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博世张绍柏:软件方案之智能座舱自动化测试

2020-06-10 11:50 中国新闻资讯 点击次数 :

  6月4日,“2020首届软件定义汽车云论坛”以网络视频直播的形式顺利召开。本次论坛主要围绕“软件定义汽车”趋势下企业的思考与战略选择展开探讨,为业界搭建一个沟通、学习的平台。下面是博世(中国)投资有限公司张绍柏在本次论坛上的发言:


 

  大家好,我是来自博世(中国)投资有限公司的张绍柏,非常荣幸今天有机会在盖世组织的云论坛和大家交流一下关于智能座舱的发展和未来在测试方面的挑战及于博世而言,如何去面对这个新的技术难题。

  我今天的分享主要包括三个内容:

  第一,智能座舱系统现状、未来发展趋势

  第二,传统的智能座舱在测试领域中所面临的新的挑。

  第三,在测试领域,市场对智能座舱有什么新的要求及博世的方案

  正式开始介绍智能座舱之前,和大家简单介绍一下我目前所在的博世RBEI。RBEI是博世除了德国以外全球最大的设计研发中心,成立于1990年,目前大概有2万人左右。2019年营收10亿美金左右,业务领域包括汽车相关,工厂生产、高新技术和健康医疗、智慧农业,今天给大家介绍的智能座舱隶属于汽车业务板块。对博世和RBEI而言,一直秉承着3S(Sensor,Service和Solution)的服务理念,给客户带来全新的服务和体验。

  上面是对RBEI的简单介绍。现在给大家介绍下我们对智能座舱系统目前和未来发展趋势的一些看法,及对整个汽车行业带来的变化和影响。

  那我们把时间轴聚焦在2015到2025看下驾驶技术的演进,以ACC和车道保持为例,2015年在ACC或车道保持上,只能给我们提供横向和纵向的控制或提示。到2017年以后,会实现部分的自动化,横向和纵向的提醒,比如提醒驾驶员在某一个地方偏航了,需要回到正确的位置。

  2021年的市场可能会实现在高速上驾驶辅助全自动化的提示,2025年以后,会实现全自动化,并且不需要驾驶员主动人为干涉。基于这样的变化,对整车电子电气架构而言会带来什么变化,这是作为汽车人来说需要深思的问题。

  关于未来电子电气架构发展变化,我们认为会分为这几个层级,第一个云端,下面就是传感器、执行器。未来电子架构里,会有几个大的模块和维度,第一个跟自动驾驶相关。第二个跟域控制器相关的。第三个是今天所探讨的智能座舱。

  未来的电子电气架构,每个域控制器都会有不同的特征,会涉及到安全等级或者性能、操作系统和相关的电源输入。对汽车通讯领域来说,就会涉及到不管是每一个域控制器还是域控制器跟下属子控制器的通讯方式也会有本质上的变化。比如未来整车、ADAS、智能座舱间会以以太网的方式来通讯,而域控制器及其关联控制器主要还是以CAN/CANFD为主。

  中间主要是传统的与外部连接时作为接口,网关或者车身的控制器,会归在这一类。对智能座舱来说,我们会把所有跟驾驶员直接进行交互或者说直接可以触碰的,能感知到的,包括仪表、多媒体显示,多功能方向盘等等,归在智能座舱里。在这里可以看到未来电子电气架构的发展,在计算层分为这几类,下面域控制器,跟它下属控制单元,通过其他的通讯方式和它进行交互。

  那我们来探讨下智能座舱所实现的智能化的驾驶方式目前达到了什么样的层次?对今天而言,智能座舱已经实现了车内的娱乐系统、导航、驾驶辅助系统等相关控制单元的互动,而且操作非常便利。整车娱乐系统的架构,因为在不断在发展和进步,需要实现互联,包括车内互联网的运用提升。同时在智能座舱系统里,包括驾驶员系统,娱乐系统,需要随时随地或者是无时无刻和驾驶员进行紧密的交流互动。智能座舱系统不仅可在传统的车上得以应用,对商用车甚至是未来的摩托车,都可以应用。

  智能座舱未来的技术趋势是什么?要实现自动化、互联化、电气化跟消费电子之间的结合。这几个方面都会对未来智能座舱产生极大的影响。那我们来探讨下最终用户期望能达到什么样的程度?

  第一,无边界,无边界意味着什么呢?意味着我们可以在任何地点操作座舱里的任何按键,随时去访问数据和享受服务。

  第二,对驾驶员而言,希望我的车可以照顾我,我坐在车里,要保证我和其他人不会受到伤害。

  第三,整体交互,所有的屏幕,所有的输入、输出要以简单、高效和有趣的互动方式去帮助我实现我想要做的操作。

  第四,未来的智能座舱是需要实现自我延伸,随我所想,要知道在什么时候我需要做什么

  无论是无边界还是车辆的高度智能,还是对整体的交互,都非常切合目前市面上比较流行的数字化。所有的技术革新最终都会以代码的形式或者是机器可以识别的语言,呈现在我们眼前。

  技术在不断升级迭代,对于智能座舱的未来发展方向,我们需要持续去关注。

  博世认为未来的智能座舱会有以下几个方面的技术革新:

  第一,系统的集成。

  第二,一定需要具备高清晰度。

  第三,方便用户的使用或者能帮助并结合使用习惯,去做一些调整。

  第四,互联性。

  系统集成里,会实现基于云端的架构开发,可以兼容多操作系统的能力,同时也可以跟个人的设备、电子设备进行集成。在高清晰显示方面,以后会使用OLED屏,会对图像进行标定,包括可以做一些个性化的设置,也会结合AR的显示。

  为了便于使用和交互,UX会对整体进行优化,包括首次控制、自然语言的对话,像百度集成了小度,用户可以跟小度直接对话,帮我们操作相关的事情。互联里会应用目前比较主流的技术,包括人工智能、大数据的分析,来实现在任何地方,任何时间,随我所想,帮我排忧解难。

  以上是我们对智能座舱的发展趋势及未来技术革新的几点看法。

  作为OEM或者是Tier1,我们需要为市场和终端用户交付安全、可靠、智能的产品,这就要求我们Tier1生产出来一个产品,在交付给客户之前需要做大量的相关的各种测试验证,从而保证交付产品的安全可靠性。

  对传统的智能座舱测试来说,这就给我们带来了非常大的新的挑战,因为我们要结合我们以前所不熟悉的新的技术,包括OLED屏,或者基于云端。通常我们做智能座舱测试会有两种类型的手段,第一手动的验证方式;第二自动化的验证方式。

  当下手动验证方式最大的挑战是什么?因为智能座舱结合了大量的控制单元包括中控显示、抬头显示、多媒体系统、驾驶员的监控系统等,这么多的控制器集成起来,如果用传统的方式去做相应的测试,挑战会非常大。而且智能座舱会有越来越多复杂的互联解决方案,对驾驶员而言,他可能会收到很多来自多媒体系统或驾驶辅助这块来的命令。

  比如我们要听音乐,要去加油,要听广播,要用地图,要看天气,驾驶辅助里有一些道路偏航,有360度环视等等,这些信息都会在智能座舱里做一个呈现。这里举一个例子,驾驶员使用智能座舱,遇到危险,我们可以用E-call通过云端发送指令保证驾乘人员安全;又如我想把微信投在车上,把股票的信息呈现在车上,这些都是复杂的功能,较之前而言是不具备的。所有这些功能不管OEM还是Tier1,交付给终端客户之前,都需要去确保功能的可靠,去给客户呈现完美的产品。

  同样,如果退回到十年前,车机上主流的屏幕只有7寸屏甚至更小,到现在可以看到像特斯拉,包括国内新造车势力蔚来,用的都是15寸大屏,把所有信息都浓缩了,显示在主屏上,或者大的多媒体系统上面。这样对测试验证又带来了新的挑战,因为智能座舱是我们面向客户的第一道屏障,客户可能不太能快速的识别出我现在这个车加一箱油跑60公里和跑了120公里有多大影响。但智能座舱直接面向客户,客户发现我按一下某一个按键,可能出现了卡顿或者有一个小的闪烁,这时候就会有抱怨,为什么这个产品这么不可靠,用户体验不是这么完美。

  这些都是我们对传统智能座舱开展测试所面临的新的挑战。这里做了数据上的分析,在这张图上纵向的是M、VP、TT、PP、MP,用整车开发的节点做了数据对比。横向来看,对智能座舱而言,基本上包括了五个或者大于五个的单元,做了结合,我们称之为智能座舱系统。

  从整个研发开始到最终量产,我们初步估算了一下,在完全交付给终端客户之前,我们要完成大概11轮测试,这里面把每一种测试的类型做了一些分解,有全功能的,有些版本需要重新调整后测试。完成一个完整的整车或者智能座舱测试,大概需要耗费650天。

  常规的测试方法,当然会有车,可能会有台架,还会有一些小的测试台。对测试而言,也是一些花费,我们需要去搭、需要调整、需要投入大量的人力。

  除此以外,挑战还有什么?是不是我们需要专业的测试流程?我们是不是需要一个标准的模板?我们是不是需要有风险的预警?我们需不需要做可追溯或者远程测试,或者低成本的执行方式?可以说所有的所有,都是我们作为OEM或者Tier1目前的痛点。

  基于上面的信息,市场对智能座舱到底有什么样的需求?我们如何去面对这样的挑战?

  刚才我们提到智能座舱把所有的仪表、中控、主机、抬头显示等等跟驾驶员能交互的相关的控制单元都涵盖在里面,但是从横向来看,我们会把它分为这几个方面。第一个跟手机通讯相关。第二个跟互联相关,车上会有蓝牙、无线等等。第三个跟导航相关,中国会切换成北斗,美国用GPS,欧洲和俄罗斯会用Galileo,Glonass。广播会有不同的射频的支持,FM、EM等等其他的格式。

  所有这些都需要有一种合理的或者是高效的手段,来帮助我们解决所面临的困难。这是典型的智能座舱系统,如果我们能站在测试的角度上来说,如何去应对它。以主机为例,主机可能会跟其他的控制器或者故障模块交互,给供电,还有麦克风,还有相关通讯,还有语音的输出。

  有些射频的信号,FM、GPS、蓝牙和wifi,要跟主机进行输入,或者交互。主机可能需要智能座舱系统里的一块,做这样的事情就会需要有相关的外设帮助我们提高效率,或者是速率,这时候应运而生的我们需要机械臂或者是摄像头。通过不管机械臂或摄像头实现图片的抓取,或者对运动轨迹的模拟,让它通过自动的方式,取代人工的操作。

  我们刚才看到基于上面的描述有点类似于硬件在环系统。智能座舱系统里,如果用自动化的方式去实现效率或者是覆盖面的优化,或者客户、汽车厂会要求说这样的一套环境需要实现什么样的功能,我们分为几块,显示、触碰或者基于硬件在环做相关的测试,最后还有射频相关的。

  在显示里,会有启动时间、欢迎界面、报警提示、多语言等等,还有相关的动画,在自动化的手段里覆盖。触碰里面,有对触点自动识别、力度的把控,屏幕的切换,还有硬按键,对设备的开机或者关机,或者对空调温度的调节。

  如果完全应用硬件在环手段,就会对数字的IO,对模拟信号,模拟电压的方式,对电源点火,收音机的标准、信号,对无线的连接,信号的强度等等的覆盖。除此以外会对存储、语音的命名、总线的通信包括以太网的协议,进行全方位的监测。如果实现这样的功能上的覆盖,就可以说对智能座舱而言,我们完成一整套的测试验证并满足了客户的要求。

  那我们来看下我们最终呈现的方式,像我现在所展示的,它会有主题,右边会把智能座舱相关的模块分散,或者把它做一个集成性的方案体现在里面,然后我们会通过相关的手段,像刚才提到机械手、摄像头来对整个系统进行联动的测试。这只是一个事例来像大家展示我们智能座舱的界面之一。

  对智能座舱自动化的测试环境,我们分以下几个步骤来实施的。

  第一步,编一些测试序列,定义具体的步骤。

  第二步,对语法、命令进行检查。为什么我们会提到对语法和命令进行检测,因为智能座舱的自动化测试跟传统的硬件测试有本质上的区别。智能座舱相关的测试都是触点或者对屏幕进行操作,屏幕设计里都是以坐标轴的方式去呈现的,我们会对它的命令或者对相关的触点进行标定。

  有了这个以后,就会有相关的自动化的手段,或者是软件去做相关的支持。图上做了一个事例,这是自动化的测试软件,可以把前期做好的相关脚本或者是序列导入到这样的环境里面去,编译完以后,把相关的变量设置好,最终可以选择我们需要的测试环境,或者是内容,最终去执行。最后会有一个报告或者是报告的分析,这是传统的流程。

  这边是事例,大家可以做一些了解。因为智能座舱跟驾驶员会有直接的接触,驾驶员能感知到什么?能感知到的就是呈现到他眼前的东西,而这直接的决定了他的满意度。对智能座舱的自动化测试手段,就是帮助我们来判定哪些显示是对的,哪些显示是错的,如果错了,我们应该用什么方式把它体现出来。

  首先第一个看到的,是对字体的描述,上面是宋体,下面类似于日文,两者市面上有一些软件是可以把它做一个自动化的对比,提供给测试人员说这个地方是错的,最终可以回到测试路径里面找到对应的测试再对比结果。

  这是另外一个例子,主要是对图标进行比对。

  基于上面的理念,我们同样用自动化的手段和很传统的手动方式做了数据上的对比,同样的测试内容,我们切换了不同的方式以后,可以看到从效率上有大幅的提高。我们做了数据的比对,大概比传统的方式效率提升了5倍左右,相当于可以节约500人/天的工时。

  那今天在这里也给大家简单介绍下博世在智能座舱方面的一些进展和取得的成绩。

  在座的各位了解博世的知道,博世在整个行业里面有几重身份,第一我们是作为服务的提供商。第二我们是作为部件的提供商。可能有人会说你们是又做了裁判,又做了运动员。其实不然,在之前我介绍的时候就说,博世下属有一家公司叫RBEI,这家公司专门以工程为主,对智能座舱的设计,包括自动化的测试,包括对整个领域知识上的理解,我们都是有自己独特的造诣,我们会给外部客户提供这样的服务。这里面更多还是聚焦在智能座舱的开发。对智能座舱而言,我们具备的专业的团队,对整个周期或者是对相关的控制单元,包括之前提到的自动驾驶,都有很强的开发人员。我们对智能座舱进行验证,有自有的合适的自动化的测试工具。

  如现在像大家展示的这张图,因为它是完全针对于车机的显示去做相关的验证,我们可能需要发现有别于传统的输出输入的方式,更多的是以图片做对比。这是我们对整个智能座舱开展的高效的测试。

  上面大概介绍了智能座舱在测试里面所面临的挑战,我们是如何去应对。不仅仅是博世,我相信我们的同行会有同样的痛点,从传统的手动的方式到现在,市场上已经发出声音,我们需要有自动化的手段去应对这些挑战。对于博世而言,我们有自己相关的解决方案来赋能行业,今天与会的各位同行有对这块感兴趣、想做进一步了解的,欢迎会后交流和探讨。那我今天的介绍也到此结束,谢谢大家的聆听,也谢谢盖世提供这么好的交流平台!

(责任编辑:wangshuaigang)
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