CN116909260B - 一种模拟hil台架的智能驾驶域控制器测试验证方法 - Google Patents
一种模拟hil台架的智能驾驶域控制器测试验证方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，它包括：步骤S1、通过仿真软件构建仿真场景；步骤S2、仿真软件输出视频文件和CSV文件；步骤S3、通过视频播放器播放视频文件，然后视频信号经转换器转换后输入至被测系统的摄像头接口；步骤S4、采用CAN工具通过CAN工具编程语言读取CSV文件，生成CAN信号并周期性传输；步骤S5、配置Client客户端，搭建视频注入测试环境。本发明提供一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，实现硬件在环的测试以及批量仿真场景的测试，并且保证算法的稳定性和安全性，解决了HIL测试设备昂贵、学习成本高、维护成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，属于高级驾驶辅助系统测试领域。
背景技术
目前，车辆高级驾驶辅助系统（ADAS）在开发初期，需要对其功能进行测试验证。现阶段的最普遍的技术方案为：使用专业的HIL（硬件在环）仿真设备，创建仿真场景通过其内部模组发送视频信号和CAN信号对被测系统进行验证。
但是，专业的HIL测试系统模组复杂，并且通常为非标定制设备，需要专业人员进行调试与培训，学习成本较高。专业的HIL台架设备，并需要搭配高性能硬件设备以及专业软件，价格昂贵。专业的HIL台架设备体积较大，需要专业的试验室进行配套放置，并需要专业人员定期进行检查，维护成本较高。
在无专业的硬件在环仿真设备及其配套的仿真软件情况下，利用现有的仿真软件构建的仿真场景，在转存视频流数据和车辆动态信息真值数据时，由于编码格式不一致，只能将视频流数据和对应的真值数据存储在不同格式的文件中，并且无法利用转接设备将仿真场景的视频流数据与对应的真值数据同步传输至被测系统。如何获取自车动态信息，如自车的车速、横纵向加速度、偏航角等，保证CAN工具的车身动态信息正确性，如何保证视频信号的播放与发送车身动态信息的帧同步，如何控制在视频播放、发送车身信息帧同步的情况下，同步录制源文件，如何实现视频播放、CAN工具、录制工具的同步停止操作，是当下急需解决的问题。如果无法解决上述问题，则无法实现类似硬件在环的测试以及批量仿真场景的测试，以至于无法更好地提升被测系统的感知识别与处理能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，实现硬件在环的测试以及批量仿真场景的测试，并且保证算法的稳定性和安全性，解决了HIL测试设备昂贵、学习成本高、维护成本高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，它包括：
步骤S1、通过仿真软件构建仿真场景；
步骤S2、仿真软件输出视频文件和CSV文件；
步骤S3、通过视频播放器播放视频文件，然后视频信号经转换器转换后输入至被测系统的摄像头接口；
步骤S4、采用CAN工具通过CAN工具编程语言读取CSV文件，生成CAN信号并周期性传输；
步骤S5、配置Client客户端，搭建视频注入测试环境；
步骤S6、通过Python运行程序分别控制CAN工具、视频播放器和Client客户端启动，视频播放器和CAN工具同步发送视频信号和CAN信号至被测系统，由被测系统进行感知识别与处理；
步骤S7、被测系统将感知处理结果发送至Client客户端，由Client客户端录制回灌测试包并完成结果标记；
步骤S8、通过Python运行程序分别控制CAN工具停止发送信号、视频播放器暂停播放、Client客户端停止录制回灌测试包；
步骤S9、将录制的回灌测试包的源文件以.pack格式保存在Client客户端配置的路径中，形成源文件Pack包，查看Client客户端录制的源文件Pack包，将源文件Pack包作为回灌测试的输入，对被测系统进行验证。
进一步，所述步骤S2具体包括如下步骤：
通过仿真软件51Simone构造场景，创建任务执行案例后导出对应的视频文件并下载CSV文件，将视频文件和CSV文件存放在指定文件目录中。
进一步，所述视频文件为将主车前视摄像头所拍摄的画面以MPEG4格式写入的文件。
进一步，所述CSV文件中为以20ms的周期将自车或障碍物的速度、偏航角、横纵向加速度信息以CSV格式写入的文件。
进一步，所述步骤S4具体包括如下步骤：
根据仿真软件51Simone中输出的CSV文件中各个头字段的定义信息，与CAN通信矩阵中CAN信号的字段定义进行对应；
在CAN工程中导入CAN通信矩阵对应的DBC文件，读取指定文件目录中对应的CSV文件，根据获取的CSV文件数据生成CAN信号，然后以10ms或20ms的周期发送不同的CAN信号至被测系统。
进一步，所述步骤S7具体包括如下步骤：
被测系统进行感知识别和处理后，将感知处理结果发送至Client客户端，由Client客户端进行识别并录制回灌测试包，Client客户端将识别结果进行实时展示；
在Client客户端中查看识别结果中的自车和障碍物信息，并且展示自车或障碍物的车速、偏航角、横纵向加速度信息；
如果在Client客户端中障碍物具有标记框，则表示识别成功；
如果在Client客户端中障碍物没有标记框，则表示未识别成功。
进一步，在所述步骤S6中Python运行程序控制CAN工具、视频播放器和Client客户端启动之前，还包括如下步骤：
截取CAN工具的START按钮与STOP按钮的图片、视频播放器的播放按钮与停止按钮的图片以及Client客户端的启动录制按钮与停止录制按钮的图片，存放在Python工程的图片目录中；
Python运行程序定位屏幕中是否同时存在CAN工具的START按钮与STOP按钮、视频播放器的播放按钮与停止按钮以及Client客户端的启动录制按钮与停止录制按钮；
如果同时存在与Python工程的图片目录中相符合的按钮，则模拟鼠标进行点击操作，开始回灌测试包的录制。
进一步，所述步骤S8具体包括如下步骤：
Python运行程序对视频播放的进度进行检测，如果视频播放完毕，则模拟鼠标进行点击操作，通过Python运行程序分别控制CAN工具停止发送信号、视频播放器暂停播放、Client客户端停止录制回灌测试包。
进一步，所述步骤S9中将源文件Pack包作为回灌测试的输入，对被测系统进行验证，具体包括如下步骤：
在Client客户端完成配置，点击回灌测试按钮，将录制的源文件Pack包中的视频信号与CAN信号回灌至被测系统；
由被测系统会对回灌的源文件Pack包中的视频信号与CAN信号进行感知识别和处理，并将感知处理结果传送至Client客户端，Client客户端展示回灌测试结果。
进一步，所述被测系统为智能驾驶域控制器。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明可以针对复杂特殊场景、危险工况场景，通过模拟测试台架，可将仿真软件构建的复杂特殊场景或危险工况场景注入被测系统板卡，从而能提高测试场景的覆盖度，实现仿真场景在无硬件在环设备的情况下也能进行测试应用。
2、本发明针对被测系统在研发阶段需进行迭代优化，导致被测系统不断地进行基本功能验证以及回归测试的问题，本专利所提出的测试方法支持测试台架生成的源文件数据包可重复进行回灌验证，支撑算法的开发与快速迭代，从而提高被测系统的感知识别与处理能力。
3、本发明针对仿真测试中泛化场景多，依赖手工逐条测试会耗费大量的劳动成本的问题，基于本发明提出的模拟HIL台架的测试验证方法，可以实现不同仿真场景自动生成被测系统所需要的回灌源文件，从而减少人力成本，提高测试效率。
4、本发明提出的模拟仿HIL台架的测试验证方法，不需要采用复杂并且成本较贵的硬件在环仿真测试设备，并且操作简单，不需要专业的实验室进行放置，可以显著降低实际使用和维护的各种成本。
附图说明
图1为本发明的模拟HIL台架的视频注入测试组网图；
图2为本发明的模拟HIL台架的回灌测试组网图；
图3为本发明的一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法的流程图；
图4为本发明的模拟HIL台架的应用流程图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
本实施例提供一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，其主要目的是为了解决仿真场景在泛化后因数量庞大，而无法实现批量测试。其流程如图4所示：先预置N个仿真场景产生N个视频文件和N个CSV，通过执行Python运行程序（批量读取视频文件和CSV文件然后依次以视频注入的方式录制源文件），批量输出源文件。
如图1所示，本实施例在进行视频注入时PC端、HDMI转换器、CAN信号发送工具、以太网转换器与被测系统之间如图1连接。PC端分别安装有Python运行程序、视频播放器和Client客户端，实现包括仿真视频的输出、CSV文件的导出、视频播放、CAN信号的生成、Python运行程序、Client客户端的结果展示与录制、网络传输等功能。HDMI-GMSL2转换器则将PC端输出的视频信号转换成GSML2协议，模拟摄像头输入图像信息。CAN信号发送工具则将PC端通过CAN工具脚本实现的CAN信号发送给被测系统。以太网转换器则负责将网络转换成车载网络，便于感知识别和处理结果的传输。本实施例的被测系统为L2级别的智能驾驶域控制器。
如图2所示，为了验证当更换不同的被测系统板卡时，在Client客户端显示的通过视频注入方式录制的源文件与经过回灌之后的结果是否一致，以便于根据结果优化被测系统。PC电脑主要实现在Client客户端进行回灌配置与回灌结果展示。
如图3所示，本实施例提供一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，具体包括如下步骤：
步骤S1、通过51Simone仿真软件构建仿真场景。
步骤S2、仿真软件输出视频文件和CSV文件，其中视频信号是MP4格式，CAN信号以csv文件导出自车信息。具体包括如下步骤：
通过仿真软件51Simone构造场景，创建任务执行案例后导出对应的视频文件并下载CSV文件，将视频文件和CSV文件存放在指定文件目录中供后续使用。其中，视频文件为将主车前视摄像头所拍摄的画面以MPEG4格式写入的文件，CSV文件中为以20ms的周期将自车或障碍物的速度、偏航角、横纵向加速度等信息以CSV格式写入的文件。
步骤S3、通过Potplayer视频播放器播放视频文件，然后视频信号经HDMI-GMSL2转换器转换后输入至被测系统的摄像头接口。
步骤S4、采用CAN工具通过CAN工具编程语言读取CSV文件，生成被测系统所需要的CAN信号并周期性传输。具体包括如下步骤：
根据仿真软件51Simone中输出的CSV文件中各个头字段的定义信息，与CAN通信矩阵中CAN信号的字段定义进行一一对应；
在CAN工程中导入CAN通信矩阵对应的DBC文件，读取指定文件目录中对应的CSV文件，根据获取的CSV文件数据生成被测系统所需要的CAN信号，然后以10ms或20ms的周期发送不同的CAN信号至被测系统，由被测系统获取CAN信号后结合图像信息进行感知识别和处理。
步骤S5、配置Client客户端，搭建视频注入测试环境；以视频注入组网图搭建测试环境，优先保证被测系统可以实时展示桌面的图像，再运行Python程序控制启动，否则在Client客户端会录制不到符合回灌测试的源文件。
步骤S6、通过Python运行程序分别控制CAN工具、视频播放器和Client客户端启动，视频播放器和CAN工具实现同步发送视频信号和CAN信号至被测系统，由被测系统进行感知识别与处理；在录制回灌测试包的前提是必须保证视频信息和CAN信息两者保持同步，否则会影响回灌测试结果，其最直接的结果就是CAN LOST。在Python运行程序控制CAN工具、视频播放器和Client客户端启动之前，还包括如下步骤：
截取CAN工具的START按钮与STOP按钮的图片、视频播放器的播放按钮与停止按钮的图片以及Client客户端的启动录制按钮与停止录制按钮的图片，存放在Python工程的图片目录中；
Python运行程序会一直定位屏幕中是否同时存在CAN工具的START按钮与STOP按钮、视频播放器的播放按钮与停止按钮以及Client客户端的启动录制按钮与停止录制按钮；
如果同时存在与Python工程的图片目录中相符合的按钮，则模拟鼠标进行点击操作，开始回灌测试包的录制。
步骤S7、被测系统将感知处理结果发送至Client客户端，由Client客户端录制回灌测试包并完成结果标记。具体包括如下步骤：
被测系统进行感知识别和处理后，将感知处理结果发送至Client客户端，由Client客户端进行识别并录制回灌测试包，Client客户端将识别结果进行实时展示；
在Client客户端中可以查看识别结果中的自车和障碍物信息等，并且展示自车或障碍物的车速、偏航角、横纵向加速度信息；
如果在Client客户端中障碍物具有标记框，则表示识别成功；
如果在Client客户端中障碍物没有标记框，则表示未识别成功，未识别成功的情况下，则需要被测系统定位原因。
步骤S8、通过Python运行程序分别控制CAN工具停止发送信号、视频播放器暂停播放、Client客户端停止录制回灌测试包。具体包括如下步骤：
Python运行程序对视频播放的进度进行检测，如果视频播放完毕，则模拟鼠标进行点击操作，通过Python运行程序分别控制CAN工具停止发送信号、视频播放器暂停播放、Client客户端停止录制回灌测试包。
步骤S9、将录制的回灌测试包的源文件以.pack格式保存在Client客户端配置的路径中，形成源文件Pack包，查看Client客户端录制的源文件Pack包，将源文件Pack包作为回灌测试的输入，对被测系统进行验证。其中，将源文件Pack包作为回灌测试的输入，对被测系统进行验证，具体包括如下步骤：
根据视频回灌组网图完成测试环境搭建，在Client客户端完成配置，保证回灌时的CAN json文件与录制时一致，点击回灌测试按钮，即可将录制的源文件Pack包中的视频信号与CAN信号回灌至被测系统；
由被测系统会对回灌的源文件Pack包中的视频信号与CAN信号进行感知识别和处理，并将感知处理结果传送至Client客户端，Client客户端会展示回灌测试结果。对被测系统的验证可以是更新了软件版本包的系统，也可以是整套软硬件均更换的系统，目的在于通过不断地回灌测试来协助被测系统在感知识别与处理中的优化。
针对仿真场景较多的问题，本实施例可以通过上步骤验证不同的仿真场景，从而不断地优化被测系统。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，其特征在于，它包括：
步骤S1、通过仿真软件构建仿真场景；
步骤S2、仿真软件输出视频文件和CSV文件，具体包括如下步骤：
通过仿真软件51Simone构造场景，创建任务执行案例后导出对应的视频文件并下载CSV文件，将视频文件和CSV文件存放在指定文件目录中；所述视频文件为将主车前视摄像头所拍摄的画面以MPEG4格式写入的文件；所述CSV文件中为以20ms的周期将自车或障碍物的速度、偏航角、横纵向加速度信息以CSV格式写入的文件；
步骤S3、通过视频播放器播放视频文件，然后视频信号经转换器转换后输入至被测系统的摄像头接口；
步骤S4、采用CAN工具通过CAN工具编程语言读取CSV文件，生成CAN信号并周期性传输，具体包括如下步骤：
根据仿真软件51Simone中输出的CSV文件中各个头字段的定义信息，与CAN通信矩阵中CAN信号的字段定义进行对应；
在CAN工程中导入CAN通信矩阵对应的DBC文件，读取指定文件目录中对应的CSV文件，根据获取的CSV文件数据生成CAN信号，然后以10ms或20ms的周期发送不同的CAN信号至被测系统；
步骤S5、配置Client客户端，搭建视频注入测试环境；
步骤S6、通过Python运行程序分别控制CAN工具、视频播放器和Client客户端启动，视频播放器和CAN工具同步发送视频信号和CAN信号至被测系统，由被测系统进行感知识别与处理；
步骤S7、被测系统将感知处理结果发送至Client客户端，由Client客户端录制回灌测试包并完成结果标记；
步骤S8、通过Python运行程序分别控制CAN工具停止发送信号、视频播放器暂停播放、Client客户端停止录制回灌测试包；
步骤S9、将录制的回灌测试包的源文件以.pack格式保存在Client客户端配置的路径中，形成源文件Pack包，查看Client客户端录制的源文件Pack包，将源文件Pack包作为回灌测试的输入，对被测系统进行验证，其中，将源文件Pack包作为回灌测试的输入，对被测系统进行验证，具体包括如下步骤：
在Client客户端完成配置，点击回灌测试按钮，将录制的源文件Pack包中的视频信号与CAN信号回灌至被测系统；
由被测系统会对回灌的源文件Pack包中的视频信号与CAN信号进行感知识别和处理，并将感知处理结果传送至Client客户端，Client客户端展示回灌测试结果。
2.根据权利要求1所述的模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括如下步骤：
被测系统进行感知识别和处理后，将感知处理结果发送至Client客户端，由Client客户端进行识别并录制回灌测试包，Client客户端将识别结果进行实时展示；
在Client客户端中查看识别结果中的自车和障碍物信息，并且展示自车或障碍物的车速、偏航角、横纵向加速度信息；
如果在Client客户端中障碍物具有标记框，则表示识别成功；
如果在Client客户端中障碍物没有标记框，则表示未识别成功。
3.根据权利要求1所述的模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，其特征在于：在所述步骤S6中Python运行程序控制CAN工具、视频播放器和Client客户端启动之前，还包括如下步骤：
截取CAN工具的START按钮与STOP按钮的图片、视频播放器的播放按钮与停止按钮的图片以及Client客户端的启动录制按钮与停止录制按钮的图片，存放在Python工程的图片目录中；
Python运行程序定位屏幕中是否同时存在CAN工具的START按钮与STOP按钮、视频播放器的播放按钮与停止按钮以及Client客户端的启动录制按钮与停止录制按钮；
如果同时存在与Python工程的图片目录中相符合的按钮，则模拟鼠标进行点击操作，开始回灌测试包的录制。
4.根据权利要求1所述的模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，其特征在于，所述步骤S8具体包括如下步骤：
Python运行程序对视频播放的进度进行检测，如果视频播放完毕，则模拟鼠标进行点击操作，通过Python运行程序分别控制CAN工具停止发送信号、视频播放器暂停播放、Client客户端停止录制回灌测试包。
5.根据权利要求1所述的模拟HIL台架的智能驾驶域控制器测试验证方法，其特征在于：所述被测系统为智能驾驶域控制器。
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