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重要環(huán)節(jié)。在為廣大消費者提供更高級的舒適性、娛樂性和信息性的同時，車載信息娛樂系統(tǒng)作為整車高附加值的電子產(chǎn)品在汽車里所占的比重越來越大,且集成的功能由單純的音響設備、CD設備、收音機設備逐漸擴展為影像娛樂、汽車導航、無線通訊等于一體的多媒體信息交互設備。
圖1 信息娛樂系統(tǒng)功能概述
從圖中可以看出，一個車載信息娛樂系統(tǒng)擁有音頻播放、視頻圖像播放、廣播、導航、藍牙、語音識別、手機通信等功能，同時車載信息娛樂系統(tǒng)作為整車電氣及網(wǎng)絡的一個結點，擔負著顯示和反饋整車狀態(tài)與信息的作用。
2. 測試需求
如上所述，車載信息娛樂設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、娛樂性與品質感受。但當前受測試技術、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、觸摸屏響應遲緩、交互界面顯示錯誤、導航定位精度低、語音識別準確低等問題，均制約了信息娛樂的品質提升與用戶感受。
因此，必須在產(chǎn)品開發(fā)階段，針對每一樣功能都需進行功能和性能級別的測試。信息娛樂系統(tǒng)功能涉及人機交互、音視頻信號、無線信號、硬線信號及總線信號等多種技術集成，故在實驗室條件下的測試需求涉及面廣、且繁復多樣。如下圖所示為車載信息娛樂系統(tǒng)各項功能、性能的基本測試需求。
圖2 信息娛樂系統(tǒng)測試需求
如圖列出幾種信息娛樂系統(tǒng)測試內(nèi)容如：
1. 針對人機交互既有畫面流轉、字符識別功能性測試，又包含圖像亮度、色度、信噪比等性能級別等測試;
2. 針對音頻系統(tǒng)有音頻輸出功能驗證，音頻性能、及功放性能等測試;
3. 針對USB功能的數(shù)據(jù)讀寫、設備識別、充電電流等測試;
4. 針對收音機系統(tǒng)有FM/AM接收功能測試，及FM/AM調(diào)頻性能等測試;
5. 針對導航系統(tǒng)的測試有定位精度、定位時間、收星能力的測試等;
6. 針對藍牙功的手機互聯(lián)功能測試，又包含發(fā)射與接收性能等測試。
綜上，信息娛樂系統(tǒng)測試需求涉及面廣，繁復多樣，測試耗時耗力，面對這樣的測試挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)測試效率低下，耗時、耗人力，已不能滿足現(xiàn)代化自動測試的需求，需要有一個測試功能全面，自動化集成化程度高的軟硬件平臺，解決車載信息娛樂系統(tǒng)在品質提升之路上的測試挑戰(zhàn)。
3. 解決方案
恒潤科技基于機器視覺、機器人與硬件在環(huán)仿真技術開發(fā)的車載娛樂信息測試系統(tǒng)，用于車載娛樂系統(tǒng)功能和性能項目的測試，利用測試系統(tǒng)模擬車載娛樂系統(tǒng)所需的有線和無線信號，達到在實驗室環(huán)境模擬車載娛樂系統(tǒng)真實使用環(huán)境的目的。測試設備還可模擬車載娛樂系統(tǒng)的各種操作控制信號(包括觸摸屏、線控、按鍵和語音)，自動執(zhí)行各種功能和性能的測試腳本，并自動生成測試報告。
圖3 信息娛樂測試系統(tǒng)方案
如上圖所示，測試系統(tǒng)為車載信息娛樂系統(tǒng)提供了閉環(huán)的測試環(huán)境：
1. 輸入信號仿真
a) 硬線信號模擬
b) 總線信號模擬
c) 觸控操作仿真
d) 語音信號模擬
e) 射頻信號模擬
2. 輸出信號采集與測試
a) 硬線信號采集
b) 總線信號解析
c) 圖像信號特征提取
d) 音頻信號分析
e) 射頻信號接收與分析
實現(xiàn)了對車載多媒體設備工作環(huán)境的模擬與仿真，系統(tǒng)通過提供機器人觸控，圖像采集等，代替人工對信息娛樂系統(tǒng)的操作與觀察記錄，實現(xiàn)了在實驗室條件的自動化測試環(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)機器人，用戶無需編程，即可完成對車載信息娛樂設備的各種觸控操作設置，如機械按鍵、旋鈕、觸屏、雙擊、拖拽等動作。并包含豐富的參數(shù)配置，可設置觸控次數(shù)、接觸時間、旋轉角度等。
圖4 機械手觸控仿真
3.2. 界面圖像識別
系統(tǒng)基于機器視覺代替人眼識別功能，軟件通過圖像采集及分析功能，能夠對信息娛樂系統(tǒng)顯示界面的圖形符號、字符數(shù)字、指針、顏色亮度等進行有效識別，實現(xiàn)對人機交互畫面流轉、信息顯示、特征判定等的測試需要。
如下圖所示，系統(tǒng)拍攝待測屏幕獲取圖像信息，在預期區(qū)域內(nèi)獲取圖像特征信息，如“101.9”、“快進箭頭”等，作為判定依據(jù)。
圖5 圖像特性識別
3.3. 常規(guī)信號模擬與采集
系統(tǒng)基于硬件在環(huán)技術，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，網(wǎng)絡虛擬節(jié)點等，構成待測控制器所需的虛擬車輛環(huán)境，而無需在真實的汽車或原型上進行。這種測試系統(tǒng)性強，安全可靠，即使測試中超過極限條件，也不會造成任何損壞，且易于重現(xiàn)待測控制器的錯誤。簡化了測試流程，提高了測試的效率。
圖6 硬件在環(huán)測試
3.4. 射頻信號仿真與分析[!--empirenews.page--]
本系統(tǒng)特針對信息娛樂系統(tǒng)基于無線射頻功能(如廣播、導航、通訊等)方面新需求的不斷提出，基于PXI平臺的PXI射頻信號發(fā)生與分析板卡，能夠輕松、靈活的實現(xiàn)對車載Bluetooh、GPS、FM/AM、2G/3G/4G、Wifi等無線射頻制式信號的仿真與分析，滿足以下性能參數(shù)的測試需要：
圖7 射頻信號測試
1. FM/AM廣播測試指標
a) 頻率范圍
b) 中頻頻率
c) 有限噪聲靈敏度
d) 信噪比
e) 鎖臺靈敏度
f) 俘獲比
g) ……
3. 導航信號測試指標
a) 啟動時間
b) 位置偏差
c) 重新捕獲時間
d) 定位精度
e) 捕獲靈敏度
f) 接收頻率
g) ……
2. 藍牙信號測試指標
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) 單時隙靈敏度
g) ……
4. 網(wǎng)絡通訊信號測試指標
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信號測試指標
a) 發(fā)射功率
b) 中心頻率誤差
c) 時鐘頻率誤差
d) 上升沿/下降沿時間
e) EVM
f) 接收靈敏度
g) ……
4. 自動測試
系統(tǒng)具備支持自動化測的功能，上位機通過運行自動化程序，可控制測試設備的所有功能;可通過拖拽動作指令的操作，實現(xiàn)對測試流程的設計、編寫和管理，通過與其它軟件的鏈接，實現(xiàn)測試流程的自動運行和管理;可實現(xiàn)測試用例的圖形化編輯。能夠為測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)需要任意配置測試用例與數(shù)量;
3. 管理大型的測試項目、數(shù)據(jù)和結果;
4. 支持繁復的回歸測試，提高測試效率;
5. 自動生成測試報告，便于記錄與測試結果分析;
6. 解放測試人員，提高測試效率與質量。
圖8 自動測試序列運行
圖9 自動生成測試報告
5. 結束
恒潤車載娛樂信息測試系統(tǒng)由上位機系統(tǒng)與軟件、信號仿真與分析系統(tǒng)、機器人手臂與機器視覺交互系統(tǒng)組成，基于硬件在環(huán)仿真技術實現(xiàn)了車載娛樂系統(tǒng)閉環(huán)仿真信號的模擬，通過控制機器人手臂與基于機器視覺的圖像處理，實現(xiàn)了人機交互與反饋，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。
本測試解決方案具備如下特點：
1. 實驗室條件下仿真車載信息系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)境;
2. 柔性化、多自由度機器人觸控操作;
3. 模塊化射頻信號矢量模擬與分析;
4. 設備可靠性高，集成度好，易于使用與配置，便于維護和擴展;
5. 強大的測試自動化功能，極大提高測試質量與效率 。
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