盤玉蓮

摘 要：隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的高速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)技術(shù)日新月異，針對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的測(cè)試工作也越發(fā)具有挑戰(zhàn)性。目前智聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的實(shí)車測(cè)試工作主要還是依靠純?nèi)肆M(jìn)行，依然存在測(cè)試慢，且不全面的現(xiàn)象。針對(duì)上述所描述的現(xiàn)象，我們可以對(duì)這些問(wèn)題，發(fā)明一款能代替人力來(lái)進(jìn)行測(cè)試的設(shè)備，機(jī)械臂就是我們的研究對(duì)象，在不缺失用戶體驗(yàn)的情況下，它能完全代替人力來(lái)對(duì)那些規(guī)律且單一的測(cè)試項(xiàng)進(jìn)行測(cè)試。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián) 智能座艙 自動(dòng)化 臺(tái)架測(cè)試 機(jī)械臂

A Networked Automation Test Scheme Based on Robotic Arm Technology

Pan Yulian

Abstract：With the rapid development of intelligent networked vehicles， the technology of intelligent networked systems is changing with each passing day， and the testing of intelligent networked systems is becoming more and more challenging. At present， the real-vehicle testing work of the intelligent networked system is mainly carried out by pure manpower， and there is still a phenomenon of slow and incomplete testing. In response to the phenomenon described above， we can invent a device that can replace manpower to test these problems. The robotic arm is our research object. Without missing user experience， it can completely replace manpower to test regular and single test items.

Key words：intelligent network connection， intelligent cockpit， automation， bench test， robotic arm

1 背景技術(shù)

就目前機(jī)械臂的研究領(lǐng)域，對(duì)于制造業(yè)來(lái)說(shuō)，已相對(duì)成熟了，并且得到了廣泛應(yīng)用。相對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)車機(jī)方面的測(cè)試，目前還比較薄弱，且存在以下問(wèn)題：1、智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的各個(gè)軟件更新迭代快，人力測(cè)試難以跟上軟件開發(fā)的步伐。2、測(cè)試工作較為枯燥且千篇一律，長(zhǎng)久進(jìn)行同樣的工作易使測(cè)試人員產(chǎn)生疲憊感，測(cè)試過(guò)程難以把控。3、功能測(cè)試用例條目較多，穩(wěn)定性測(cè)試耗時(shí)長(zhǎng)，在有限的時(shí)間內(nèi)人力無(wú)法完全進(jìn)行測(cè)試，容易造成問(wèn)題遺漏。4、傳統(tǒng)的人力測(cè)試需要大量的測(cè)試人員投入，容易造成人力資源的浪費(fèi)。

那我們能否就這些方面，將機(jī)械臂自動(dòng)化這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)移到我們車輛智能座艙的測(cè)試方面呢？答案是肯定的，并且也能得到很好的應(yīng)用。對(duì)于這種測(cè)試要求不是特別高，并且結(jié)構(gòu)規(guī)律循環(huán)，我們完全可以用機(jī)械臂來(lái)代替我們?nèi)肆?lái)進(jìn)行測(cè)試，并且還能使我們的測(cè)試得到更好的管控，而且也很全面。

2 技術(shù)方案

2.1 方案介紹

（1）基于三自由度機(jī)械臂，配合圖像和文字識(shí)別技術(shù)，模擬人的點(diǎn)擊、雙擊、滑動(dòng)、語(yǔ)音控制等操作，實(shí)現(xiàn)實(shí)車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的自動(dòng)化測(cè)試。

（2）量化具體的測(cè)試指標(biāo)，覆蓋全功能測(cè)試、可靠性測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試等測(cè)試內(nèi)容。

2.2 具體實(shí)施方案

現(xiàn)有智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)實(shí)車測(cè)試需要靠人力進(jìn)行，系統(tǒng)更新發(fā)版時(shí)間較快，測(cè)試項(xiàng)覆蓋范圍廣且繁多，實(shí)車測(cè)試效率較低，難以跟上開發(fā)所需驗(yàn)證的步伐，且測(cè)試覆蓋度及一致性得不到保證，人力資源投入大。

本專利開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)實(shí)車自動(dòng)化測(cè)試方法，系統(tǒng)對(duì)機(jī)械手模擬人手的操作都進(jìn)行了高度封裝，主要?jiǎng)幼靼▎螕?、雙擊、長(zhǎng)按、滑屏、拖動(dòng)、喚醒、滅屏、圖像驗(yàn)證、條件判斷和循環(huán)等，機(jī)器人從客觀上去模擬用戶實(shí)際體驗(yàn)對(duì)車機(jī)進(jìn)行地各種操作和檢測(cè)?？梢愿鶕?jù)圖像自動(dòng)識(shí)別算法去檢測(cè)界面功能是否符合預(yù)期;顯示文本是否正確。合理安排和使用步驟不僅可以提高檢測(cè)精度，還可以提升用例健壯性。實(shí)現(xiàn)車機(jī)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的實(shí)車自動(dòng)化測(cè)試，量化具體的測(cè)試指標(biāo)，覆蓋基本功能測(cè)試、軟件穩(wěn)定性測(cè)試、可靠性測(cè)試等測(cè)試業(yè)務(wù)。主要實(shí)現(xiàn)方式如下：

（1）三軸機(jī)械臂：設(shè)備配置三自由度機(jī)器人，以滿足人機(jī)交互測(cè)試對(duì)觸控動(dòng)作的仿真需求。通過(guò)上位機(jī)軟件可以控制機(jī)械手完成單機(jī)、雙擊、滑屏、快速滑屏、連續(xù)滑屏、連續(xù)點(diǎn)擊、拖拽、長(zhǎng)按等操作。

（2）程控USB：通過(guò)上位機(jī)對(duì)USB的控制，可實(shí)現(xiàn)車機(jī)與U盤或手機(jī)的USB通斷功能，從而實(shí)現(xiàn)車機(jī)通過(guò)USB連接的多種功能。

（3）夾具：設(shè)備配有專用夾具，用于固定被測(cè)設(shè)備。該夾具可以固定2款大尺寸設(shè)備或四款小尺寸設(shè)備（如手機(jī)）。夾具調(diào)節(jié)方式靈活，滿足不同設(shè)備的固定。1、夾持方式：“旋鈕”配合“齒輪、梯形絲桿、直線滑軸”前后夾持式;2、產(chǎn)品兼容：“前后、左右、上下”微型調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以兼容不同尺寸規(guī)格產(chǎn)品;3、前后傳動(dòng)原理：圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)錐形齒輪、梯形絲桿轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。

（4）設(shè)備配置2組機(jī)器視覺(jué)相機(jī)，其中包含2個(gè)高清工業(yè)相機(jī)和2個(gè)高速相機(jī)。高清相機(jī)為500萬(wàn)像素，通過(guò)圖像識(shí)別方式定位機(jī)械手操作坐標(biāo)及驗(yàn)證界面遷移結(jié)果是否正確;高幀相機(jī)幀率為120fps，相機(jī)高頻率采集圖像，配合圖像處理算法，自動(dòng)計(jì)算響應(yīng)時(shí)間、流暢度。

（5）高清相機(jī)設(shè)置：“高清相機(jī)”即“定位相機(jī)”點(diǎn)擊“屏幕范圍”后的“獲取”，精確框選車機(jī)或手機(jī)的顯示區(qū)范圍，框選好車機(jī)或手機(jī)屏幕后，攝像頭就只把獲取到的框選區(qū)域傳輸?shù)絇C端進(jìn)行操作。注：屏幕偏暗時(shí)系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)框選屏幕范圍，可手動(dòng)框選或更換識(shí)別度較好的屏幕背景。

本技術(shù)的方案框圖如下：

實(shí)施方法：首先需要把測(cè)試前的腳本寫好，通過(guò)攝像頭去獲取手機(jī)或者車機(jī)屏幕中目標(biāo)元素，針對(duì)該元素我們可以使用機(jī)械臂對(duì)其進(jìn)行定位點(diǎn)擊操作，并且可以先針對(duì)預(yù)期結(jié)果進(jìn)行模板保存操作，以便于對(duì)測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的目標(biāo)元素進(jìn)行對(duì)比，在測(cè)試時(shí)獲取實(shí)際界面，根據(jù)所述模板信息判斷實(shí)際界面相對(duì)于目標(biāo)界面是否測(cè)試通過(guò);若測(cè)試通過(guò)，則獲取待操作模板的預(yù)設(shè)參照位置引導(dǎo)機(jī)械臂進(jìn)行下一步測(cè)試操作，根據(jù)測(cè)試需求對(duì)攝像頭采集的圖片進(jìn)行灰度測(cè)量，自動(dòng)框選出屏幕區(qū)域作為目標(biāo)界面，將實(shí)際界面的界面元素和所述模板進(jìn)行對(duì)比，所述實(shí)際界面的界面元素信息與模板信息匹配地越多，實(shí)際界面與目標(biāo)界面的相似度越高;若相似度大于對(duì)比閾值，則判定測(cè)試通過(guò);若相似度小于或等于對(duì)比閾值，則判定測(cè)試不通過(guò)。

3 該技術(shù)所解決的技術(shù)問(wèn)題

1、智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)更新迭代快，導(dǎo)致測(cè)試不及時(shí)、不充分問(wèn)題。

2、零件測(cè)試周期過(guò)長(zhǎng)，測(cè)試過(guò)程難以把控問(wèn)題。

3、傳統(tǒng)測(cè)試人力資源投入較大問(wèn)題。

4 該技術(shù)所帶來(lái)的有益效果

1、基于機(jī)械臂的自動(dòng)化測(cè)試可24小時(shí)進(jìn)行，此方案可提高測(cè)試效率，減少零件開發(fā)周期，快速應(yīng)對(duì)軟件版本的更新迭代所需要的測(cè)試。

2、此方案采用自動(dòng)化的測(cè)試方式，可減少實(shí)車測(cè)試人員資源的投入，更好的把控測(cè)試過(guò)程，充分利用時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，降本增效。

5 技術(shù)層面的創(chuàng)新點(diǎn)

1、將三自由度的機(jī)械臂、對(duì)應(yīng)測(cè)試對(duì)象的夾具及上位機(jī)自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)等設(shè)備集成開發(fā)運(yùn)用為手機(jī)軟件和車機(jī)的自動(dòng)化測(cè)試方法。

2、將機(jī)械臂代替人手模擬操作，在車機(jī)與手機(jī)軟件的開發(fā)周期內(nèi)進(jìn)行大量的功能與穩(wěn)定性測(cè)試，能充分利用時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。

3、機(jī)械臂將模擬人為實(shí)操，從客觀上去模擬用戶實(shí)際體驗(yàn)測(cè)試，把從人眼等感官上發(fā)現(xiàn)的軟件問(wèn)題一一暴露，協(xié)助開發(fā)人員進(jìn)行軟件優(yōu)化。

4、該技術(shù)可很大程度上降低人力資源的投入，解放雙手，并且能夠并行工作，達(dá)到創(chuàng)新創(chuàng)造、降本增效的目的。

6 結(jié)論

隨著日益增長(zhǎng)的生活和物質(zhì)需要，人們也越來(lái)越依靠科技進(jìn)步所帶來(lái)的便利。

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)用型應(yīng)用技術(shù)。實(shí)用型的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用技術(shù)，是目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，此類應(yīng)用技術(shù)的主要目的在于提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率在不同類型商品生產(chǎn)與制作流程中提高設(shè)備適應(yīng)性，為工業(yè)企業(yè)提供最大程度的生產(chǎn)動(dòng)力;此類應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于提升機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用效率，使其能夠最大程度減小操作難度，適應(yīng)于更多工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)與制作環(huán)節(jié)，滿足工業(yè)企業(yè)的實(shí)際操作需求 由于機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備在工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用廣泛，工業(yè)企業(yè)的需求需要以實(shí)用為主，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)用性、運(yùn)行效率要求較高。因此，工業(yè)企業(yè)中的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用從低到高的技術(shù)難度與從簡(jiǎn)到繁的進(jìn)化程序，以適應(yīng)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)與制作的實(shí)際要求，保證機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率。

伴隨著機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展， 其技術(shù)會(huì)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到其他各個(gè)領(lǐng)域中。 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展為解決人才就業(yè)問(wèn)題貢獻(xiàn)了力量。 隨著今后科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)不斷地發(fā)展和進(jìn)步 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)滲透到了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，如今，我們應(yīng)該立足國(guó)情，走自己的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展道路，勇于實(shí)踐、敢于探索創(chuàng)新。這樣才能形成高質(zhì)量、高效益的機(jī)械自動(dòng)化之路

自動(dòng)化測(cè)試可以將產(chǎn)品的知識(shí)固化到腳本中，以降低測(cè)試人員流動(dòng)對(duì)項(xiàng)目造成的影響。但是這個(gè)優(yōu)勢(shì)的前提是，這些腳本易于維護(hù)，這就需要一些必要的文檔，這又是另一個(gè)議題了。雖說(shuō)有些測(cè)試層面，可能自動(dòng)化測(cè)試無(wú)法做到，但是對(duì)于那些反復(fù)測(cè)試，規(guī)律循環(huán)，結(jié)構(gòu)單一的測(cè)試項(xiàng)，自動(dòng)化還是具備有優(yōu)勢(shì)的。

嚴(yán)格來(lái)講，自動(dòng)化測(cè)試每個(gè)階段都在做測(cè)試腳本維護(hù)，但是一個(gè)不值得維護(hù)的自動(dòng)化測(cè)試項(xiàng)目是不值得立項(xiàng)的。

參考文獻(xiàn)：

[1]基于Kinect的冗余機(jī)械臂直線推移操作控制郭迪孫富春劉華平黃文炳，20132013年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議.

[2]EAST遙操作柔性內(nèi)窺機(jī)械臂三維虛擬仿真系統(tǒng)研究.蘇興盧俊國(guó)，2014第26屆中國(guó)控制與決策會(huì)議.

[3]一種七自由度冗余機(jī)械臂阻抗控制研究.華磊.張福海.付宜利，2013第十屆中國(guó)智能機(jī)器人會(huì)議.

[4]基于模糊趨近的移動(dòng)機(jī)械臂目標(biāo)抓取方法.焦繼樂(lè).曹志強(qiáng).趙鵬.譚民，2013第十屆中國(guó)智能機(jī)器人會(huì)議.