《车载图像采集仿真应用指南》之基于图像采集的座舱测试

过去几年,新技术在汽车工业得到越来越广泛的应用,汽车行业在致力于信息化、智能化的同时,也更加关注用户体验。最明显的改变,就是车内人机交互方式从传统的仪表逐渐发展成了智能驾舱,为司乘人员提供了更多个性化功能,以及丰富多彩的人机界面。

 

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座舱系统是用户体验的最重要组成部分,如果存在缺陷,会直接影响用户体验,也将严重影响用户对车辆品质的评价。因此,在座舱功能越来越强大的同时,OEM也越来越重视座舱测试。如何保证产品的安全可靠?业内测试设备供应商提出了不同的测试方案。我们来看一下。


 

01

座舱测试方案一览


座舱测试主要是针对座舱控制器的测试,尤其是人机界面相关的测试。因此测试设备需要支持的关键功能包括:采集控制器输出的屏幕图像,向控制器发送触摸操作。针对这两个关键功能,传统的方案如下表:

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从上表可以看出,现有方案都存在这样那样的缺陷,也导致座舱测试团队面临的一些痛点无法妥善解决。这些痛点包括:

1. 输出图像的质量

2. 图像的实时性

3. 触摸功能的模拟,尤其是多点触控及手势模拟

4. 触摸模拟的实时性

5. 特殊屏幕的支持(比如曲面屏)


针对这个问题,业内也有一些新思路,比如,在图像采集上,尝试从物理信号中直接还原图像;在多点触控上,采用触摸手势的录制回放。


怿星作为最早研发座舱测试相关产品的团队之一,在车载图像采集仿真的技术领域上有着丰富的经验。其中,EH系列图像采集板卡,能很好的解决座舱测试中的痛点,并在众多项目实践中广泛应用。


 

02

基于图像采集板卡的座舱测试方案

 

怿星测试团队在分析传统方案优缺点的基础上,基于图像采集卡,为车载座舱测试提供了一种新的测试方案。该方案以一个核心模块,以及系列接口卡为硬件基础,配套相关的软件,解决了控制器图像采集的效率及质量问题, 同时支持完整的触摸手势模拟功能。


下图显示的是方案原理:

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01

图像采集能力

被测控制器输出的屏幕型号,通过匹配的接口卡,进入核心模块,经过硬件压缩后,以实时流媒体形式,提供给测试主机(Tester)。


因为图像直接源于物理信号,屏幕图像的还原质量远高于相机拍摄,相比ADB采集的效率会更高,也不存在丢帧。与VNC方案比较,也避免了对控制器主机的干扰(VNC方案,需要在控制器上额外安装远程桌面后端,资源消耗比较大)。

 

02

触摸模拟能力

触摸功能的实现基于怿星自定义的触摸IP, 该触摸IP支持单点触控,也支持多点触控。测试主机(Tester)将触摸手势转化成点序列,以实时流形式,通过触摸IP向主机发送触控数据,以模拟座舱交互中的触摸行为。


触摸IP本质上是怿星自定义的可编程触摸芯片,相比ADB效率更高,也更为接近真实操作;相比机械手,具备更好的适应性 (比如机械手难于应对的曲面屏), 使用过程无需复杂的标定调校,更为易用。


 

03

方案如何实施

 

在具体实施上,我们提供配套的硬件设备及相关软件模块。硬件设备主要由核心模块和接口卡组成,其中核心模块是一个标准化模块,主要提供屏幕图像的捕获及触摸模拟功能;接口卡则用于客户控制器的接口适配。软件模块,主要部署于测试系统,用于测试系统和硬件设备的交互,软件模块允许客户二次开发,实现座舱测试中的测试用例开发。

 

下图是测试过程中的连接拓扑:

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由于客户控制器在技术指标上存在差异,测试实施前期需要做基础的适配,适配工作分三大类:

 

控制器与测试设备的连接适配

控制器在与屏幕连接的过程,往往会通过一定的协议做连接认证或者保活,不符合OEM技术规范的屏幕往往会被控制器拒绝。为了让测试设备能够可靠的连接到控制器,怿星团队会基于控制器与屏幕的连接规范,进行连接适配。


连接适配是方案实施的先决条件需要客户测试团队提供相关的规范文档 (一般来源于DRE)。

 

控制器与测试设备的视频图像适配

图像适配的目的是让测试设备准确的捕获图像,主要是接口卡工作参数的适配。目前主流的控制器输出接口主要基于TI和Maxim的编串芯片。因此,这部分的适配本质上是测试设备中解串芯片的配置。


同样的,这部分的适配需要客户测试团队提供相关的配置文档(一般来源于DRE)。

 

控制器与测试设备的触控适配

我们通过额外的触摸驱动来适配测试设备内置的触摸IP,该触摸驱动需要在测试阶段安装于客户控制器,同时该触摸驱动也仅在连接测试设备的情况下才被执行,连接真实屏幕的情况下,该驱动不会被触发。


具体适配可以由客户自主完成 (一般情况下,我们提供驱动源码,由客户的控制器开发部门做编译集成即可,我们推荐以内核模块的方式进行集成,以便灵活的启用或删除)。适配也可由怿星工程师来完成,这种情况,仅需客户提供内核相关的编译工具链。



04

应用场景介绍


实际上,目前的座舱除了传统的仪表和娱乐功能外,往往也集成了ADAS相关的功能呈现,尤其是类似DMS(Driver Monitor System),CMS(Camera Monitor System)等需要摄像头配合的应用场景。


下图是怿星针对全功能的座舱测试提供的方案。

 

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当前,该方案在座舱测试中已成熟应用。额外增加的功能包括:

► 视频采集

该功能为可选功能,通过内置高速SSD模块实时存储摄像头数据。主要目的是采集实车的摄像头数据,用于后续测试和分析。

 

2 ► 视频回灌

在测试阶段,通过测试主机向座舱控制器回灌各类视频信号。典型的如在DMS测试过程中,需要向控制器灌入驾驶员在不同场景下的动作及表情来验证DMS功能。这些视频信号一般是之前实车采集的样本,也或者是一些标准样本。实车采集可以采用第三方数据记录仪,也可以借助于怿星的视频采集模块。


特别的,上述方案也可用于中央计算平台的算法验证测试。这种情况下,方案可以裁剪掉座舱测试中显示和触摸相关功能,保留摄像头采集回灌相关功能即可


总之,无论你是想要测试座舱还是中央计算平台,它都能较全面地暴露测试问题和项目风险,为车辆品质保驾护航。


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