车辆硬件模拟测试系统、方法、车辆和存储介质与流程

1.本发明涉及汽车测试技术领域。具体而言，本发明涉及车辆硬件模拟测试系统、方法、车辆和存储介质。


背景技术：

2.目前，大部分智能车辆的v2x（vehicle to everything，车辆到万物）场景测试方案是通过使用支持v2x its（intelligent transportation system，智能运输系统）协议栈的仪表、配合交通仿真软件实现的。
3.大部分这样的测试方案基于仪表与dut（device under testing，被测设备）馈线直连的方式进行测试，无法实现稳定的v2x空口连接，因此通常无法覆盖v2x空口测试。此外，这样的测试方案中的一套仪表通常只采用一种v2x its协议栈，在需要进行其他协议栈的一致性测试的情况下，可能需定制化台架或者重新采购台架。
4.在另外的方面，现有的自动化cicd（持续集成、持续交付、持续部署）与各企业的测试平台对接困难；对诸如仪表之类的硬件投入较高，且不可供多测试台架同时使用。而且，通常每套测试台架要配合一套交通场景仿真软件进行操作，对仿真软件依赖高，难以实现集群测试。


技术实现要素：

5.根据本发明的一方面，提供一种车辆硬件模拟测试系统，其包括：测试数据生成单元，其配置成生成关于测试场景的模拟测试数据；测试管理单元，其配置成基于模拟测试数据生成并管理测试任务；以及测试台架，其配置成基于测试任务，对模拟设备、被测设备以及测试仪表进行控制，其中，模拟设备基于模拟测试数据生成车辆硬件模拟测试的网络环境。
6.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试系统中，测试管理单元还配置成对多个测试台架和测试任务进行管理。
7.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试系统中，模拟测试数据包括车辆模型数据和场景模型数据。
8.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试系统中，所生成的模拟测试数据被存储于用作测试场景库的存储装置中。
9.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试系统中，测试管理单元还配置成：基于从测试场景库获取的模拟测试数据来生成并管理测试任务。
10.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试系统中，测试管理单元还配置成执行以下各项中的至少一项：测试集管理、测试任务管理、测试报告管理、台架配置管理、测试日志管理、场景配置管理、测试脚本管理、账号管理。
11.根据本发明的另一方面，提供一种车辆硬件模拟测试方法，其包括以下步骤：测试
数据生成步骤，生成关于测试场景的模拟测试数据；测试管理步骤，基于模拟测试数据生成并管理测试任务；以及测试执行步骤，利用测试台架、基于测试任务，对模拟设备、被测设备以及测试仪表进行控制，其中，模拟设备基于模拟测试数据生成车辆硬件模拟测试的网络环境。
12.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试方法中，测试管理步骤还包括对多个测试台架和测试任务进行管理。
13.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试方法中，模拟测试数据包括车辆模型数据和场景模型数据。
14.作为以上方案的替代或补充，根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试方法还包括：将所生成的模拟测试数据存储于用作测试场景库的存储装置中。
15.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试方法中，测试管理步骤还包括：基于从测试场景库获取的模拟测试数据来生成并管理测试任务。
16.作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆硬件模拟测试方法中，测试管理步骤还包括以下各项中的至少一项：测试集管理、测试任务管理、测试报告管理、台架配置管理、测试日志管理、场景配置管理、测试脚本管理、账号管理。
17.根据本发明的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可由处理器执行的程序指令，所述程序指令在由所述处理器执行时，执行根据本发明的一方面所述的车辆硬件模拟测试方法。
18.根据本发明的还一方面，提供一种车辆，其包括根据本发明的一方面所述的车辆硬件模拟测试系统。
19.根据本发明的实施例的车辆硬件模拟测试方法和系统能够灵活高效地实现集群化的v2x车辆硬件场景测试。
附图说明
20.本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：图1为一种v2x场景仿真测试架构；图2为根据本发明的实施例的车辆硬件模拟测试系统的示意性结构框图；图3为根据本发明的实施例的车辆硬件在环v2x场景测试系统的示意性结构框图；图4为根据本发明的实施例的车辆硬件在环v2x场景测试系统的示意性结构框图；图5为根据本发明的实施例的测试台架硬件网络拓扑结构示意图；以及图6为根据本发明的实施例的车辆硬件模拟测试方法的示意性流程图。
具体实施方式
21.在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
22.诸如“包括”和“含有”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接
和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
23.下文参考根据本发明实施例的方法和系统的流程图说明、框图和/或流程图来描述本发明。将理解这些流程图说明和/或框图的每个框、以及流程图说明和/或框图的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以构成机器，以便由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实施这些流程图和/或框和/或一个或多个流程框图中指定的功能/操作的部件。还应该注意在一些备选实现中，框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行，具体取决于所涉及的功能/操作。
24.在可适用的情况下，可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现由本公开提供的各种实施例。另外，在可适用的情况下，在不脱离本公开的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以组合成包括软件、硬件和/或两者的复合部件。在可适用的情况下，在不脱离本公开的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被分离成包括软件、硬件或两者的子部件。另外，在可适用的情况下，设想的是软件部件可以被实现为硬件部件，以及反之亦然。
25.图1示出了一种v2x场景仿真测试架构100。其中，由装载测试程序的仿真测试上位机生成模拟测试数据，并通过网线和交换机将模拟测试数据分发到实体测试环境中的远车模拟设备（例如，obu，即on-board unit或车载单元）、模拟路侧单元（rsu，road side unit）、gnss（global navigation satellite system，全球导航卫星系统）/无线信道仿真模块、本车被测设备dut等。此外，dut还可以通过串口与测试程序直接连接，通过pc5接口与远车模拟设备无线连接，通过馈线与gnss/无线信道仿真模块连接。
26.图2为根据本发明的实施例的车辆硬件模拟测试系统200的示意性结构框图。其中，系统200可以包括测试数据生成单元210、测试管理单元220以及一个或多个测试台架230（例如，230-1、230-2、230-3等）。虽然图2中仅示出了3个测试台架，但是根据本发明可按需设置更多或更少数量的测试台架。图3为根据本发明的实施例的车辆硬件在环v2x场景测试系统300的示意性结构框图。以下结合图2和图3对根据本发明的实施例的车辆硬件模拟测试系统200进行说明。
27.测试数据生成单元210可以配置成生成关于测试场景的模拟测试数据。例如，测试数据生成单元210可以是如图3中所示的云端场景系统310，并且模拟测试数据具体可以由云端场景系统310中的场景模拟模块生成。在一个实施例中，测试数据生成单元210是开源的场景模拟软件。云端场景系统310可以生成场景数据，以根据不同的交通场景仿真软件构建不同的v2x测试场景。此外，云端场景系统310还可以包括用作测试场景库的存储装置，以用于存储生成的模拟测试数据（例如，v2x消息数据集）供测试用例在后续执行过程中使用。由于关于测试场景的模拟测试数据集中地在云端生成，测试的执行基于生成的数据而不是软件本身进行驱动，因此多个测试台架可以利用云端生成的模拟测试数据同时进行v2x场景测试，无需为每套测试台架都配备一套场景仿真软件，促进定制化测试场景和集群化测试的实现。
28.测试管理单元220可以配置成基于模拟测试数据生成并管理测试任务。例如，测试管理单元220可以是如图3中所示的测试管理平台320。在一个实施例中，测试管理平台320大体上可以执行测试管理、场景管理和台架管理。具体而言，测试管理平台320可以根据需要执行测试用例管理、测试任务管理、场景库管理、台架管理等。在一个实施例中，测试管理平台320可根据实际应用场景进行管理服务的增加或删减，从而实现集群测试并进行高效的调度与管理。
29.测试台架230或图3中所示的测试台架330-1、330-2和330-3等，其配置成基于所述测试任务，对模拟设备、被测设备以及测试仪表进行控制，其中模拟设备基于所述模拟测试数据生成所述车辆硬件模拟测试的网络环境。例如，测试台架230可以是测试应用程序，其可以与测试数据生成单元配合地来驱动真实或模拟obu/rsu/被测设备及必要的仪表（例如，gnss信号发生器、无线信道仿真模块等），以实现被测设备在v2x场景下的硬件在环测试。通过测试仪表与被测设备的无线连接，可以便于实现被测设备与外界的空口通信，并进一步便于覆盖v2x空口测试。
30.目前，真实的obu/rsu的成本价格在每台2万元左右，一套台架会花费将近20万元。此外，市场主流测试方法使用仪表，包括gnss信号源、100~200万元左右的综测仪、30万元左右的商业仿真软件等。在根据本发明的实施例中，模拟obu和rsu等场景通过硬件v2x box来实现，由于不需要真实的obu或rsu或者说定制化的obu/rsu，根据本发明的实施例的测试系统更加具有更低的硬件成本和更高的成本效益，并且可实现快速部署。在根据本发明的实施例的方法中，使用开源仿真软件代替商业仿真软件可以大大降低成本。
31.v2x box例如可以通过从测试管理单元220接收的模拟测试场景中的各种交通参与者（车辆、路边设施等）的信息来生成所模拟obu/rsu与被测设备之间相应的交互信息。测试系统可通过分别驱动用于生成模拟设备的v2x box与dut，实现模拟设备与dut的空口通信，由此在硬件在环场景测试中实现无馈线连接的真实空口通信。
32.此外，经由上述测试管理单元220，多个测试台架230或330可以被集中管理和调度，使得易于对被测设备实现集群化测试。测试脚本可以部署于测试台架230，并且可以根据不同的测试用例调取云端场景系统310的测试场景库中的相应v2x消息数据，以用于驱动测试设备（例如，包括测试仪表、诸如由v2x box实现的obu/rsu之类的模拟设备），并可以通过场景回放的方式验证dut的v2x功能。
33.接下来，参考图4来说明根据本发明的实施例的车辆硬件在环v2x场景测试系统400的更加具体的结构。在图4所示的实施方式中，云端场景系统410包括场景模拟模块以及场景测试库。其中，场景模拟模块可以配置成生成车辆模型以及场景模型（例如，进行v2x交通场景模拟）。在生成场景模型的过程中，场景模拟模块可以使用交通场景仿真模块，通过构建虚拟场景来提取rv（remote vehicle，远车）/hv（host vehicle，主车/本车）/rsu等的相关模拟测试数据（例如，消息集），并可以将其存储于测试场景库。
34.对应地，测试场景库可以根据不同的场景、配置等进行rv/hv/rsu等的相关模拟测试数据的存储。将模拟测试数据进行存储不仅可以便于在本次测试的后续过程中供测试管理单元和测试台架进行使用，还可以用于其他测试过程，例如针对相同车辆模型的测试、针对相同场景模型的测试等。通过复用已经生成的模拟测试数据等，可以减小系统的计算工作量，降低对系统计算能力的要求。
35.在一种实施方式中，测试管理平台420可以执行测试集管理、测试任务管理、测试报告管理、台架配置管理、测试日志集中管理、场景配置管理、账号管理、测试脚本管理等功能。其中，测试集管理可以是测试用例管理，包括测试步骤、测试检查点、基本配置信息等。测试任务管理可以包括实现测试任务调度、测试状态监控等。测试报告管理包括实现测试报告汇总、统计等功能，并提供基本的步骤、日志等信息。台架配置管理可以实现台架集中管理，包括台架上/下线、台架配置、状态等基本信息的管理，从而作为测试任务调度的依据。测试日志集中管理可以实现各台架测试运行日志的集中管理，以便于测试分析。场景配置管理可以实现场景库中各场景基本信息展示。账号管理可以包括测试管理平台登录、登出，权限管理等。测试脚本管理可以实现测试脚本库分支选取，可以用于台架脚本部署，用于各开发阶段的测试执行。
36.在提供符合定义的接口的情况下，根据本发明的实施例的测试系统可以兼容各种v2x box，而不是仅支持单一的v2x box，并且通过简单的配置即可实现测试场景、测试套件的its协议栈快速切换。此外，测试系统可以利用丰富的驱动及配置接口实现灵活的cicd接口部署，以促进实现测试配置、台架配置管理、测试调度、将测试结果通知移动终端、测试报告等功能。
37.在图4所示的实施方式中，测试台架430可以包括软件形式的测试框架与硬件形式的测试设备。在一个实施例中，测试框架可以包括测试框架服务、测试调度及上层接口以及设备、底层驱动。测试设备可以包括测试仪表和模拟设备。
38.具体来说，在一个实施例中，测试框架服务可以包括：测试配置，其可以根据被分配到的测试任务，解析测试数据、配置测试环境；台架状态监控，其可以执行台架状态收集，并将收集的台架状态上报测试管理平台，作为测试管理平台台架配置管理模块的数据源；测试状态监控，其包括对测试进度、执行状态等的监控；测试日志监控，其可以将测试日志推送给测试管理平台，以供测试管理平台实时查看测试日志，同时被测设备、模拟设备的日志可以实现按用例收集，并存储到测试管理平台（日志服务器）。
39.在一个实施例中，测试调度及上层接口可以包括：测试调度，其可以用于测试套、测试用例、测试步骤的调度及检查点判断；测试日志管理，其可以用于测试日志和运行时日志的生成及收集；sdk（software development kit，软件开发工具包），其可以面向模拟设备、被测设备等上层接口，作为测试步骤的执行单元；时钟同步，其可以实现各个模拟设备、被测设备、测试仪表之间的时钟同步，以满足v2x场景测试过程中对时钟同步的要求。
40.在一个实施例中，设备、底层驱动可以包括：设备驱动，其可以实现各个模拟设备、被测设备、测试仪表的底层驱动，以及实现v2x消息集、gnss数据、时钟等的实时灌入等功能；测试api（application programming interface，应用程序编程接口），其可以包括例如logger、ssh、telnet、serial等底层测试接口；测试管理平台api，其可以包括与测试管理平台的接口，例如用于将测试报告、测试日志、台架状态等上报测试平台所需的接口（例如，restful、socket、mqtt等）；场景仿真api，其可以用于测试执行过程中需要用场景仿真软件进行实时渲染的情况，并用于利用rv/hv/rsu等实时数据进行仿真软件实时渲染。
41.在一个实施例中，测试设备可以包括：测试仪表，例如gnss信号发生器等可远程控制仪表；obu/rsu：例如v2x box，其可以用于接收来自测试系统的其他部分的v2x消息集，以及实现与被测设备的符合v2x测试场景的pc5通信。
42.利用包括上述一个或多个部件的根据本发明的实施例的车辆硬件在环v2x场景测试系统400，被测设备dut可以接收gnss数据、由v2x场景库hv的bsm（basic safety message，基础安全消息）数据集转换成的can/eth（控制器局域网络/以太网）等信号、测试设备的pc5消息，可以实现被测设备上层应用到v2x its协议栈、到通知消息的v2x场景测试。
43.图5为根据本发明的实施例的测试台架硬件网络拓扑结构示意图。在图5中，由测试场景库生成v2x消息流，并发送给测试管理单元用于调度以及发送给测试台架用于驱动，测试管理单元向测试台架中的测试仪表发送设备控制信号；向他车及rsu模拟设备发送v2x消息集。被测自车设备从测试仪表接收gnss等消息、经由can/eth线路从台架接收控制消息并返回响应消息，并且与模拟设备经由pc5接口通信。在用于测试的v2x消息生成后，系统400可以脱离场景模拟软件（例如，云端场景系统或场景模拟模块），基于v2x消息流及车身动态数据完成v2x场景测试，使集群化测试成为可能。
44.总地来说，通过使用仿真工具生成测试数据，可以通过上位机驱动obu/rsu（通过obu/rsu提供的接口、socket或者其他接口，发送v2x 5类消息，从而驱动无线设备进行pc5通信；其中接口到pc5消息的收发可以由obu/rsu的供应商完成开发）、在pc5上发送/接受v2x 5类消息；同时对于被测对象，可以将仿真工具生成的hv（host vehicle）的bsm数据转换成以太网/can总线上对应的信号，以模拟车辆动态数据，实现仿真环境在hil（硬件在环）上的回放、验证工作。
45.此外，利用v2x box、gnss发生器可以替代现有技术普遍使用的测试仪表来模拟真实v2x网络环境，节约了硬件成本。通过使用仿真软件生成的测试数据和测试数据库，后续的测试验证可以基于数据库中的测试数据，以基于消息的方式进行验证，无需为每个台架都配置一套仿真软件，节约了软件成本。在此基础上，通过对硬件和软件两方面的改进，可方便地实现cicd和集群化测试。
46.根据本发明的另一方面，提供一种车辆硬件模拟测试方法600。如图6中所示，车辆硬件模拟测试方法600包括以下步骤：测试数据生成步骤s601，生成关于测试场景的模拟测试数据；测试管理步骤s602，基于模拟测试数据生成并管理测试任务；以及测试执行步骤s603，利用测试台架、基于测试任务，对模拟设备、被测设备以及测试仪表进行控制，其中模拟设备基于模拟测试数据生成车辆硬件模拟测试的网络环境。其中，模拟测试数据可以包括车辆模型数据和场景模型数据。
47.在一个实施例中，测试管理步骤s602还可以包括对多个测试台架和测试任务进行管理。
48.在一个实施例中，车辆硬件模拟测试方法600还可以包括：将所生成的模拟测试数据存储于用作测试场景库的存储装置中。相应地，在一个实施例中，测试管理步骤s602还可以包括：基于从测试场景库获取的模拟测试数据来生成并管理测试任务。
49.在一个实施例中，测试管理步骤s602还可以包括以下各项中的至少一项：测试集管理、测试任务管理、测试报告管理、台架配置管理、测试日志管理、场景配置管理、测试脚本管理、账号管理。
50.根据本发明的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可由处理器执行的程序指令，所述程序指令在由所述处理器执行时，执行根据本发明的一方面所述的
车辆硬件模拟测试方法600。存储介质可以包括有形的、非暂时性的、机器可读介质，诸如易失性存储器（例如，随机存取存储器（ram））和/或非易失性存储器（例如，只读存储器（rom）、闪速存储器、硬盘驱动器和/或任何其他合适的光学、磁性或固态存储介质）。
51.根据本发明的还一方面，提供一种车辆，其包括根据本发明的一方面所述的车辆硬件模拟测试系统200。
52.前述公开不旨在将本公开限制为所公开的精确形式或特别使用领域。因此，设想的是，鉴于本公开，无论在本文中明确描述还是暗示，本公开的各种替代实施例和/或修改都是可能的。在已经像这样描述了本公开的实施例的情况下，本领域普通技术人员将认识到的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。因此，本公开仅由权利要求限制。