[發(fā)明專利]用于生成用于自主車輛的測試用例的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610961731.1
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN107015483A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗雷德里克·斯蒂芬;阿蘭·瑪麗·羅杰·謝瓦利爾;邁克爾·馬爾拜;埃萬蓋洛斯·比特薩尼斯
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G06F11/36
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11278
• 代理人: 楊帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及根據(jù)專利權(quán)利要求1和11的前序部分的用于生成用于自主車輛的測試用例的方法和裝置。

背景技術(shù)

對于系統(tǒng)級的軟件驗(yàn)證和確認(rèn)，傳統(tǒng)上指定系統(tǒng)的一組刺激和預(yù)期反應(yīng)。直接從相應(yīng)要求推斷出該刺激和預(yù)期反應(yīng)。這些要求的范圍以及因此還有測試用例的范圍，通常限制于一組有限的識別的應(yīng)用實(shí)例。通常，測試用例由測試工程師使用軟件測試工具來指定。這種工具可以包含用于協(xié)助測試自動化以及用于提高測試成熟度(版本管理、任務(wù)跟蹤器、圖形測試規(guī)范等)的功能。

還有用于軟件實(shí)施沒有侵犯特定規(guī)則的更系統(tǒng)的檢查的正式驗(yàn)證方法。

在系統(tǒng)級用于自主車輛的軟件的測試帶來新的挑戰(zhàn)，即屬于這種系統(tǒng)的該組應(yīng)用實(shí)例幾乎是無限的。實(shí)際上，系統(tǒng)因此必須能夠處理任何駕駛員在其一生中可能面對的大多數(shù)駕駛狀況。不同的駕駛員面對不同類型的應(yīng)用實(shí)例，取決于大量的環(huán)境因素(其他道路使用者、一天中的時(shí)間、天氣、健康、車輛磨損、道路狀況等)。這些因此似乎是極多的測試組合。

用于自主車輛的虛擬測試環(huán)境是已知的。例如，期刊“機(jī)電一體化”，ATZ 01/2008，卷110，頁2-8中的出版物“車輛在回路中”，描述了用于駕駛員輔助系統(tǒng)的測試和仿真環(huán)境，不在公共道路交通中移動而是在自由表面或測試區(qū)域上移動的真實(shí)的試驗(yàn)車輛在該測試和仿真環(huán)境中與駕駛模擬器結(jié)合。用被稱為“車輛在回路中”的這種測試設(shè)置，在沒有風(fēng)險(xiǎn)的情況下測試駕駛員輔助功能如何對虛擬駕駛環(huán)境中的其他虛擬交通或其他虛擬物體作出反應(yīng)是可能的。

SIMUL 2014，ISBN 978 1 61208 371 1，頁14-17的“朝向作為關(guān)鍵情況的自主車輛的混合實(shí)際/虛擬仿真”，描述了特別在虛擬傳感器和真實(shí)的車輛作為“仿真回路中的硬件”的情況下，作為關(guān)鍵情況的自主車輛的混合實(shí)際/虛擬仿真。

然而，仍然有對改進(jìn)的工具和方法的需要，其可以更有效地生成用于自主車輛的測試用例。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在系統(tǒng)級允許用于自主車輛的測試用例的自動生成，以及特別是在系統(tǒng)級輔助工程師識別必要的所有測試以便驗(yàn)證自主車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)。

該目的是通過具有專利權(quán)利要求1和11的特征的方法和裝置來實(shí)現(xiàn)。

在從屬權(quán)利要求中規(guī)定本發(fā)明的有利改進(jìn)。

根據(jù)本發(fā)明的方法使用多達(dá)3種類型的輸入變量：駕駛員的真實(shí)駕駛員體驗(yàn)(海量數(shù)據(jù))；為自主車輛限定的應(yīng)用實(shí)例；以及安全和可靠性過程可能所需的特殊應(yīng)用實(shí)例。

生成的測試用例可以是占位符，即系統(tǒng)以旨在要測試的高級編程語言生成測試用例標(biāo)題和簡要說明。特別地，測試用例可以直接是以高級編程語言的說明和正式測試指令，其可以由機(jī)器解釋。

通過在系統(tǒng)級為合適的測試用例的有效識別提供自動化平臺，因此對正在開發(fā)的用于自主車輛的軟件測試的新的挑戰(zhàn)作出反應(yīng)是可能的。

根據(jù)本發(fā)明的方法是基于作為輸入變量的至少一個(gè)來自真實(shí)的駕駛員體驗(yàn)的數(shù)據(jù)源的分析，并且最好是作為另外的輸入變量的預(yù)定義的系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例以及安全和可靠性相關(guān)的系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。

真實(shí)的駕駛員體驗(yàn)是收集的現(xiàn)實(shí)世界中經(jīng)過相對長的一段時(shí)間車輛車隊(duì)中的許多車輛的駕駛員的體驗(yàn)。駕駛員是所有那些例如駕駛特定品牌或特定類型的車輛的駕駛員。收集例如CAN總線數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、車輛通信數(shù)據(jù)等這樣的海量數(shù)據(jù)。分析并分類所有這些數(shù)據(jù)以便識別駕駛狀況并且編譯駕駛狀況連同其頻率的集合。駕駛狀況可以通過不同的方法分類。例如目錄可以給出什么類型的狀況是相關(guān)的這樣的粗略指示，例如靜止、加速、緊急制動、啟動發(fā)動機(jī)等。可選地，分類算法可以在例如車輛速度、發(fā)動機(jī)速度、踏板使用等這樣的不同特征方面編譯駕駛狀況組。

根據(jù)以這種方式識別的駕駛狀況，生成測試用例，該測試用例在此也被稱為來自現(xiàn)實(shí)世界的測試用例。也可以分析導(dǎo)致特定駕駛狀況的各種步驟和駕駛員的平均反應(yīng)。這種信息然后形成測試用例的生成的步驟和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。可以識別的代表性測試用例的一個(gè)示例是車輛在交通信號燈處的平緩減速和停止。在海量數(shù)據(jù)和預(yù)測分析的幫助下，通常可以執(zhí)行駕駛狀況的識別和測試用例的生成。