高效自动化测试，助力智能汽车座舱升级！
智能座舱行业趋势及HMI发展现状
电动化、智能化的浪潮将智能汽车行业发展推向高潮。智能座舱作为智能汽车的核心载体也被资本市场尤为看重，并已实现大规模落地。智能座舱作为人机交互的主要入口，其功能不断丰富、体验感持续增强。智能座舱形态、功能、交互方式的变化和拓展已成为电动汽车行业主流的发展方向。
HMI(Human Machine Interface)人机交互系统是汽车硬件和软件应用程序的功能和组件，人机交互界面通常是用户可感知的部分，是实现座舱软硬件与用户之间进行交互和信息交换的媒介，主要指的是汽车车机及车载多媒体设备。
随着新能源汽车的崛起，一众优秀的造车企业共同推动了HMI的发展，超大的显示屏幕嵌入了汽车中控，从此人机交互展开了新的篇章。纵观HMI发展历程，可做出如下总结：
座舱内屏幕越来越多
屏幕尺寸越来越大
信息集成度越来越高
交互方式越来越丰富
原有的手工测试方式需要投入大量的人力资源，且难以负荷现有智能座舱人机交互系统庞大的测试体系及快速迭代的需求。因此，东信HMI人机交互自动化测试解决方案应运而生，可解决产品迭代过程中HMI系统的测试与验证，大幅缩短产品测试周期，帮助产品尽快落地，有效助力智能座舱产业发展。
传统测试方式面临的挑战
HMI测试内容、功能
由于现在的智能汽车各种软硬件设备集成度很高，座舱内几乎所有功能都可以通过汽车内屏幕的UI界面来清晰的体现，这种方式便于驾乘人员通过触控、语音交互、手势识别、生物识别等方式实现准确而又快捷的控制，并且也可以获得即时且明显的反馈。因此，对于座舱域HMI人机交互测试，主体测试对象就是座舱内的屏幕。
对于座舱内的多块屏幕，主要包括主驾驶仪表屏、车机中控屏、副驾驶娱乐屏、后排娱乐屏、扶手控制屏等。这些屏幕能够清晰地显示车辆驾驶状态信息、附件设备状态信息、多媒体及外设信息，并提供了便捷的操控功能。
东信HMI自动化测试系统采取模块化设计且便于拓展升级。对于简单的HMI交互测试：可覆盖智能座舱多种车机系统、多种造型屏幕的各种功能测试验证，包括但不限于：语音交互测试、车机互联测试、导航系统测试、各种性能测试等。
HMI测试包含的功能
对于座舱域牵扯到的其他控制器的测试需求，可方便的基于此套测试系统进行拓展，使其测试范围不限于HMI交互测试，还可覆盖座舱域其他测试内容，如：OTA软件升级测试、BT/WLAN测试、全息影像测试、AR-HUD测试等。
HMI测试系统整体方案及软硬件介绍
东信HMI测试系统主要由HIL(Hardware in the Loop)机柜、机械手台架、上位机以及相关的HMI自动化测试软件等组成。
01
整体方案
HIL测试机柜主要包含电源管理模块、实时机、CAN/LIN总线通讯板卡以及以太网通信板卡。主要起到连接测试台架和上位机、集成台架控制接口、信号与资源及整合测试系统资源的作用。
上位机与机柜通过以太网连接，在上位机中运行试验管理软件以及自动化测试软件，可方便的搭建监控和测试界面以及创建自动化测试用例，实现测试环节的自动化。
机械手台架集成了多自由度机械手、高清（高帧率）工业相机、人工嘴和拾音器以及力传感器等。简单来说，HMI测试系统就是通过机械手代替人手的触控、拾音器语音嘴代替人的听说、摄像头代替人的眼观，以此来模拟人的一系列操作，从而实现自动化的人机交互测试。
东信HMI测试系统整体方案
02
系统模块
1.车机屏幕测试方案
东信HMI测试系统对于车机屏幕的测试有两种方案可供选择。
方案一：采用ADB进行屏幕控制；
方案二：采用多自由度机械手进行屏幕控制。
采用方案一进行HMI测试，相比于方案二可以缩减测试系统的成本，但存在测试覆盖度不足的缺点，在性能测试方面尤为明显。比如：进行车机屏幕响应时间测试时，ADB测试无法验证人手触控车机屏幕后，车机识别到点击的时间，同时也无法考虑视频流信号刷新后屏幕显示画面的延迟时间。
采用方案二进行HMI测试，测试系统成本相比于方案一较高，但机械手方案适用于各种操作系统车机的测试验证，可以做到一次开发，永久使用。多自由度机械手搭配东信提供的HMI测试系统软件，具有以下优点：
图形化操作界面：上手容易，方便测试人员搭建测试用例。
可实现的动作类型丰富：包括但不限于单击、双击、滑动、拖拽、长按、曲线划屏等。
系统支持多种类型的性能测试：包括但不限于启动时间、横向/纵向滑动时延、拖拽时延、按键时延等。
支持工位拓展：通过上位机软件可以控制工位显示，进行多屏交互。
开放的API接口和模块化的组件：可与现有的测试系统无缝集成。
2.音视频交互测试方案
方案一：音视频注入板卡；
方案二：视频暗箱&音频屏蔽箱。
音视频交互测试方案
简单对比两种方案，方案一属于侵入式测试，需要音视频的解码协议，实现难度高于方案二。但自动化程序高且不受光照、声音的干扰，可实现大批量的测试需求。反之，方案二虽易于实现但易受环境干扰，不便进行大批量测试。
3.Vector System
对于HMI自动化测试系统，其中包含的VT系统模块主要为：实时处理器、总线通讯板卡、以太网通讯板卡等。其中实时处理器能够处理CANoe实时测试及仿真执行，并驱动VT系统硬件。总线通讯板卡能够提供多种总线通讯方式，包括CAN、LIN、FlexRay等，配合相应的收发器可实现HIL实时平台与待测设备的总线通讯。以太网通讯模块可实现HIL实时平台与车载设备的通讯，具体的设备型号及相关技术参数依测试需求而定。
4.软件环境方案
东信HMI测试所需的软件环境主要是试验管理软件CANoe及自动化测试软件vTestStudio，vTestStudio可以与CANoe无缝衔接，并将CANoe中的工程参数同步到vTestStudio，便于调用各种变量以及参数进行测试用例的编写。
软件环境方案
除了以上软件搭配方案，也可使用HMI测试管理软件，该软件可覆盖座舱全域测试，包括但不限于：多屏互动测试、语音测试、性能测试、压力测试、视频注入测试、连通性测试、音频测试、导航/视频测试、故障注入测试。并极大程度实现测试全流程的可视化。
HMI测试管理软件全流程可视化
此外，该软件还支持多种操控及图像捕获方法、支持多种总线仿真模块接入、并可实现座舱+智驾+云端融合测试。
HMI测试痛点、难点
关于目前HMI测试中涉及的痛点及难点，可简单阐述以下几点：不同操作系统的手机车机互联测试、机械手图像识别、车机压力测试。
01
不同操作系统手机车机互联测试
主机厂常采用ADB的方式实现对Android系统车机及手机的控制。但采用ADB的方式具有很大的局限性，比如针对 iOS系统手机与Android系统车机进行的互联测试，ADB无法调用iOS设备。而东信创智提供的HMI测试系统不受操作系统的限制，可完成覆盖度更加广泛的性能测试。此外，系统中的 HMI 测试管理软件集成了多种功能，可实现Android、HarmonyOS、iOS 等操作系统的自动化控制调用，完成各种操作系统设备的交互功能测试。
02
机械手图像识别
市面上很多HMI测试系统只能通过指定坐标的方式完成机械手的点击操作，但随着市场需求的日新月异，车机和仪表的UI布局在开发过程中会持续迭代，并且量产后还要支持用户的个性化风格定制。因此通过指定坐标的定位方式尤不灵活，每当UI界面发生变化后，都需要重新编辑自动化测试脚本，消耗大量人力。东信创智HMI测试系统通过高清摄像头结合图像识别算法,可实现自动捕捉图标位置，使测试脚本的可复用性大大增强。客户仅需导入需要点击的图标图片，进行一次测试脚本的录制，即可实现自动化测试。
03
车机压力测试
行业内常采用的压力测试方法是通过向被测系统发送随机的用户事件流，监测被测系统在高负荷操作下长时间运行直至产生致命错误（如花屏、黑屏、死机等）的持续时间，此种测试方法停留在软件层面。而随着行业发展，压力测试也逐步拓展至物理层面。东信创智HMI测试系统可通过机械手模拟快速点击进行测试，以验证车机屏幕稳定响应的持续时间，完成覆盖面更广的压力测试。
东信HMI测试系统亮点
多种方案实现屏幕触控拟人操作；
多种音视频交互测试方案；
多种实时系统平台软硬件方案；
系统便于后期拓展、设备复用性高；
HMI测试管理软件图形化设计、可快速上手；
支持多工位大批量自动化测试、自定义测试报告。
结语
智能座舱的发展如日中天，产品更新迭代日新月异。从可复用性、拓展性、兼容性的角度来看，东信HMI测试解决方案采用HIL硬件在环仿真技术，可以很方便地进行后期功能拓展，不仅可以覆盖HMI测试，还可实现座舱域其他控制器的测试乃至动力域、底盘域相关功能的测试验证。东信创智已拥有成熟的技术方案来处理相关方面的业务。本篇文章仅作为开篇来介绍电动汽车智能座舱测试解决方案，如果想了解更多相关内容，欢迎持续关注本系列文章。
END
东信创智一直深耕于电子电气架构开发、车载总线通信与诊断测试、整车控制系统XIL仿真测试平台、控制系统及整车功能测试服务、嵌入式软件开发与集成服务等多个领域，致力于为客户提供安全可靠的研发工具和“本地化、快速化、定制化、产品化”的解决方案。东信创智不但在汽车电子传统领域的经验和能力一直处于行业前列，如CAN/LIN/Ethernet开发与测试、控制系统功能测试、整车功能验证测试、控制系统HIL仿真平台、AUTOSAR软件开发与服务等，而且在新兴技术的探索方面持续不断的提前投入研发，如ADAS智驾仿真、HMI测试验证、SOA架构开发、V2X测试验证、OTA测试验证、信息安全与功能安全等，均取得了可喜的成果。东信创智拥有多支“敢于挑战、乐于进取、善于拼搏、忠于客户”的经验丰富的技术服务团队，同众多合作伙伴一道整合全球优质资源，为客户提供”高效、高质、高价值“的产品与服务。
往期回顾
Vector ADAS Logger：ADAS数据回灌的高效解决方案
“System自动打包”工具——划分系统边界的利器
关于 Vector Hardware Manager 的使用
DOTRUST
微信号｜dotrustech
联系我们｜[email protected]