蘇曉白

[摘 要]本文主要介紹汽車零部件之一汽車儀表人機(jī)界面（HMI）的功能測(cè)試的現(xiàn)狀和技術(shù)前瞻。從自動(dòng)化測(cè)試的角度分析和介紹在軟件開發(fā)階段過程中HMI黑盒測(cè)試技術(shù)的方法和應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]汽車儀表 HMI 功能測(cè)試

中圖分類號(hào)：TP23；TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）20-0046-01

隨著科技的發(fā)展，汽車技術(shù)領(lǐng)域也日新月異。而作為作為汽車零部件之一的汽車儀表技術(shù)也日趨重要和復(fù)雜。從第一代的數(shù)字碼表，到現(xiàn)在的步進(jìn)電機(jī)，從第一代的斷碼顯示到現(xiàn)在的TFT屏，無不見證科技的發(fā)展。可以預(yù)見到2020年左右，全屏幕儀表將占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。與此同時(shí)，儀表的功能測(cè)試領(lǐng)域也要有更新的測(cè)試?yán)碚摵图夹g(shù)來滿足全屏技術(shù)的需求。以下將會(huì)和讀者分享儀表HMI測(cè)試領(lǐng)域里最新的技術(shù)發(fā)展。

自動(dòng)化測(cè)試基礎(chǔ)，在儀表HMI的測(cè)試中，需要驗(yàn)證圖像能否按照邏輯在正確時(shí)間點(diǎn)，順序，像素顯示給測(cè)試人員。隨著儀表功能的復(fù)雜度增加，HMI的信息量越來越大，原始的人工測(cè)試特別在TFT屏幕時(shí)代已經(jīng)滿足不了需求。因此基于Labview ，C++或者C#編寫的自動(dòng)化測(cè)試工具應(yīng)運(yùn)而生。通過這些工具，在編譯好測(cè)試腳本的情況下，可以完成按照腳本自動(dòng)的觸發(fā)模擬信號(hào)，自動(dòng)的讀或者寫EEPROM，自動(dòng)的對(duì)比圖片和標(biāo)志位，從而完成圖片的邏輯和正確性的驗(yàn)證。在儀表測(cè)試領(lǐng)域HMI自動(dòng)化測(cè)試的結(jié)構(gòu)一般如下：

在上圖中，自動(dòng)化測(cè)試工具可以控制電源的電壓，來模擬正常和欠壓狀態(tài)下測(cè)試對(duì)象的工作特性，通過可編程開關(guān)和電阻來模擬汽車點(diǎn)火狀態(tài)或者供出不同阻值的電阻來模擬汽車上的阻值型傳感器，而通過調(diào)用通信模塊可以模擬整車狀態(tài)下的通信情況，同時(shí)可以控制圖像抓取工具實(shí)時(shí)的下載圖像。在抓取圖片以后就可以自動(dòng)的來對(duì)比相應(yīng)的圖像，這個(gè)對(duì)比也是通過自動(dòng)化測(cè)試工具來調(diào)用圖像對(duì)比工具而進(jìn)行的對(duì)比，而對(duì)比的前提是已經(jīng)有可用的圖片用來對(duì)比，我們稱之為圖像生成。

圖像生成，汽車生產(chǎn)商提供的圖片都是分解開的圖片，我們要做的工作就是依據(jù)汽車生產(chǎn)商的需求按照邏輯組合條件生將分解開的圖片組合在一塊。例如，四個(gè)門，引擎蓋和后備箱都有各自的信號(hào)來控制，當(dāng)某一個(gè)或者幾個(gè)信號(hào)都觸發(fā)的時(shí)候，相應(yīng)的組合圖片就應(yīng)該顯示出來。而這個(gè)組合的過程需要一個(gè)專門的圖像處理工具，這里就不介紹這個(gè)工具的使用方法，但是這些工具要具有能夠定義圖像的如下屬性：圖像坐標(biāo)、X_Alignment、Y_Alignment、文本的顏色、字體大小、字體類型、對(duì)齊方式等。當(dāng)然這種圖像生成工具也要具備邏輯編譯的特性以使圖像能夠按照一定的邏輯條件顯示并導(dǎo)出。隨著圖像數(shù)量的增多，可編程的自動(dòng)化導(dǎo)出圖像的工具會(huì)成為未來發(fā)展的方向。因?yàn)橥ㄟ^窮舉的方法很難將各種組合都一一考慮到，而且原始的方法也會(huì)耗費(fèi)很大的人力和時(shí)間。為了提高效率，圖像生成的工具還要能整合所有的圖像資源，語言類型，信號(hào)資源。

圖像資源：就是將這個(gè)項(xiàng)目能用到的零碎圖像都放在一塊，而每個(gè)零碎圖像都有唯一的名字，這樣編譯者只要通過調(diào)用想要的圖像的名字就可以得到想要的圖片，一般圖片類文件的格式有 .PSD，.PNG， .BMP，QML 和 DOORS ，這些格式都應(yīng)該是圖像生成工具應(yīng)該考慮支持的。

語言類型：一個(gè)商品的銷售區(qū)域有可能涉及的不同的國(guó)家，因此針對(duì)可能的市場(chǎng)區(qū)域要給每個(gè)提示信息能夠配置不同的國(guó)家語言，所以圖像生成工具也要具備能調(diào)用文本類型資源的功能。

信號(hào)資源：在實(shí)車中駕駛員觸動(dòng)某一個(gè)功能鍵就會(huì)有相應(yīng)的信息觸發(fā)來告訴駕駛員操作是否成功，而圖像生成工具也要有模擬相應(yīng)信號(hào)的功能，這樣才能按照編譯者想要的功能按照信號(hào)的觸發(fā)邏輯正確的顯示出來。下面將以車門開作為案例來描述圖像生成的具體過程：

我們定義左前門，右前門，左后門，右后門信號(hào)名字分別為L(zhǎng)FDoorsts，RFDoorsts，LRDoorsts，RRDoorsts ，車門打開的條件是相應(yīng)的信號(hào)置1，關(guān)閉則置0，要顯示門打開的圖像總的包括四個(gè)門，整車圖片，后視鏡圖片，引擎蓋圖片，后備箱圖片，如果我們想顯示左前門被打開，就要顯示左前門和整車圖片而其他圖片就不需要顯示，這樣我們就可以定義圖片顯示屬性中的“可顯示性”放入如下的邏輯：LFDoorsts=1& RFDoorsts=0& LRDoorsts=0& RRDoorsts=0，這里可以設(shè)置整車默認(rèn)是一直顯示的，而引擎蓋和后備箱圖片默認(rèn)不顯示的。通過這樣的邏輯就會(huì)讓左前門和整車圖片一起顯示出來，現(xiàn)實(shí)中就是顯示車門已經(jīng)打開。

圖像的采集，圖像獲得的方法有很多種，可以通過高清相機(jī)，像素下載工具，緩存讀取工具。高清相機(jī)具有價(jià)格昂貴，固定困難，可移植性差的特點(diǎn)只適合在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，緩存讀取工具依附于軟件開發(fā)，可復(fù)用性差，相對(duì)于更改頻率高的軟件開發(fā)階段 ，像素下載工具具有，移動(dòng)方便，價(jià)格便宜的特性而成為首選。

首先，需要一個(gè)圖像采集卡，例如Matrox Solios，這是邁創(chuàng)公司的一款數(shù)據(jù)采集卡，可以通過Labview 來驅(qū)動(dòng)，然后，通過FPGA模塊和Input Adapter 和Output Adapter 模塊將HMI屏幕上的數(shù)據(jù)直接采集到電腦上，可以支持顯示尺寸 從320x240 到 1920x720，最后通過電腦上的軟件將采集的圖像保存供自動(dòng)化比對(duì)時(shí)使用。在圖像抓取前有一項(xiàng)重要的工作就是定義你所要抓取的圖像的中心點(diǎn)，這個(gè)中心點(diǎn)就是用來定義坐標(biāo)的起始位置。然后再定義每個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)，這樣就可以保證每一個(gè)像素不會(huì)被遺漏掉。像素下載工具的通信速率也要滿足被測(cè)試對(duì)象的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般來說，在沒有進(jìn)入動(dòng)畫視頻時(shí)代的儀表HMI，60fps的通信速率已經(jīng)可以滿足需求。同時(shí)，為了適用不同屏幕大小的需求，圖像下載工具還要有能夠配置下載圖像的區(qū)域大小，可以通過編輯FPGA來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

對(duì)于一個(gè)設(shè)備，它的適用性也很重要，為了使圖像下載工具能夠適用不同項(xiàng)目的需求，可以通過更改input adapter 上的Display Connector的接口形式來擴(kuò)展其適用性。在數(shù)據(jù)采集軟件工具的控制面板上我們可以通過定義采集的時(shí)間間隔，采集后保存圖片的格式 等等。

以上就是從結(jié)構(gòu)上介紹了汽車儀表HMI功能測(cè)試的方法，將圖像生成，圖像采集，圖像對(duì)比做了簡(jiǎn)單的介紹，相信隨著科技的進(jìn)步，更高級(jí)，自動(dòng)化程度更高的測(cè)試方法還會(huì)被發(fā)明出來。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 專著--楊杰.數(shù)字圖像處理及MATLAB實(shí)現(xiàn)[ISBN9787121111723].第一版.電子工業(yè)出版社.2010年7月