CN117234192A - 一种智能驾驶域控制器自动化hil仿真测试系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法，属于智能驾驶技术领域，所述仿真测试系统由智能驾驶域控制器、嵌入式调试工具、CAN报文通信工具、Windows PC，Ubuntu PC组成，Windows PC上部署自动化客户端、CarSim、Matlab/Simulink、测试评价模块、报告生成模块，Ubuntu PC上部署VTD仿真软件，借助少数几个硬件设备，结合各种仿真软件及软件库，实现对智能驾驶域控制器HIL仿真测试的算法程序自动烧录、测试用例自动执行、过程录像、测试评价、报告生成的全流程自动化进行。实施本发明的技术方案，测试设备成本低、搭建过程简易、测试过程自动无需值守。
Description
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法。
背景技术
智能驾驶指的是机器帮助人进行驾驶，以及在特殊情况下完全取代人驾驶的技术。为保证智能驾驶的安全性和稳定性，行业内在实车路试前，需要对智能驾驶算法进行充分的仿真测试验证。通常采用对智能驾驶域控制器进行HIL（Hardware-in-the-Loop，硬件在环）测试的方式，来降低测试时间和成本，提升测试覆盖度。
然而，目前针对智能驾驶域控制器进行HIL仿真测试的方案普遍存在所需软硬件种类多、软硬件设备价格昂贵、测试环境搭建过程复杂、并且无法做到全程自动化的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对智能驾驶域控制器进行HIL仿真测试的方案普遍存在的所需软硬件种类多、软硬件设备价格昂贵、测试环境搭建过程复杂、并且无法做到全程自动化的问题，提供一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统，包括智能驾驶域控制器、嵌入式调试工具、CAN报文通信工具、第一客户端、第二客户端；所述第一客户端为Windows PC，包括自动化测试管理模块、CarSim模块、Matlab/Simulink模块、测试评价模块、报告生成模块；所述第二客户端为Ubuntu PC，包括VTD模块、SSH服务器模块；所述第一客户端与第二客户端通信连接；
所述自动化测试管理模块，用于运行自动化客户端，控制智能驾驶域控制器HIL仿真测试的全流程自动化进行，具体包括：向智能驾驶域控制器烧录控制算法程序；向VTD模块发送控制命令，控制VTD模块进行测试用例场景的仿真、视频录制及截图；切换测试用例场景及智能驾驶域控制器算法；在所有测试执行完毕之后收集测试数据、启动测试评价和报告生成；
所述Carsim模块，用于运行Carsim，在Carsim中加载车辆动力学模型，将模型发送到与Simulink的接口并打开Matlab/Simulink软件；
所述Matlab/Simulink模块，用于运行Simulink仿真控制模型，从VTD模块获取仿真信息发送给智能驾驶域控制器，并将智能驾驶域控制器输出的车辆控制信息发送给VTD模块，所述Matlab/Simulink模块与VTD模块基于UDP数据通信连接；
所述智能驾驶域控制器，用于运行控制器算法程序，根据Matlab/Simulink模块传递的仿真信息输出车辆控制信息；
所述嵌入式调试工具为DAP MiniWiggler，智能驾驶域控制器的JTAG下载接口通过所述DAP MiniWiggler与第一客户端电性连接，所述自动化客户端使用python的pylink库的烧录命令和烧录状态查询命令，通过所述DAP MiniWiggler的J-Link接口对智能驾驶域控制器进行控制算法程序自动烧录及烧录状态自动查询；
所述智能驾驶域控制器经CAN报文通信工具与第一客户端电性连接，自动化客户端完成智能驾驶域控制器的算法烧录之后，使用python的python-can库通过CAN报文通信工具对智能驾驶域控制器进行硬复位；在仿真运行过程中，Matlab/Simulink模块使用CANReceive、CAN Transmit与智能驾驶域控制器进行CAN报文形式的仿真数据交互；
所述VTD模块，用于运行VTD仿真软件，接收所述自动化客户端发送的控制命令，根据所述控制命令启动、配置VTD、启动仿真、录制视频、停止仿真；
所述SSH服务器模块，用于为第二客户端提供SSH访问服务，所述自动化客户端使用python的paramiko库通过SSH协议从第二客户端获取测试场景文件名称和VTD仿真时录制的视频及截图文件，并调用第二客户端的SCPGenerator工具向VTD模块发送SCP命令；
所述测试评价模块，用于在所有测试结束之后，在自动化客户端的触发下，根据录制的视频、截图、测试者的预期及测试过程数据进行测试评价；
所述报告生成模块，用于根据测试评价模块输出的测试评价结果生成可视化的测试结果报告。
本发明还提供了一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试方法，包括以下步骤：
S1，搭建智能驾驶域控制器、第一客户端、第二客户端之间的硬件连接链路，调试各节点间的数据链路；
S2，在Carsim中加载车辆动力学模型，将模型发送到与Simulink的接口并打开Matlab/Simulink软件；
S3，自动化客户端使用paramiko库通过SSH协议向第二客户端发送VTD启动命令；
S4，自动化客户端从第一客户端获取待测算法列表，并按照待测算法列表对智能驾驶域控制器进行控制算法程序自动烧录及自动硬复位；
S5，自动化客户端根据预设的控制算法与测试用例场景的映射关系，启动当前算法测试用例场景的仿真，记录仿真数据；
S6，自动化客户端根据预设的测试用例场景的执行时长，结束当前测试用例场景的仿真，保存仿真数据；
S7，自动化客户端判断当前控制算法对应的测试用例场景是否已经执行完毕，如果没有，跳转到S5；如果执行完毕但是尚有控制算法没有测试完成，跳转到S4；如果所有控制算法都已测试完毕，跳转到S8；
S8，自动化客户端收集仿真数据，调用测试评价模块进行测试评价，然后调用报告生成模块生成仿真测试报告。
本发明的技术方案，硬件由智能驾驶域控制器、嵌入式调试工具DAPMiniWiggler、CAN报文通信工具、一台Windows PC，一台Ubuntu PC组成，智能驾驶域控制器通过嵌入式调试工具DAP MiniWiggler和CAN报文通信工具与Windows PC连接，Windows PC上部署自动化客户端、CarSim、Matlab/Simulink、测试评价模块、报告生成模块，Ubuntu PC上部署VTD仿真软件，自动化客户端通过python的pylink库实现对智能驾驶域控制器的控制算法程序自动烧录、烧录状态自动查询，通过python-can库实现对智能驾驶域控制器的硬复位，使用paramiko库通过SSH协议获取Ubuntu PC上的测试场景文件名称和VTD仿真时录制的视频及截图文件，通过SSH协议调用SCPGenerator工具向VTD模块发送SCP命令控制VTD启动仿真、录制视频、停止仿真、切换测试用例场景文件，并通过Matlab共享引擎控制Simulink的运行与停止；Simulink通过UDP socket从VTD获取仿真信息，通过CANTransmit、CAN Receive模块实现与智能驾驶域控制器的仿真数据CAN报文交互。通过本发明的技术方案，借助少数几个硬件设备，结合各种仿真软件及软件库，即可实现对智能驾驶域控制器HIL仿真测试的算法程序自动烧录、测试用例自动执行、过程录像、测试评价、报告生成的全流程自动化进行。实施本发明的技术方案，测试设备成本低、搭建过程简易、测试过程自动无需值守、测试结果真实有效、实用性强，对于加快智能驾驶域控制器的测试进程有着重大的意义。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的系统硬件连接示意图。
图2为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的系统通信链路及通信方法示意图。
图3为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的系统信息交互示意图。
图4为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试粗略步骤示意图。
图5为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试流程示意图。
图6为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试时序示意图。
图7为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试详细步骤示意图。
图8为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的VTD录制的视频及截图示例图。
图9为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的.csv格式的仿真过程数据文件内容示例图。
图10为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的.csv格式的仿真过程数据文件内容可视化效果示例图。
图11为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的测试报告基本信息示例图。
图12为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的测试报告详细信息示例图。
图3中各标号的信息说明如下：
①域控制器控制信息，如控制器硬复位命令。
②传感器信息，智能驾驶功能状态。
③自动化客户端对VTD控制信息，VTD仿真数据。
④仿真测试结果数据、视频、图片。
⑤主车状态与控制信息。
⑥主车状态、传感器信息、道路环境、交通参与者信息。
⑦域控制器算法文件。
⑧自动化客户端对Simulink的控制信息，测试结果存储数据返回。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明总的思路是：硬件方面，通过嵌入式调试工具和CAN报文通信工具与智能驾驶域控制器和Windows PC连接搭建数据链路；软件方面，通过多种通信协议及软件库实现Windows PC、Ubuntu PC、智能驾驶域控制器的数据闭环，通过自动化客户端实现对智能驾驶域控制器仿真测试的算法程序自动烧录、测试用例自动执行、过程录像、测试评价、报告生成的全流程自动化。
本实施例涉及的名词解释：
VTD（Virtual Test Drive）：是德国VIRES公司开发的一套用于驾驶辅助系统、主动安全和自动驾驶的完整模块化仿真工具，其功能覆盖了道路环境建模、交通场景建模、天气和环境模拟、简单和物理真实的传感器仿真以及高精度的实时画面渲染。
Matlab：用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、
量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域的数学软件。
Simulink：是Matlab最重要的组件之一，它提供了动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
Carsim：车辆动力学的仿真软件，提供动力学数据计算。
SCP（Simulation Control Protocol，仿真控制指令）Generator：仿真控制指令生成器。
汽车域控制器：汽车域控制器（Automotive Domain Controller）是现代汽车中的重要组件之一，它充当了车辆电子系统的核心控制单元。汽车域控制器的主要功能是集成和协调车辆的各种电子系统，实现数据交换、功能分配和协同控制。
智能驾驶域控制器：是指实现一定的智能驾驶功能的汽车域控制器，通过控制算法程序实现智能驾驶功能。
HIL仿真：HIL仿真是一种用于测试和验证嵌入式系统的技术，全称为硬件在环仿真（Hardware-in-the-Loop Simulation）。它是一种将实际硬件与虚拟环境相结合的仿真方法，旨在模拟和评估实际系统的性能。HIL仿真广泛应用于汽车、航空航天、船舶和工业自动化等领域。它在系统开发和测试过程中起着重要的作用，帮助工程师评估系统性能、验证控制策略，并最大程度地减少产品开发周期和成本。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的系统硬件连接示意图。
如图2所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的系统通信链路及通信方法示意图。
如图3所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的系统信息交互示意图。
本发明实施例公开了一种智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试系统，所述系统包括智能驾驶域控制器、嵌入式调试工具、CAN报文通信工具、第一客户端、第二客户端；所述第一客户端为Windows PC，包括自动化测试管理模块、CarSim模块、Matlab/Simulink模块、测试评价模块、报告生成模块；所述第二客户端为Ubuntu PC，包括VTD模块、SSH服务器模块；所述第一客户端与第二客户端通信连接。
所述自动化测试管理模块，用于运行自动化客户端，控制智能驾驶域控制器HIL仿真测试的全流程自动化进行，具体包括：向智能驾驶域控制器烧录控制算法程序；向VTD模块发送控制命令，控制VTD模块进行测试用例场景的仿真、视频录制及截图；切换测试用例场景及智能驾驶域控制器算法；在所有测试执行完毕之后收集测试数据、启动测试评价和报告生成。
所述Carsim模块，用于运行Carsim，在Carsim中加载车辆动力学模型，将模型发送到与Simulink的接口并打开Matlab/Simulink软件。
所述Matlab/Simulink模块，用于运行Simulink仿真控制模型，从VTD模块获取仿真信息发送给智能驾驶域控制器，并将智能驾驶域控制器输出的车辆控制信息发送给VTD模块，所述Matlab/Simulink模块与VTD模块基于UDP数据通信连接。
所述智能驾驶域控制器，用于运行控制器算法程序，根据Matlab/Simulink模块传递的仿真信息输出车辆控制信息。
所述嵌入式调试工具为DAP MiniWiggler，智能驾驶域控制器的JTAG下载接口通过所述DAP MiniWiggler与第一客户端电性连接，所述自动化客户端使用python的pylink库的烧录命令和烧录状态查询命令，通过所述DAP MiniWiggler的J-Link接口对智能驾驶域控制器进行控制算法程序自动烧录及烧录状态自动查询，根据烧录状态查询命令的返回值判断控制算法程序是否烧录成功。
所述智能驾驶域控制器经CAN报文通信工具与第一客户端电性连接，自动化客户端完成智能驾驶域控制器的算法烧录之后，使用python的python-can库通过CAN报文通信工具对智能驾驶域控制器进行硬复位；在仿真运行过程中，Matlab/Simulink模块使用CANReceive、CAN Transmit与智能驾驶域控制器进行CAN报文形式的仿真数据交互。
所述VTD模块，用于运行VTD仿真软件，接收所述自动化客户端发送的控制命令，根据所述控制命令启动、配置VTD、启动仿真、录制视频、停止仿真。
所述SSH服务器模块，用于为第二客户端提供SSH访问服务，所述自动化客户端使用python的paramiko库通过SSH协议从第二客户端获取测试场景文件名称和VTD仿真时录制的视频及截图文件，并调用第二客户端的SCPGenerator工具向VTD模块发送SCP命令；SSH服务为Ubuntu PC的一部分，可以在安装Ubuntu系统的时候安装OpenSSHserver来支持SSH服务，也可以在Ubuntu系统安装好之后通过命令安装SSH服务。
所述测试评价模块，用于在所有测试结束之后，在自动化客户端的触发下，根据录制的视频、截图、测试者的预期及测试过程数据进行测试评价。
所述报告生成模块，用于根据测试评价模块输出的测试评价结果生成可视化的测试结果报告。
在本发明实施例中，所述CAN报文通信工具为vector VN1630A，智能驾驶域控制器通过串口接入vector VN1630A，vector VN1630A通过USB接口与Windows PC连接。
在本发明实施例中，在VECTOR VN1630A与智能驾驶域控制器之间加入120欧姆的连接器以降低信号传输的反射和干扰，提高数据传输的可靠性和稳定性。
如图4所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试粗略步骤示意图。
如图5所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试流程示意图。
如图6所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试时序示意图。
如图7所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的仿真测试详细步骤示意图。
基于上述仿真测试系统，本发明实施例还公开了一种智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试方法，所述仿真测试方法包括以下步骤：
S1，搭建智能驾驶域控制器、第一客户端、第二客户端之间的硬件连接链路，调试各节点间的数据链路；
S2，在Carsim中加载车辆动力学模型，将模型发送到与Simulink的接口并打开Matlab/Simulink软件；
Carsim和Simulink联合仿真为现有技术，在此不再赘述。
S3，自动化客户端使用paramiko库通过SSH协议向第二客户端发送VTD启动命令；
SSH服务可以作为Ubuntu系统的一部分，自动化客户端使用paramiko库通过SSH协议向第二客户端发送VTD启动命令以及读取和拷贝第二客户端上的文件，从而无需在第二客户端额外部署程序与自动化客户端对接，使得系统更简洁、编码和调试更简单、通信更可靠。
S4，自动化客户端从第一客户端获取待测算法列表，并按照待测算法列表对智能驾驶域控制器进行控制算法程序自动烧录及自动硬复位；
自动化客户端从第一客户端的算法文件夹获取待测试算法名称，保存为待测算法列表，待测算法列表用于控制自动化仿真测试的顺序，自动化客户端按照待测算法列表依次向智能驾驶域控制器烧录不同的控制算法程序，以实现对不同控制算法程序的遍历仿真测试。
对智能驾驶域控制器烧录新的算法之后，需要进行硬复位，使新烧录的算法生效。
S5，自动化客户端根据预设的控制算法与测试用例场景的映射关系，启动当前算法测试用例场景的仿真，记录仿真数据；
在预设的控制算法与测试用例场景的映射关系中，可以指定对每个控制算法执行不同的测试用例场景仿真，也可以对每个控制算法遍历所有的测试用例场景。如果对每个控制算法执行不同的测试用例场景仿真，可以在第一客户端维护控制算法与对应的测试用例场景文件完整路径的映射关系；如果对每个控制算法遍历所有测试用例场景的时候，可以通过SSH协议从第二客户端获取所有测试场景文件列表。
S6，自动化客户端根据预设的测试用例场景的执行时长，结束当前测试用例场景的仿真，保存仿真数据；
在自动化客户端中，可以对每个测试用例场景设置执行时长，执行时长设定的时间结束后，自动化客户端分别向VTD和Simulink发送停止仿真命令，进行当前测试用例场景的数据处理。
S7，自动化客户端判断当前控制算法对应的测试用例场景是否已经执行完毕，如果没有，跳转到S5；如果执行完毕但是尚有控制算法没有测试完成，跳转到S4；如果所有控制算法都已测试完毕，跳转到S8；
S8，自动化客户端收集仿真数据，调用测试评价模块进行测试评价，然后调用报告生成模块生成仿真测试报告。
本发明实施例在仿真测试过程中记录并保存仿真数据，在所有测试执行完毕之后再由自动化客户端收集仿真数据并发起测试评价，保障测试过程中各程序运行的稳定性。
所述步骤S1具体包括：
S11，将智能驾驶域控制器通过DAP MiniWiggler嵌入式调试工具与第一客户端连接；其中，智能驾驶域控制器的JTAG下载接口与DAP MiniWiggler连接，DAP MiniWiggler通过USB接口与第一客户端连接；
S12，将智能驾驶域控制器通过CAN报文通信工具与第一客户端连接；
本发明实施例中，使用的CAN报文通信工具为vector VN1630A，智能驾驶域控制器通过串口接入vector VN1630A，vector VN1630A通过USB接口与第一客户端连接。
S13，通过第一客户端手动向智能驾驶域控制器烧录控制算法程序，烧录完成后重启智能驾驶域控制器；
S14，在第一客户端打开Matlab/Simulink软件，使用CAN Receive接收智能驾驶域控制器经过CAN报文通信工具传入的CAN报文数据，检查是否能够接收到智能驾驶域控制器发出的周期规律的CAN报文数据；
CAN Receive/Transmit均为Simulink软件中的模块，Simulink通过CAN Receive/Transmit实现与智能驾驶域控制器的CAN报文交互。如果S13中的控制算法程序烧录成功，智能驾驶域控制器会发出类似心跳包的周期性报文，可以在Simulink中通过CAN Receive接收CAN报文来判断智能驾驶域控制器的状态是否正常。
S15，第一客户端与第二客户端之间通过网线直连，为第一客户端和第二客户端分别配置静态IP地址，通过ping命令检测二者之间的通信连接是否正常。
所述步骤S4具体实现方式为：自动化客户端通过python的pylink库与DAPMiniWiggler的J-link接口进行通信，通过pylink的烧录命令执行智能驾驶域控制器的算法自动烧录，然后通过pylink向DAP MiniWiggler发送烧录状态查询命令，根据返回值来确认烧录是否正常完成，算法烧录完成之后，通过python-can库发送CAN报文对智能驾驶域控制器进行硬复位。据此，自动化客户端实现了对智能驾驶域控制器控制算法程序的自动烧录、烧录状态自动查询以及自动复位控制。
所述步骤S5具体包括：
S51，自动化客户端使用python的paramiko库通过SSH协议调用第二客户端中的SCPGenerator工具向VTD模块发送运行VTD、配置VTD、开始录制视频的SCP命令，VTD模块根据SCP命令对指定的测试用例场景进行仿真并进行屏幕录制；
自动化客户端在向VTD模块发送的SCP命令中指定测试用例场景文件，从而控制VTD对指定的测试用例场景文件进行仿真。
S52，自动化客户端通过Matlab共享引擎启动Matlab/Simulink，Matlab/Simulink通过UDP socket从VTD模块获取仿真信息，并使用CAN Transmit通过CAN报文通信工具将从VTD模块获取到的仿真信息发送给智能驾驶域控制器，所述仿真信息包括传感器信息、道路环境、交通参与者信息；
S53，智能驾驶域控制器运行控制算法程序，通过CAN报文通信工具将车辆控制信息发送给Matlab/Simulink；
S54，Matlab/Simulink使用CAN Receive从CAN报文通信工具接收智能驾驶域控制器发送的车辆控制信息，并将车辆控制信息发送给VTD模块，VTD模块根据车辆控制信息对测试场景中的目标车辆进行调整；
S55，测试过程中，Matlab/Simulink中的数据保存模块将仿真过程数据按时间写入.mat模块。
所述步骤S6具体包括：
S61，自动化客户端向VTD模块发送停止VTD、结束录制视频、最后画面截图命令；
为了方便区分算法及用例，可以将录制的视频保存为XXX(算法版本)_XXX(用例名称)_ XXXX(时间).mpg，并将最终状态截图保存为XXX(算法版本)_XXX(用例名称)_ XXXX(时间).jpg。
如图8所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的VTD录制的视频及截图示例图。
S62，自动化客户端通过Matlab共享引擎停止Matlab/Simulink运行；
S63，自动化客户端通过python的hdf5storage库读取Matlab/Simulink中.mat模块保存的仿真过程数据文件，并改写成.csv格式的仿真过程数据文件。
为了方便区分算法及用例，可以将仿真过程数据文件保存为XXX(算法版本)_XXX(用例名称)_ XXXX(时间).csv。
如图9所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的.csv格式的仿真过程数据文件内容示例图。
所述步骤S8具体包括：
S81，自动化客户端通过SSH协议从第二客户端拷贝所有测试用例场景仿真时录制的视频及截图到第一客户端，与第一客户端中的.csv格式的仿真过程数据文件一起发送给测试评价模块；
S82，自动化客户端调用测试评价模块根据录制的视频、截图、测试者的预期及测试过程数据进行测试评价，为每个控制算法的每个测试用例场景生成测试评价数据；
测试评价模块根据录制的视频、截图及测试过程数据文件的命名，以控制算法为单位，对该算法下的测试用例依次进行过程评价，生成评价数据。
S83，自动化客户端调用报告生成模块将测试评价模块处理的结果相结合生成可视化的测试结果报告。
如图10所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的.csv格式的仿真过程数据文件内容可视化效果示例图，报告生成模块将.csv格式的仿真过程数据文件进行可视化，插入到最终的测试报告中。
如图11所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的测试报告基本信息示例图，报告生成模块以控制算法为单位，统计各算法对应的测试用例的通过率。
如图12所示为本发明一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统和方法一实施例提供的测试报告详细信息示例图，报告生成模块在测试报告详细信息区域展示各测试用例的测试结果。
本发明的技术方案，硬件由智能驾驶域控制器、嵌入式调试工具DAPMiniWiggler、CAN报文通信工具、一台Windows PC，一台Ubuntu PC组成，智能驾驶域控制器通过嵌入式调试工具DAP MiniWiggler和CAN报文通信工具与Windows PC连接，Windows PC上部署自动化客户端、CarSim、Matlab/Simulink、测试评价模块、报告生成模块，Ubuntu PC上部署VTD仿真软件，自动化客户端通过python的pylink库实现对智能驾驶域控制器的控制算法程序自动烧录、烧录状态自动查询，通过python-can库实现对智能驾驶域控制器的硬复位，使用paramiko库通过SSH协议获取Ubuntu PC上的测试场景文件名称和VTD仿真时录制的视频及截图文件，通过SSH协议调用SCPGenerator工具向VTD模块发送SCP命令控制VTD启动仿真、录制视频、停止仿真、切换测试用例场景文件，并通过Matlab共享引擎控制Simulink的运行与停止；Simulink通过UDP socket从VTD获取仿真信息，通过CANTransmit、CAN Receive模块实现与智能驾驶域控制器的仿真数据CAN报文交互。通过本发明的技术方案，借助少数几个硬件设备，结合各种仿真软件及软件库，即可实现对智能驾驶域控制器HIL仿真测试的算法程序自动烧录、测试用例自动执行、过程录像、测试评价、报告生成的全流程自动化进行。实施本发明的技术方案，测试设备成本低、搭建过程简易、测试过程自动无需值守、测试结果真实有效、实用性强，对于加快智能驾驶域控制器的测试进程有着重大的意义。
以上仅为本发明的具体实施方式，不能以此来限定本发明的范围，本技术领域内的一般技术人员根据本创作所作的均等变化，以及本领域内技术人员熟知的改变，都应仍属本发明涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统，其特征在于：所述系统包括智能驾驶域控制器、嵌入式调试工具、CAN报文通信工具、第一客户端、第二客户端；所述第一客户端为Windows PC，包括自动化测试管理模块、CarSim模块、Matlab/Simulink模块、测试评价模块、报告生成模块；所述第二客户端为Ubuntu PC，包括VTD模块、SSH服务器模块；所述第一客户端与第二客户端通信连接；
所述自动化测试管理模块，用于运行自动化客户端，控制智能驾驶域控制器HIL仿真测试的全流程自动化进行，具体包括：向智能驾驶域控制器烧录控制算法程序；向VTD模块发送控制命令，控制VTD模块进行测试用例场景的仿真、视频录制及截图；切换测试用例场景及智能驾驶域控制器算法；在所有测试执行完毕之后收集测试数据、启动测试评价和报告生成；
所述Carsim模块，用于运行Carsim，在Carsim中加载车辆动力学模型，将模型发送到与Simulink的接口并打开Matlab/Simulink软件；
所述Matlab/Simulink模块，用于运行Simulink仿真控制模型，从VTD模块获取仿真信息发送给智能驾驶域控制器，并将智能驾驶域控制器输出的车辆控制信息发送给VTD模块，所述Matlab/Simulink模块与VTD模块基于UDP数据通信连接；
所述智能驾驶域控制器，用于运行控制器算法程序，根据Matlab/Simulink模块传递的仿真信息输出车辆控制信息；
所述嵌入式调试工具为DAP MiniWiggler，智能驾驶域控制器的JTAG下载接口通过所述DAP MiniWiggler与第一客户端电性连接，所述自动化客户端使用python的pylink库的烧录命令和烧录状态查询命令，通过所述DAP MiniWiggler的J-Link接口对智能驾驶域控制器进行控制算法程序自动烧录及烧录状态自动查询；
所述智能驾驶域控制器经CAN报文通信工具与第一客户端电性连接，自动化客户端完成智能驾驶域控制器的算法烧录之后，使用python的python-can库通过CAN报文通信工具对智能驾驶域控制器进行硬复位；在仿真运行过程中，Matlab/Simulink模块使用CANReceive、CAN Transmit与智能驾驶域控制器进行CAN报文形式的仿真数据交互；
所述VTD模块，用于运行VTD仿真软件，接收所述自动化客户端发送的控制命令，根据所述控制命令启动、配置VTD、启动仿真、录制视频、停止仿真；
所述SSH服务器模块，用于为第二客户端提供SSH访问服务，所述自动化客户端使用python的paramiko库通过SSH协议从第二客户端获取测试场景文件名称和VTD仿真时录制的视频及截图文件，并调用第二客户端的SCPGenerator工具向VTD模块发送SCP命令。
2.根据权利要求1所述的智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统，其特征在于：
所述测试评价模块，用于在所有测试结束之后，在自动化客户端的触发下，根据录制的视频、截图、测试者的预期及测试过程数据进行测试评价。
3.根据权利要求1所述的智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统，其特征在于：
所述报告生成模块，用于根据测试评价模块输出的测试评价结果生成可视化的测试结果报告。
4.根据权利要求1所述的智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统，其特征在于：所述CAN报文通信工具为vector VN1630A，智能驾驶域控制器通过串口接入vector VN1630A。
5.一种智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试方法，其特征在于，所述仿真测试方法基于权利要求1-4中任一项权利要求所述的智能驾驶域控制器自动化HIL仿真测试系统实现，所述仿真测试方法包括以下步骤：
S1，搭建智能驾驶域控制器、第一客户端、第二客户端之间的硬件连接链路，调试各节点间的数据链路；
S2，在Carsim中加载车辆动力学模型，将模型发送到与Simulink的接口并打开Matlab/Simulink软件；
S3，自动化客户端使用paramiko库通过SSH协议向第二客户端发送VTD启动命令；
S4，自动化客户端从第一客户端获取待测算法列表，并按照待测算法列表对智能驾驶域控制器进行控制算法程序自动烧录及自动硬复位；
S5，自动化客户端根据预设的控制算法与测试用例场景的映射关系，启动当前算法测试用例场景的仿真，记录仿真数据；
S6，自动化客户端根据预设的测试用例场景的执行时长，结束当前测试用例场景的仿真，保存仿真数据；
S7，自动化客户端判断当前控制算法对应的测试用例场景是否已经执行完毕，如果没有，跳转到S5；如果执行完毕但是尚有控制算法没有测试完成，跳转到S4；如果所有控制算法都已测试完毕，跳转到S8；
S8，自动化客户端收集仿真数据，调用测试评价模块进行测试评价，然后调用报告生成模块生成仿真测试报告。
6.根据权利要求5所述的智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11，将智能驾驶域控制器通过DAP MiniWiggler嵌入式调试工具与第一客户端连接；
S12，将智能驾驶域控制器通过CAN报文通信工具与第一客户端连接；
S13，通过第一客户端手动向智能驾驶域控制器烧录控制算法程序，烧录完成后重启智能驾驶域控制器；
S14，在第一客户端打开Matlab/Simulink软件，使用CAN Receive接收智能驾驶域控制器经过CAN报文通信工具传入的CAN报文数据，检查是否能够接收到智能驾驶域控制器发出的周期规律的CAN报文数据；
S15，第一客户端与第二客户端之间通过网线直连，为第一客户端和第二客户端分别配置静态IP地址，通过ping命令检测二者之间的通信连接是否正常。
7.根据权利要求5所述的智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试方法，其特征在于，所述步骤S4具体实现方式为：自动化客户端通过python的pylink库与DAP MiniWiggler的J-link接口进行通信，通过pylink的烧录命令执行智能驾驶域控制器的算法自动烧录，然后通过pylink向DAP MiniWiggler发送烧录状态查询命令，根据返回值来确认烧录是否正常完成，算法烧录完成之后，通过python-can库发送CAN报文对智能驾驶域控制器进行硬复位。
8.根据权利要求5所述的智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
S51，自动化客户端使用python的paramiko库通过SSH协议调用第二客户端中的SCPGenerator工具向VTD模块发送运行VTD、配置VTD、开始录制视频的SCP命令，VTD模块根据SCP命令对指定的测试用例场景进行仿真并进行屏幕录制；
S52，自动化客户端通过Matlab共享引擎启动Matlab/Simulink，Matlab/Simulink通过UDP socket从VTD模块获取仿真信息，并使用CAN Transmit通过CAN报文通信工具将从VTD模块获取到的仿真信息发送给智能驾驶域控制器，所述仿真信息包括传感器信息、道路环境、交通参与者信息；
S53，智能驾驶域控制器运行控制算法程序，通过CAN报文通信工具将车辆控制信息发送给Matlab/Simulink；
S54，Matlab/Simulink使用CAN Receive从CAN报文通信工具接收智能驾驶域控制器发送的车辆控制信息，并将车辆控制信息发送给VTD模块，VTD模块根据车辆控制信息对测试场景中的目标车辆进行调整；
S55，测试过程中，Matlab/Simulink中的数据保存模块将仿真过程数据按时间写入.mat模块。
9.根据权利要求8所述的智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：
S61，自动化客户端向VTD模块发送停止VTD、结束录制视频、最后画面截图命令；
S62，自动化客户端通过Matlab共享引擎停止Matlab/Simulink运行；
S63，自动化客户端通过python的hdf5storage库读取Matlab/Simulink中.mat模块保存的仿真过程数据文件，并改写成.csv格式的仿真过程数据文件。
10.根据权利要求9所述的智能驾驶域控制器的自动化HIL仿真测试方法，其特征在于，所述步骤S8具体包括：
S81，自动化客户端通过SSH协议从第二客户端拷贝所有测试用例场景仿真时录制的视频及截图到第一客户端，与第一客户端中的.csv格式的仿真过程数据文件一起发送给测试评价模块；
S82，自动化客户端调用测试评价模块根据录制的视频、截图、测试者的预期及测试过程数据进行测试评价，为每个控制算法的每个测试用例场景生成测试评价数据；
S83，自动化客户端调用报告生成模块将测试评价模块处理的结果相结合生成可视化的测试结果报告。
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