智能座艙域控制器功能自動化測試方案

1、背景

智能座艙是當前汽車行業開發設計和差異化競爭的焦點，當前智能座艙控制器多為整合了傳統IPK、HMI、HUD、DMS等若干控制器之后的“一機多屏”的復雜系統。在軟件架構上，多操作系統也是其一大特點，如整合安卓和QNX系統是最常見的方案，而在硬件接口上通常是車載以太網、CAN/CAN FD以及LVDS等。

座艙域控制器由于自身特點，其功能測試用例多達幾萬條甚至十幾萬條，完全依靠傳統手動測試，需要投入大量的人力資源，難以滿足越來越短的項目開發周期和軟件快速迭代的需求。為了提高測試效率，需采用自動化/半自動化的方式以完成座艙域控制器的功能測試。

2、測試內容分析

從智能座艙域部件級的功能測試角度來看，主要聚焦如下幾方面的測試：

a）車輛和環境信息顯示功能：中控、儀表、HUD、流媒體后視鏡、電子后視鏡、A柱等顯示交互

b）娛樂、瀏覽功能：本地和在線的媒體播放、游戲以及文檔和網頁瀏覽閱讀等

c）配置、設置和控制功能：個人賬戶、車輛/駕駛信息設置、APP安裝/卸載等

d）AR導航、環視、后視、夜視等功能

e）車內監測：駕駛員/乘員頭、臉、眼監測功能和健康監測

f）交互功能：語音交互、手勢控制

g）用戶APP在線和離線服務功能

h）連接功能：藍牙、WiFi、USB，4G/5G等

3、測試系統框架

從座艙自動化測試系統的角度，可將滿足智能座艙測試系統劃分為如下幾個主要的功能模塊：

a）常規的車載網絡和IO仿真采集及故障注入

b）UE仿真及監測

c）圖像仿真及UI監測

d）語音仿真及識別

e）無線信號相關的仿真

完整測試系統示意圖如下所示，本文將重點介紹基于Eggplant實現UE仿真及UI監測的流程和基本方法及各種主流方案的對比。

圖1：測試系統框圖

4、基于Eggplant的自動化測試簡介

（1）軟件及方案框架

Eggplant是TestPlant公司研發的一款黑盒自動化測試工具，通過VNC/RDP傳輸協議連接PC和DUT，可跨平臺（Linux、Mac、ISO、QNX、安卓和 Windows）使用。其基于圖像和OCR算法實現對DUT圖像監測，方便訪問圖像的各種狀態（顏色及亮度），同時支持在使用Flash的動態環境中運行?？赏ㄟ^記錄用戶操作流程，自動生成測試腳本。且集成的SenseTalk語言，面向非開發人員，測試者無需了解底層代碼和架構，簡單易用。

支持與Vector CANoe集成，通過CANoe發送操作指令，執行結果自動生成HTML格式方便查看。

圖2：CANoe+vTESTstudio+Eggplant整體方案框架

（2）實現流程概述

本次以安卓系統的DUT為例，進行CANoe、vTESTstudio、Eggplant聯合調試，調試過程主要分為如下步驟：

a）測試系統與DUT連接設置

打開DUT調試權限，連接PC，對安卓系統進行連接設置，生成Server端的IP地址和端口號，用于在Eggplant軟件中對DUT進行連接。

圖3：連接效果圖

b）Eggplant測試工程創建

使用Eggplant進行UE仿真及UI監測底層腳本編寫、運行并執行測試。使用Eggplant中的Log功能，對測試結果進行記錄。

圖4：Eggplant運行界面展示

c）CANoe對Eggplant測試工程調用

根據Eggplant軟件提供的API，使用CANoe軟件對Eggplant測試工程進行調用。在CANoe工程中需填寫Eggplant測試工程相關信息，如：軟件安裝地址、測試工程存儲地址、端口號和密碼等信息。

圖5：在CANoe工程中配置Eggplant測試工程信息

d）“對手件”的仿真實現（可選）

針對基于SOA實現的座艙域控制器，需仿真與之交互的“對手件”，如車輛域控制器、自動駕駛域控制器、網聯控制器，針對此需求，可以借助新版CANoe對SOME/IP、MQTT等協議的支持，通過導入數據庫（如.arxml）等方式高效的完成SOA應用的仿真，以我們的經驗來看，基于CANoe實現該仿真更為高效和專業。

e）測試用例實現

基于vTESTstudio軟件圖形化編程方式實現測試腳本編寫，編譯生成可執行文件，導入到CANoe中進行測試執行。

圖6：基于vTESTstudio實現測試腳本編寫

f）測試執行與分析

通過CANoe對Eggplant測試結果進行讀取和判斷，并將原始圖像等打印在測試報告中，便于對測試問題進行分析。

圖7：測試報告樣式

（3）DEMO示例

由于真實DUT造型和顯示界面涉密原因，如下視頻以基于安卓手機為對象的調試作為示例。

視頻1：CANoe和Eggplant UE仿真及UI監測自動化測試效

5、方案對比

（1）UE仿真測試方案對比

UE仿真是為模擬用戶操控，如軟按鍵單擊/雙擊、屏幕滑動，其難點：

a.適配多級窗口操作

b.操作界面設計變更后和被操作對象更換后的重新適配

c.實現特殊操控方式，如多指點擊/滑動、兩指縮放

表1：UE仿真測試方案對比

（2）UI和UE監測測試方案對比簡介

UI和UE監測用以判斷功能邏輯正確性和性能，其難點：

a.多屏互動

b.顯示風格切換、APP動態加載識別適配

c.動態閃爍類圖標監測、屏幕響應時間監測

表2：UI和UE監測測試方案對比

6、總結

從早期儀表/中控至現在的智能座艙，對其自動化測試的嘗試，已有十多年的時間，當下的被測對象更為復雜，測試方案不斷升級，測試要求也不斷提高，此時需要我們從測試需求本源，結合座艙域控制器的特點，進行理性分析或復盤。我們需要自動化但不一味追求全自動化，需要細分不同測試功能，其測試工作的資源消耗，其自動化的可行性和適應性，其投入產出比等多重因素下進行綜合考慮。

北匯信息在智能座艙領域相關的部件、系統、實車的測試規范/用例開發、測試實施和測試系統搭建已有近十年的積累，可提供“組合式”的技術方案和合作模式，以期達到在測試效果和效率、性價比之間的平衡。此次選擇TestPlant的Eggplant軟件作為新的嘗試，并對相關仿真和監測方案做了簡要的比對，希望可以給大家一定的參考和啟發。最后，十分感謝TestPlant公司（Keysight）和Vector公司的同仁伙伴們給予的大力支持。

參考文獻

[1] Vector - Eggplant integration.pdf

[2]基于Eggplant的Mac_OS_X平臺上軟件自動測試_鄧迎秋.pdf

[3] http://docs.eggplantsoftware.com

[4] GUI-Testing_HanserAutomotive_201706_PressArticle_EN.pdf