車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

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1、車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 2019/12/04 車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)作為汽車智能化的重要表現(xiàn)，已經(jīng)成為智能汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。傳統(tǒng)車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)主要通過(guò)測(cè)試工程師手動(dòng)測(cè)試，語(yǔ)音控制系統(tǒng)識(shí)別率、覆蓋面等維度無(wú)法準(zhǔn)確驗(yàn)證。為滿足功能驗(yàn)證需求，提出一種基于語(yǔ)音仿真和機(jī)器視覺的車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證方案，通過(guò)搭建語(yǔ)音控制系統(tǒng)通用自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境，有效提高了測(cè)試效率和測(cè)試覆蓋度，同時(shí)通用自動(dòng)化測(cè)試序列可應(yīng)用于多個(gè)車型的語(yǔ)音控制系統(tǒng)

2、驗(yàn)證，大幅降低了時(shí)間成本和人力成本。 關(guān)鍵詞：車載語(yǔ)音；語(yǔ)音仿真；機(jī)器視覺；自動(dòng)化測(cè)試 1前言 隨著汽車電子智能化、網(wǎng)聯(lián)化的迅猛發(fā)展，車載電子電氣系統(tǒng)功能越來(lái)越復(fù)雜，語(yǔ)音控制系統(tǒng)作為關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)用戶體驗(yàn)和駕駛安全具有重要影響[1]。搭載語(yǔ)音控制系統(tǒng)，不僅提高了車載智能化體驗(yàn)性和娛樂性，還可以在駕駛過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的便捷控制[2-3]。為滿足用戶需求，當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主流車型大部分均已配備車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)[3]。目前，紅旗全系車型也將語(yǔ)音控制系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配置之一。為實(shí)現(xiàn)對(duì)紅旗系列車型車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)的高效功能驗(yàn)證，本文提出一種基于語(yǔ)音仿真和機(jī)器視覺

3、的車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)自動(dòng)化驗(yàn)證方案，利用語(yǔ)音仿真和機(jī)器視覺技術(shù)可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音指令仿真輸入和測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)回采，通過(guò)編制自動(dòng)化測(cè)試序列，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試和重復(fù)性測(cè)試，可有效提升測(cè)試效率，提高測(cè)試覆蓋度，對(duì)縮短產(chǎn)品周期和降低開發(fā)成本有重要意義。 2測(cè)試內(nèi)容梳理 車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)支持中文語(yǔ)音輸入，語(yǔ)音喚醒后，系統(tǒng)采用對(duì)話式交互方式，當(dāng)輸入語(yǔ)音指令后，如車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)識(shí)別失敗或成功時(shí)，系統(tǒng)提供相應(yīng)語(yǔ)音結(jié)果反饋、HMI提示及總線信號(hào)反饋[4-6]。車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)處理流程如圖1所示。車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)從功能層面上分為IVI系統(tǒng)控制功能和車輛控制功能，通過(guò)梳理

4、語(yǔ)音功能，為編寫測(cè)試用例及自動(dòng)化測(cè)試序列提供依據(jù)。 2.1IVI系統(tǒng)控制功能 IVI系統(tǒng)控制功能主要包括語(yǔ)音系統(tǒng)對(duì)IVI系統(tǒng)功能的識(shí)別控制，主要包括喚醒、通訊、導(dǎo)航、多媒體、系統(tǒng)設(shè)置、網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用功能的語(yǔ)音控制。IVI系統(tǒng)控制功能列表如表1所示。 2.2車輛控制功能 車輛控制功能主要是指語(yǔ)音系統(tǒng)對(duì)車身、空調(diào)功能的語(yǔ)音控制。車輛控制功能列表如表2所示。根據(jù)表2中各模塊功能定義，提取各項(xiàng)子功能語(yǔ)義直意和語(yǔ)義垂類語(yǔ)音指令[5]，生成IVI系統(tǒng)控制功能測(cè)試用例和標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音指令庫(kù)。 3測(cè)試環(huán)境搭建 結(jié)合車載語(yǔ)音控制

5、系統(tǒng)工作特性，利用語(yǔ)音模擬輸入模塊、音頻和圖像采集模塊、處理結(jié)果分析模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)的全自動(dòng)閉環(huán)測(cè)試，測(cè)試流程如圖2所示。語(yǔ)音模擬輸入模塊仿真輸入語(yǔ)音指令，利用信號(hào)采集模塊對(duì)車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)處理結(jié)果進(jìn)行采集，并由上位機(jī)分析軟件對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行分析判斷。 3.1語(yǔ)音模擬輸入模塊 測(cè)試環(huán)境配置NIPXI-4461模擬音頻信號(hào)發(fā)生和采集板卡，結(jié)合上位機(jī)音頻仿真軟件和功率放大器仿真語(yǔ)音指令輸入，PXI-4461具有如下特性[6]：（1）動(dòng)態(tài)范圍118dB；（2）采樣率可達(dá)204.8kS/s；（3）輸出頻率可達(dá)92kHz。通過(guò)分析車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)功能模塊，編輯標(biāo)

6、準(zhǔn)語(yǔ)音輸入文檔，并生成標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音指令庫(kù)，上位機(jī)軟件NITestStand直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)指令庫(kù)中的語(yǔ)音指令，經(jīng)HIL仿真設(shè)備輸出至音頻發(fā)生和采集板卡音頻發(fā)生通道和功放，實(shí)現(xiàn)對(duì)人類語(yǔ)音控制指令的仿真，圖3所示為語(yǔ)音仿真輸入模塊示意圖。 3.2反饋信號(hào)采集模塊 為滿足測(cè)試需求，利用音頻、圖像和總線采集模塊采集車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)聲音提示反饋、HMI反饋以及車輛總線信號(hào)反饋信息。該模塊包括音頻采集組件、圖像采集組件、高速CAN通信板卡，圖4所示為反饋信號(hào)采集模塊示意圖。為避免環(huán)境噪音和光線對(duì)測(cè)試質(zhì)量產(chǎn)生干擾，反饋信號(hào)采集模塊集成在屏蔽暗箱內(nèi)。圖像采集組件包括工業(yè)攝像機(jī)和圖像采集

7、板卡PXIe-1435，音頻采集組件由聲學(xué)測(cè)量麥克風(fēng)、NIPXI-4461模擬音頻信號(hào)發(fā)生和采集板卡組成，CAN通信板卡采用雙通道高速CAN通信板卡PXI-8512/2。模塊組件關(guān)鍵特征參數(shù)見表3。 3.3上位機(jī)分析處理模塊 反饋信號(hào)采集模塊將采集到的音頻信號(hào)、圖像信號(hào)和CAN總線信號(hào)回傳至上位機(jī)，由上位機(jī)分析處理軟件分析CAN總線響應(yīng)邏輯和音頻幅頻信號(hào)的波形曲線、信噪比、失真度、頻響特征[7]，并將采集到的圖像信息與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比對(duì)，判斷車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)對(duì)語(yǔ)音指令的響應(yīng)是否滿足要求。上位機(jī)自動(dòng)化測(cè)試序列如圖5所示。 4測(cè)試結(jié)果分析

8、 以紅旗某車型車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)測(cè)試為例，根據(jù)測(cè)試需求可分別進(jìn)行系統(tǒng)全功能測(cè)試和語(yǔ)音指令重復(fù)性測(cè)試，系統(tǒng)全功能測(cè)試針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音庫(kù)中的語(yǔ)音指令進(jìn)行逐一測(cè)試，可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能缺陷檢查；語(yǔ)音指令重復(fù)性測(cè)試可針對(duì)某條語(yǔ)音指令進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)試，計(jì)算系統(tǒng)識(shí)別率。全功能測(cè)試用例及執(zhí)行結(jié)果見表4。語(yǔ)音指令重復(fù)性測(cè)試以語(yǔ)音指令“播放音樂”和“暫停播放”為例，單例語(yǔ)音指令重復(fù)測(cè)試300次，測(cè)試結(jié)果見表5。 5結(jié)束語(yǔ) 車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)驗(yàn)證環(huán)境具有較高通用性，適用于紅旗全系車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)的功能驗(yàn)證，同一自動(dòng)化測(cè)試序列可應(yīng)用于系統(tǒng)多輪次重復(fù)測(cè)試，且全自動(dòng)化驗(yàn)證環(huán)境可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷測(cè)

9、試，并自動(dòng)出具過(guò)程文件及測(cè)試報(bào)告，人力成本和時(shí)間成本大幅降低。利用該驗(yàn)證環(huán)境可以在研發(fā)階段檢驗(yàn)車載語(yǔ)音控制系統(tǒng)各功能模塊缺陷項(xiàng)和識(shí)別率，有利于研發(fā)人員進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，保證了車載信息娛樂系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量。 參考文獻(xiàn) [4]朱敏慧.語(yǔ)音技術(shù)加速網(wǎng)聯(lián)汽車個(gè)性化[J].汽車與配件,2015(50):38. [7]邱程,梁子龍,李凱,等.基于分層抽樣的車載離線語(yǔ)音識(shí)別實(shí)車測(cè)試方法[C].2016中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集,2016. [8]李斌,尚超.基于PXI-4461和LabVIEW的水聲信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].艦船電子工程,2013,33(01):131-133. [9]張勇,張溯,王旭東,等.基于時(shí)頻域特征的場(chǎng)景音頻研究[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2018,36(03):81-86.