車載信息娛樂系統(tǒng)品質(zhì)提升之路

1. 概述

伴隨汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，車載信息娛樂系統(tǒng)正成為汽車智能化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在為廣大消費(fèi)者提供更高級(jí)的舒適性、娛樂性和信息性的同時(shí)，車載信息娛樂系統(tǒng)作為整車高附加值的電子產(chǎn)品在汽車?yán)锼嫉谋戎卦絹碓酱?且集成的功能由單純的音響設(shè)備、CD設(shè)備、收音機(jī)設(shè)備逐漸擴(kuò)展為影像娛樂、汽車導(dǎo)航、無線通訊等于一體的多媒體信息交互設(shè)備。

圖1 信息娛樂系統(tǒng)功能概述

從圖中可以看出，一個(gè)車載信息娛樂系統(tǒng)擁有音頻播放、視頻圖像播放、廣播、導(dǎo)航、藍(lán)牙、語音識(shí)別、手機(jī)通信等功能，同時(shí)車載信息娛樂系統(tǒng)作為整車電氣及網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著顯示和反饋整車狀態(tài)與信息的作用。

2. 測(cè)試需求

如上所述，車載信息娛樂設(shè)備在整車中所扮演的重要角色，為駕駛者提供了最直觀的車輛舒適性、娛樂性與品質(zhì)感受。但當(dāng)前受測(cè)試技術(shù)、手段與條件短板的制約，車載信息娛樂系統(tǒng)較其他傳統(tǒng)電控單元，其功能與性能仍存在諸多問題，如：音頻播放的爆破音、觸摸屏響應(yīng)遲緩、交互界面顯示錯(cuò)誤、導(dǎo)航定位精度低、語音識(shí)別準(zhǔn)確低等問題，均制約了信息娛樂的品質(zhì)提升與用戶感受。

因此，必須在產(chǎn)品開發(fā)階段，針對(duì)每一樣功能都需進(jìn)行功能和性能級(jí)別的測(cè)試。信息娛樂系統(tǒng)功能涉及人機(jī)交互、音視頻信號(hào)、無線信號(hào)、硬線信號(hào)及總線信號(hào)等多種技術(shù)集成，故在實(shí)驗(yàn)室條件下的測(cè)試需求涉及面廣、且繁復(fù)多樣。如下圖所示為車載信息娛樂系統(tǒng)各項(xiàng)功能、性能的基本測(cè)試需求。

圖2 信息娛樂系統(tǒng)測(cè)試需求

如圖列出幾種信息娛樂系統(tǒng)測(cè)試內(nèi)容如：

1. 針對(duì)人機(jī)交互既有畫面流轉(zhuǎn)、字符識(shí)別功能性測(cè)試，又包含圖像亮度、色度、信噪比等性能級(jí)別等測(cè)試;

2. 針對(duì)音頻系統(tǒng)有音頻輸出功能驗(yàn)證，音頻性能、及功放性能等測(cè)試;

3. 針對(duì)USB功能的數(shù)據(jù)讀寫、設(shè)備識(shí)別、充電電流等測(cè)試;

4. 針對(duì)收音機(jī)系統(tǒng)有FM/AM接收功能測(cè)試，及FM/AM調(diào)頻性能等測(cè)試;

5. 針對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)試有定位精度、定位時(shí)間、收星能力的測(cè)試等;

6. 針對(duì)藍(lán)牙功的手機(jī)互聯(lián)功能測(cè)試，又包含發(fā)射與接收性能等測(cè)試。

綜上，信息娛樂系統(tǒng)測(cè)試需求涉及面廣，繁復(fù)多樣，測(cè)試耗時(shí)耗力，面對(duì)這樣的測(cè)試挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)測(cè)試效率低下，耗時(shí)、耗人力，已不能滿足現(xiàn)代化自動(dòng)測(cè)試的需求，需要有一個(gè)測(cè)試功能全面，自動(dòng)化集成化程度高的軟硬件平臺(tái)，解決車載信息娛樂系統(tǒng)在品質(zhì)提升之路上的測(cè)試挑戰(zhàn)。

3. 解決方案

恒潤(rùn)科技基于機(jī)器視覺、機(jī)器人與硬件在環(huán)仿真技術(shù)開發(fā)的車載娛樂信息測(cè)試系統(tǒng)，用于車載娛樂系統(tǒng)功能和性能項(xiàng)目的測(cè)試，利用測(cè)試系統(tǒng)模擬車載娛樂系統(tǒng)所需的有線和無線信號(hào)，達(dá)到在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境模擬車載娛樂系統(tǒng)真實(shí)使用環(huán)境的目的。測(cè)試設(shè)備還可模擬車載娛樂系統(tǒng)的各種操作控制信號(hào)(包括觸摸屏、線控、按鍵和語音)，自動(dòng)執(zhí)行各種功能和性能的測(cè)試腳本，并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。

圖3 信息娛樂測(cè)試系統(tǒng)方案

如上圖所示，測(cè)試系統(tǒng)為車載信息娛樂系統(tǒng)提供了閉環(huán)的測(cè)試環(huán)境：

1. 輸入信號(hào)仿真

a) 硬線信號(hào)模擬

b) 總線信號(hào)模擬

c) 觸控操作仿真

d) 語音信號(hào)模擬

e) 射頻信號(hào)模擬

2. 輸出信號(hào)采集與測(cè)試

a) 硬線信號(hào)采集

b) 總線信號(hào)解析

c) 圖像信號(hào)特征提取

d) 音頻信號(hào)分析

e) 射頻信號(hào)接收與分析

實(shí)現(xiàn)了對(duì)車載多媒體設(shè)備工作環(huán)境的模擬與仿真，系統(tǒng)通過提供機(jī)器人觸控，圖像采集等，代替人工對(duì)信息娛樂系統(tǒng)的操作與觀察記錄，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室條件的自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境，為車載信息娛樂系統(tǒng)的功能的開發(fā)和性能測(cè)試提供了有利支持和手段。

3.1. 觸控操作仿真

系統(tǒng)集成6自由度工業(yè)機(jī)器人，用戶無需編程，即可完成對(duì)車載信息娛樂設(shè)備的各種觸控操作設(shè)置，如機(jī)械按鍵、旋鈕、觸屏、雙擊、拖拽等動(dòng)作。并包含豐富的參數(shù)配置，可設(shè)置觸控次數(shù)、接觸時(shí)間、旋轉(zhuǎn)角度等。

圖4 機(jī)械手觸控仿真

3.2. 界面圖像識(shí)別

系統(tǒng)基于機(jī)器視覺代替人眼識(shí)別功能，軟件通過圖像采集及分析功能，能夠?qū)π畔蕵废到y(tǒng)顯示界面的圖形符號(hào)、字符數(shù)字、指針、顏色亮度等進(jìn)行有效識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)人機(jī)交互畫面流轉(zhuǎn)、信息顯示、特征判定等的測(cè)試需要。

如下圖所示，系統(tǒng)拍攝待測(cè)屏幕獲取圖像信息，在預(yù)期區(qū)域內(nèi)獲取圖像特征信息，如“101.9”、“快進(jìn)箭頭”等，作為判定依據(jù)。

圖5 圖像特性識(shí)別

3.3. 常規(guī)信號(hào)模擬與采集

系統(tǒng)基于硬件在環(huán)技術(shù)，可模擬和采集基于硬線及總線形式的各類傳感器、執(zhí)行器信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)虛擬節(jié)點(diǎn)等，構(gòu)成待測(cè)控制器所需的虛擬車輛環(huán)境，而無需在真實(shí)的汽車或原型上進(jìn)行。這種測(cè)試系統(tǒng)性強(qiáng)，安全可靠，即使測(cè)試中超過極限條件，也不會(huì)造成任何損壞，且易于重現(xiàn)待測(cè)控制器的錯(cuò)誤。簡(jiǎn)化了測(cè)試流程，提高了測(cè)試的效率。

圖6 硬件在環(huán)測(cè)試

3.4. 射頻信號(hào)仿真與分析[!--empirenews.page--]

本系統(tǒng)特針對(duì)信息娛樂系統(tǒng)基于無線射頻功能(如廣播、導(dǎo)航、通訊等)方面新需求的不斷提出，基于PXI平臺(tái)的PXI射頻信號(hào)發(fā)生與分析板卡，能夠輕松、靈活的實(shí)現(xiàn)對(duì)車載Bluetooh、GPS、FM/AM、2G/3G/4G、Wifi等無線射頻制式信號(hào)的仿真與分析，滿足以下性能參數(shù)的測(cè)試需要：

圖7 射頻信號(hào)測(cè)試

1. FM/AM廣播測(cè)試指標(biāo)

a) 頻率范圍

b) 中頻頻率

c) 有限噪聲靈敏度

d) 信噪比

e) 鎖臺(tái)靈敏度

f) 俘獲比

g) ……

3. 導(dǎo)航信號(hào)測(cè)試指標(biāo)

a) 啟動(dòng)時(shí)間

b) 位置偏差

c) 重新捕獲時(shí)間

d) 定位精度

e) 捕獲靈敏度

f) 接收頻率

g) ……

2. 藍(lán)牙信號(hào)測(cè)試指標(biāo)

a) 輸出功率

b) 功率密度

c) 頻率范圍

d) 20dB帶寬

e) 初始載波率漂移

f) 單時(shí)隙靈敏度

g) ……

4. 網(wǎng)絡(luò)通訊信號(hào)測(cè)試指標(biāo)

a) 發(fā)生功率

b) 突發(fā)脈沖

c) 相位誤差

d) 幅度誤差

e) 接收誤碼率

f) 頻率誤差

g) ……

5. WIFI信號(hào)測(cè)試指標(biāo)

a) 發(fā)射功率

b) 中心頻率誤差

c) 時(shí)鐘頻率誤差

d) 上升沿/下降沿時(shí)間

e) EVM

f) 接收靈敏度

g) ……

4. 自動(dòng)測(cè)試

系統(tǒng)具備支持自動(dòng)化測(cè)的功能，上位機(jī)通過運(yùn)行自動(dòng)化程序，可控制測(cè)試設(shè)備的所有功能;可通過拖拽動(dòng)作指令的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試流程的設(shè)計(jì)、編寫和管理，通過與其它軟件的鏈接，實(shí)現(xiàn)測(cè)試流程的自動(dòng)運(yùn)行和管理;可實(shí)現(xiàn)測(cè)試用例的圖形化編輯。能夠?yàn)闇y(cè)試人員提供以下便利：

1. 拖拉開發(fā)模式,免除編程困擾;

2. 根據(jù)需要任意配置測(cè)試用例與數(shù)量;

3. 管理大型的測(cè)試項(xiàng)目、數(shù)據(jù)和結(jié)果;

4. 支持繁復(fù)的回歸測(cè)試，提高測(cè)試效率;

5. 自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，便于記錄與測(cè)試結(jié)果分析;

6. 解放測(cè)試人員，提高測(cè)試效率與質(zhì)量。

圖8 自動(dòng)測(cè)試序列運(yùn)行

圖9 自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告

5. 結(jié)束

恒潤(rùn)車載娛樂信息測(cè)試系統(tǒng)由上位機(jī)系統(tǒng)與軟件、信號(hào)仿真與分析系統(tǒng)、機(jī)器人手臂與機(jī)器視覺交互系統(tǒng)組成，基于硬件在環(huán)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車載娛樂系統(tǒng)閉環(huán)仿真信號(hào)的模擬，通過控制機(jī)器人手臂與基于機(jī)器視覺的圖像處理，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互與反饋，為用戶在產(chǎn)品開發(fā)階段有效節(jié)約了成本，縮短了開發(fā)周期。

本測(cè)試解決方案具備如下特點(diǎn)：

1. 實(shí)驗(yàn)室條件下仿真車載信息系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)境;

2. 柔性化、多自由度機(jī)器人觸控操作;

3. 模塊化射頻信號(hào)矢量模擬與分析;

4. 設(shè)備可靠性高，集成度好，易于使用與配置，便于維護(hù)和擴(kuò)展;

5. 強(qiáng)大的測(cè)試自動(dòng)化功能，極大提高測(cè)試質(zhì)量與效率 。