连接的第一电源输入通道、与所述可编程电源的所述第二输出端连接的第二电源输入通道、以及电源输出通道；
所述电源继电器包括与所述I/O端口的第五端口电连接的电源输入端、以及与所述I/O端口的第六端口电连接的电源输出端，所述电源继电器根据所述电源输入端和所述电源输出端的电压信号控制所述电源输出通道与所述第一电源输入通道或者所述第二电源输入通道连通。
7.一种用于如权利要求1-6任一项所述的自动驾驶功能测试系统的测试方法，其特征在于，包括：
启动步骤，启动设置在上位机内的自动化脚本，执行测试用例组，所述测试用例组中设有具有初始值的标志信号；
通信仿真步骤，获取所述测试用例组中的测试用例名称，并进行报文录制，生成与所述测试用例名称对应的通信诊断报告；
场景仿真步骤，当所述通信诊断报告中没有故障时，获取所述测试用例组中的场景序列，根据所述场景序列进行场景投屏和雷达目标联合仿真，开启自动驾驶功能，生成自动驾驶功能状态信号；
功能测试步骤，根据所述自动驾驶功能状态信号和所述标志信号进行自动驾驶系统功能的判定，输出功能判定结果；
失效安全测试步骤，当所述自动驾驶功能状态信号为功能开启状态时，注入故障，对所述故障进行故障诊断，输出故障诊断报告，并终止报文录制，输出报文信号，所述报文信号包括HMI报文信号和故障注入关联报文信号，根据所述标志信号、所述HMI报文信号和所述故障注入关联报文信号进行失效安全的判定，输出失效安全判定结果。
8.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述通信仿真步骤，包括：
读取所述测试用例名称，并进行报文录制；
发送诊断报文，当接收到反馈报文时，根据所述反馈报文输出所述通信诊断报告；
当所述通信诊断报告中没有故障时，执行所述场景仿真步骤；
当所述通信诊断报告中有故障时，终止所述自动化脚本，输出测试报告，所述测试报告包括所述测试用例组中的测试用例序号和时间戳。
9.如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述场景仿真步骤，包括：
当所述通信诊断报告中没有故障时，获取所述测试用例组中的场景序列，并执行所述场景序列；
将所述场景序列中的目标物列表数据发送至雷达目标模拟器，控制所述雷达目标模拟器模拟仿真；
开启所述自动驾驶功能，并将所述标志信号的数值修改为第一状态值，输出所述自动驾驶功能状态信号。
10.如权利要求9所述的测试方法，其特征在于，所述功能测试步骤，包括：
当所述自动驾驶功能状态信号为完成状态时，停止录制所述报文；
将所述初始值和所述第一状态值作为所述标志信号的第一数值变更点，以所述第一数值变更点为分割点对所述自动驾驶功能状态信号进行时间分割，生成功能特征信号；
获取所述第一数值变更点前对应的所述功能特征信号和所述第一数值变更点后对应的所述功能特征信号，根据所述功能特征信号与预设的功能状态信号阈值的比较，输出所述功能判定结果。
11.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述失效安全测试步骤，包括：
故障注入步骤，注入所述故障；
故障诊断步骤，当所述故障注入完成时，读取所述故障，执行故障诊断，输出所述故障诊断报告，并终止报文录制，输出所述报文信号；
失效安全判定步骤，根据所述标志信号、所述HMI报文信号和所述故障注入关联报文信号的比较，输出所述失效安全判定结果。
12.如权利要求11所述的测试方法，其特征在于，所述故障注入步骤，包括：
注入所述故障，并将所述标志信号的数值修改为第二状态值；
当所述故障完成注入时，输出故障注入完成临时文件。
13.如权利要求12所述的测试方法，其特征在于，所述故障诊断步骤，包括：
当检测到所述故障注入完成临时文件时，读取所述故障，并删除所述故障注入完成临时文件；
执行所述故障诊断，当接收到反馈的故障报文，且解析出所述故障报文存在故障时，输出第一子故障诊断报告；
当检测到所述第一子故障诊断报告时，执行故障恢复，并将所述标志信号的数值修改为第三状态值；
当故障恢复完成时，清除所述故障，并将所述标志信号的数值修改为所述初始值，输出故障诊断临时文件；
当检测到所述故障诊断临时文件时，再次执行故障诊断，并删除所述故障诊断临时文件；
当再次执行故障诊断完成时，输出第二子故障诊断报告；
当所述第一子故障诊断报告与所述第二子故障诊断报告一致时，停止录制所述报文，将所述第二子故障诊断报告作为所述故障诊断报告，输出所述故障诊断报告。
14.如权利要求13所述的测试方法，其特征在于，所述失效安全判定步骤，包括：
将所述初始值、所述第一状态值、所述第二状态值和所述第三状态值作为所述标志信号的第二数值变更点，以所述第二数值变更点为分割点对所述HMI报文信号和所述故障注入关联报文信号进行分割，生成故障特征信号；
获取所述第二数值变更点前对应的所述故障特征信号和所述第二数值变更点后对应的所述故障特征信号，根据所述故障特征信号与预设的故障状态信号阈值的比较，输出所述失效安全判定结果。
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