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1、車載語音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
車載語音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
2019/12/04
車載語音控制系統(tǒng)作為汽車智能化的重要表現(xiàn),已經(jīng)成為智能汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。傳統(tǒng)車載語音控制系統(tǒng)主要通過測(cè)試工程師手動(dòng)測(cè)試,語音控制系統(tǒng)識(shí)別率、覆蓋面等維度無法準(zhǔn)確驗(yàn)證。為滿足功能驗(yàn)證需求,提出一種基于語音仿真和機(jī)器視覺的車載語音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證方案,通過搭建語音控制系統(tǒng)通用自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境,有效提高了測(cè)試效率和測(cè)試覆蓋度,同時(shí)通用自動(dòng)化測(cè)試序列可應(yīng)用于多個(gè)車型的語音控制系統(tǒng)
2、驗(yàn)證,大幅降低了時(shí)間成本和人力成本。
關(guān)鍵詞:車載語音;語音仿真;機(jī)器視覺;自動(dòng)化測(cè)試
1前言
隨著汽車電子智能化、網(wǎng)聯(lián)化的迅猛發(fā)展,車載電子電氣系統(tǒng)功能越來越復(fù)雜,語音控制系統(tǒng)作為關(guān)鍵技術(shù)之一,對(duì)用戶體驗(yàn)和駕駛安全具有重要影響[1]。搭載語音控制系統(tǒng),不僅提高了車載智能化體驗(yàn)性和娛樂性,還可以在駕駛過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的便捷控制[2-3]。為滿足用戶需求,當(dāng)前國內(nèi)市場主流車型大部分均已配備車載語音控制系統(tǒng)[3]。目前,紅旗全系車型也將語音控制系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配置之一。為實(shí)現(xiàn)對(duì)紅旗系列車型車載語音控制系統(tǒng)的高效功能驗(yàn)證,本文提出一種基于語音仿真和機(jī)器視覺
3、的車載語音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證方案,利用語音仿真和機(jī)器視覺技術(shù)可實(shí)現(xiàn)語音指令仿真輸入和測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)回采,通過編制自動(dòng)化測(cè)試序列,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車載語音控制系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試和重復(fù)性測(cè)試,可有效提升測(cè)試效率,提高測(cè)試覆蓋度,對(duì)縮短產(chǎn)品周期和降低開發(fā)成本有重要意義。
2測(cè)試內(nèi)容梳理
車載語音控制系統(tǒng)支持中文語音輸入,語音喚醒后,系統(tǒng)采用對(duì)話式交互方式,當(dāng)輸入語音指令后,如車載語音控制系統(tǒng)識(shí)別失敗或成功時(shí),系統(tǒng)提供相應(yīng)語音結(jié)果反饋、HMI提示及總線信號(hào)反饋[4-6]。車載語音控制系統(tǒng)處理流程如圖1所示。車載語音控制系統(tǒng)從功能層面上分為IVI系統(tǒng)控制功能和車輛控制功能,通過梳理
4、語音功能,為編寫測(cè)試用例及自動(dòng)化測(cè)試序列提供依據(jù)。
2.1IVI系統(tǒng)控制功能
IVI系統(tǒng)控制功能主要包括語音系統(tǒng)對(duì)IVI系統(tǒng)功能的識(shí)別控制,主要包括喚醒、通訊、導(dǎo)航、多媒體、系統(tǒng)設(shè)置、網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用功能的語音控制。IVI系統(tǒng)控制功能列表如表1所示。
2.2車輛控制功能
車輛控制功能主要是指語音系統(tǒng)對(duì)車身、空調(diào)功能的語音控制。車輛控制功能列表如表2所示。根據(jù)表2中各模塊功能定義,提取各項(xiàng)子功能語義直意和語義垂類語音指令[5],生成IVI系統(tǒng)控制功能測(cè)試用例和標(biāo)準(zhǔn)語音指令庫。
3測(cè)試環(huán)境搭建
結(jié)合車載語音控制
5、系統(tǒng)工作特性,利用語音模擬輸入模塊、音頻和圖像采集模塊、處理結(jié)果分析模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)車載語音控制系統(tǒng)的全自動(dòng)閉環(huán)測(cè)試,測(cè)試流程如圖2所示。語音模擬輸入模塊仿真輸入語音指令,利用信號(hào)采集模塊對(duì)車載語音控制系統(tǒng)處理結(jié)果進(jìn)行采集,并由上位機(jī)分析軟件對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行分析判斷。
3.1語音模擬輸入模塊
測(cè)試環(huán)境配置NIPXI-4461模擬音頻信號(hào)發(fā)生和采集板卡,結(jié)合上位機(jī)音頻仿真軟件和功率放大器仿真語音指令輸入,PXI-4461具有如下特性[6]:(1)動(dòng)態(tài)范圍118dB;(2)采樣率可達(dá)204.8kS/s;(3)輸出頻率可達(dá)92kHz。通過分析車載語音控制系統(tǒng)功能模塊,編輯標(biāo)
6、準(zhǔn)語音輸入文檔,并生成標(biāo)準(zhǔn)語音指令庫,上位機(jī)軟件NITestStand直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)指令庫中的語音指令,經(jīng)HIL仿真設(shè)備輸出至音頻發(fā)生和采集板卡音頻發(fā)生通道和功放,實(shí)現(xiàn)對(duì)人類語音控制指令的仿真,圖3所示為語音仿真輸入模塊示意圖。
3.2反饋信號(hào)采集模塊
為滿足測(cè)試需求,利用音頻、圖像和總線采集模塊采集車載語音控制系統(tǒng)聲音提示反饋、HMI反饋以及車輛總線信號(hào)反饋信息。該模塊包括音頻采集組件、圖像采集組件、高速CAN通信板卡,圖4所示為反饋信號(hào)采集模塊示意圖。為避免環(huán)境噪音和光線對(duì)測(cè)試質(zhì)量產(chǎn)生干擾,反饋信號(hào)采集模塊集成在屏蔽暗箱內(nèi)。圖像采集組件包括工業(yè)攝像機(jī)和圖像采集
7、板卡PXIe-1435,音頻采集組件由聲學(xué)測(cè)量麥克風(fēng)、NIPXI-4461模擬音頻信號(hào)發(fā)生和采集板卡組成,CAN通信板卡采用雙通道高速CAN通信板卡PXI-8512/2。模塊組件關(guān)鍵特征參數(shù)見表3。
3.3上位機(jī)分析處理模塊
反饋信號(hào)采集模塊將采集到的音頻信號(hào)、圖像信號(hào)和CAN總線信號(hào)回傳至上位機(jī),由上位機(jī)分析處理軟件分析CAN總線響應(yīng)邏輯和音頻幅頻信號(hào)的波形曲線、信噪比、失真度、頻響特征[7],并將采集到的圖像信息與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比對(duì),判斷車載語音控制系統(tǒng)對(duì)語音指令的響應(yīng)是否滿足要求。上位機(jī)自動(dòng)化測(cè)試序列如圖5所示。
4測(cè)試結(jié)果分析
8、
以紅旗某車型車載語音控制系統(tǒng)測(cè)試為例,根據(jù)測(cè)試需求可分別進(jìn)行系統(tǒng)全功能測(cè)試和語音指令重復(fù)性測(cè)試,系統(tǒng)全功能測(cè)試針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)語音庫中的語音指令進(jìn)行逐一測(cè)試,可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能缺陷檢查;語音指令重復(fù)性測(cè)試可針對(duì)某條語音指令進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)試,計(jì)算系統(tǒng)識(shí)別率。全功能測(cè)試用例及執(zhí)行結(jié)果見表4。語音指令重復(fù)性測(cè)試以語音指令“播放音樂”和“暫停播放”為例,單例語音指令重復(fù)測(cè)試300次,測(cè)試結(jié)果見表5。
5結(jié)束語
車載語音控制系統(tǒng)驗(yàn)證環(huán)境具有較高通用性,適用于紅旗全系車載語音控制系統(tǒng)的功能驗(yàn)證,同一自動(dòng)化測(cè)試序列可應(yīng)用于系統(tǒng)多輪次重復(fù)測(cè)試,且全自動(dòng)化驗(yàn)證環(huán)境可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷測(cè)
9、試,并自動(dòng)出具過程文件及測(cè)試報(bào)告,人力成本和時(shí)間成本大幅降低。利用該驗(yàn)證環(huán)境可以在研發(fā)階段檢驗(yàn)車載語音控制系統(tǒng)各功能模塊缺陷項(xiàng)和識(shí)別率,有利于研發(fā)人員進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn),保證了車載信息娛樂系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量。
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