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1、車載語音控制系統(tǒng)自動化驗證設(shè)計實現(xiàn) 車載語音控制系統(tǒng)自動化驗證設(shè)計實現(xiàn) 2019/12/04 車載語音控制系統(tǒng)作為汽車智能化的重要表現(xiàn)，已經(jīng)成為智能汽車的標準配置之一。傳統(tǒng)車載語音控制系統(tǒng)主要通過測試工程師手動測試，語音控制系統(tǒng)識別率、覆蓋面等維度無法準確驗證。為滿足功能驗證需求，提出一種基于語音仿真和機器視覺的車載語音控制系統(tǒng)自動化驗證方案，通過搭建語音控制系統(tǒng)通用自動化測試環(huán)境，有效提高了測試效率和測試覆蓋度，同時通用自動化測試序列可應(yīng)用于多個車型的語音控制系統(tǒng)

2、驗證，大幅降低了時間成本和人力成本。 關(guān)鍵詞：車載語音；語音仿真；機器視覺；自動化測試 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)功能越來越復(fù)雜，語音控制系統(tǒng)作為關(guān)鍵技術(shù)之一，對用戶體驗和駕駛安全具有重要影響[1]。搭載語音控制系統(tǒng)，不僅提高了車載智能化體驗性和娛樂性，還可以在駕駛過程中實現(xiàn)對車輛的便捷控制[2-3]。為滿足用戶需求，當前國內(nèi)市場主流車型大部分均已配備車載語音控制系統(tǒng)[3]。目前，紅旗全系車型也將語音控制系統(tǒng)作為標準配置之一。為實現(xiàn)對紅旗系列車型車載語音控制系統(tǒng)的高效功能驗證，本文提出一種基于語音仿真和機器視覺

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

4、語音功能，為編寫測試用例及自動化測試序列提供依據(jù)。 2.1IVI系統(tǒng)控制功能 IVI系統(tǒng)控制功能主要包括語音系統(tǒng)對IVI系統(tǒng)功能的識別控制，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音系統(tǒng)對車身、空調(diào)功能的語音控制。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，提取各項子功能語義直意和語義垂類語音指令[5]，生成IVI系統(tǒng)控制功能測試用例和標準語音指令庫。 3測試環(huán)境搭建 結(jié)合車載語音控制

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

6、準語音輸入文檔，并生成標準語音指令庫，上位機軟件NITestStand直接調(diào)用標準指令庫中的語音指令，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，實現(xiàn)對人類語音控制指令的仿真，圖3所示為語音仿真輸入模塊示意圖。 3.2反饋信號采集模塊 為滿足測試需求，利用音頻、圖像和總線采集模塊采集車載語音控制系統(tǒng)聲音提示反饋、HMI反饋以及車輛總線信號反饋信息。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所示為反饋信號采集模塊示意圖。為避免環(huán)境噪音和光線對測試質(zhì)量產(chǎn)生干擾，反饋信號采集模塊集成在屏蔽暗箱內(nèi)。圖像采集組件包括工業(yè)攝像機和圖像采集

7、板卡PXIe-1435，音頻采集組件由聲學測量麥克風、NIPXI-4461模擬音頻信號發(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上位機分析處理模塊 反饋信號采集模塊將采集到的音頻信號、圖像信號和CAN總線信號回傳至上位機，由上位機分析處理軟件分析CAN總線響應(yīng)邏輯和音頻幅頻信號的波形曲線、信噪比、失真度、頻響特征[7]，并將采集到的圖像信息與標準圖像進行比對，判斷車載語音控制系統(tǒng)對語音指令的響應(yīng)是否滿足要求。上位機自動化測試序列如圖5所示。 4測試結(jié)果分析

8、 以紅旗某車型車載語音控制系統(tǒng)測試為例，根據(jù)測試需求可分別進行系統(tǒng)全功能測試和語音指令重復(fù)性測試，系統(tǒng)全功能測試針對標準語音庫中的語音指令進行逐一測試，可對系統(tǒng)進行功能缺陷檢查；語音指令重復(fù)性測試可針對某條語音指令進行多次重復(fù)測試，計算系統(tǒng)識別率。全功能測試用例及執(zhí)行結(jié)果見表4。語音指令重復(fù)性測試以語音指令“播放音樂”和“暫停播放”為例，單例語音指令重復(fù)測試300次，測試結(jié)果見表5。 5結(jié)束語 車載語音控制系統(tǒng)驗證環(huán)境具有較高通用性，適用于紅旗全系車載語音控制系統(tǒng)的功能驗證，同一自動化測試序列可應(yīng)用于系統(tǒng)多輪次重復(fù)測試，且全自動化驗證環(huán)境可實現(xiàn)24小時不間斷測

9、試，并自動出具過程文件及測試報告，人力成本和時間成本大幅降低。利用該驗證環(huán)境可以在研發(fā)階段檢驗車載語音控制系統(tǒng)各功能模塊缺陷項和識別率，有利于研發(fā)人員進行針對性改進，保證了車載信息娛樂系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量。 參考文獻 [4]朱敏慧.語音技術(shù)加速網(wǎng)聯(lián)汽車個性化[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音識別實車測試方法[C].2016中國汽車工程學會年會論文集,2016. [8]李斌,尚超.基于PXI-4461和LabVIEW的水聲信號采集系統(tǒng)設(shè)計[J].艦船電子工程,2013,33(01):131-133. [9]張勇,張溯,王旭東,等.基于時頻域特征的場景音頻研究[J].吉林大學學報(信息科學版),2018,36(03):81-86.