车载语音控制系统自动化验证方案设计与实现

2019-11-28刘臣园张东波林杰郭天娇李治民

汽车文摘 2019年12期

关键词：板卡车载音频

刘臣园张东波林杰郭天娇李治民

（中国第一汽车股份有限公司智能网联开发院，长春 130013）

主题词：车载语音语音仿真机器视觉自动化测试

缩略语

IVI In-Vehicle Infotainment

HMI Human Machine Interface

POI Point of Interest

TTS Text To Speech

HIL Hardware In Loop

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1 前言

随着汽车电子智能化、网联化的迅猛发展，车载电子电气系统功能越来越复杂，语音控制系统作为关键技术之一，对用户体验和驾驶安全具有重要影响[1]。搭载语音控制系统，不仅提高了车载智能化体验性和娱乐性，还可以在驾驶过程中实现对车辆的便捷控制[2-3]。为满足用户需求，当前国内市场主流车型大部分均已配备车载语音控制系统[3]。目前，红旗全系车型也将语音控制系统作为标准配置之一。

为实现对红旗系列车型车载语音控制系统的高效功能验证，本文提出一种基于语音仿真和机器视觉的车载语音控制系统自动化验证方案，利用语音仿真和机器视觉技术可实现语音指令仿真输入和测试结果的自动回采，通过编制自动化测试序列，可以实现对车载语音控制系统自动化测试和重复性测试，可有效提升测试效率，提高测试覆盖度，对缩短产品周期和降低开发成本有重要意义。

2 测试内容梳理

车载语音控制系统支持中文语音输入，语音唤醒后，系统采用对话式交互方式，当输入语音指令后，如车载语音控制系统识别失败或成功时，系统提供相应语音结果反馈、HMI提示及总线信号反馈[4-6]。车载语音控制系统处理流程如图1所示。

图1 车载语音控制系统处理流程

车载语音控制系统从功能层面上分为IVI系统控制功能和车辆控制功能，通过梳理语音功能，为编写测试用例及自动化测试序列提供依据。

2.1 IVI系统控制功能

IVI系统控制功能主要包括语音系统对IVI系统功能的识别控制，主要包括唤醒、通讯、导航、多媒体、系统设置、网联应用功能的语音控制。IVI系统控制功能列表如表1所示。

3.人际交往中传递不实信息。作为90后的大学生，网络等虚拟世界已经成为大学生们的生活必须，在这个虚拟世界形成的众多不良交往习惯，必然对现实生活产生特殊影响。存在较为严重的问题就是同学之间的交往不真诚,做人不诚实,当面一套背后一套,表里不一,言行虚伪。经常承诺,但从不兑现。个人交往中借钱不还,借物不归。在这样的环境下,同学之间很难建立深厚的友谊。

表1 IVI系统控制功能

2.2 车辆控制功能

车辆控制功能主要是指语音系统对车身、空调功能的语音控制。车辆控制功能列表如表2所示。

表2 车辆控制功能

根据表2中各模块功能定义，提取各项子功能语义直意和语义垂类语音指令[5]，生成IVI系统控制功能测试用例和标准语音指令库。

3 测试环境搭建

结合车载语音控制系统工作特性，利用语音模拟输入模块、音频和图像采集模块、处理结果分析模块，实现对车载语音控制系统的全自动闭环测试，测试流程如图2所示。语音模拟输入模块仿真输入语音指令，利用信号采集模块对车载语音控制系统处理结果进行采集，并由上位机分析软件对处理结果进行分析判断。

3.1 语音模拟输入模块

测试环境配置NI PXI-4461模拟音频信号发生和采集板卡，结合上位机音频仿真软件和功率放大器仿真语音指令输入，PXI-4461具有如下特性[6]：

（1）动态范围118 dB；

（2）采样率可达204.8 kS/s；

（3）输出频率可达92 kHz。

图3 语音仿真输入模块

3.2 反馈信号采集模块

为满足测试需求，利用音频、图像和总线采集模块采集车载语音控制系统声音提示反馈、HMI反馈以及车辆总线信号反馈信息。该模块包括音频采集组件、图像采集组件、高速CAN通信板卡，图4所示为反馈信号采集模块示意图。

图4 反馈信号采集模块

为避免环境噪音和光线对测试质量产生干扰，反馈信号采集模块集成在屏蔽暗箱内。图像采集组件包括工业摄像机和图像采集板卡PXIe-1435，音频采集组件由声学测量麦克风、NI PXI-4461模拟音频信号发生和采集板卡组成，CAN通信板卡采用双通道高速CAN通信板卡PXI-8512/2。模块组件关键特征参数见表3。