一体化多通道自动化测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于测控技术领域，更具体地，涉及一体化多通道自动化测试系统及测试方法，用于对一套或同时对多套综合控制系统进行测试。

背景技术

测试测控技术涉及武器装备地面常规通用测试保障，为装备的可靠性和使用的成功率提供服务，直接关系武器装备是否能够正常工作。目前的测试系统，测试主控器部分与供电部分、显示部分独立分离，且一个测试设备只能测试一个产品，测试信息和结果不能交互共享，影响产品测试效率，测试功能扩展有限；在做极性检查时，需要人工手摇转台，人工判读极性检查是否合格，不适应大批量产品测试以及实时监测测试结果，效率低，自动化程度低。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一体化多通道自动化测试系统及测试方法，具有一体化、自动化、可扩展性的优点。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一体化多通道自动化测试系统，用于对一套或同时对多套综合控制系统进行测试，包括：自动化测试仪、六自由度平台和图像视觉极性检查装置，所述自动化测试仪用于控制对所述综合控制系统进行供电、发送测试指令、采集测试信号和测试信号分析，所述六自由度平台用于带动所述综合控制系统在六个自由度上按照所述测试指令运动，所述图像视觉极性检查装置用于采集所述综合控制系统中舵片组件的图像并判断所述舵片组件的偏转方向与所述测试指令中指定的方向是否一致，并将判断结果发送给所述自动测试仪。

优选的，所述自动化测试仪包括机柜、程控供电电源、主控器、适配器和切换器，所述程控供电电源、所述主控器、所述适配器、所述切换器按照预先设计的位置安装在所述机柜上；

所述程控供电电源用于给所述综合控制系统和所述适配器供电；

所述主控器用于与所述程控供电电源、所述适配器、所述切换器、所述综合控制系统、所述图像视觉极性检查装置和所述六自由度平台进行信息交互与信息处理；

所述适配器用于对所述主控器与所述综合控制系统间的信息交互信号进行调理，还用于对所述程控供电电源供电信号进行调理，还用于对所述程控供电电源的供电电压进行信号采集；

所述切换器用于与所述主控器进行人机信息交互。

优选的，所述主控器采用标准PCI总线规范设计，包括：数字量功能板卡、模拟量功能板卡、串口功能板卡、CAN功能板卡，所述主控器留有备用的PCI/PCIe插槽，所述PCI/PCIe插槽用于按需扩展其他功能板卡，所述主控器带多个千兆网口，所述主控器通过所述串口功能板卡与所述程控供电电源进行串口通讯，所述主控器通过所述千兆网口与所述六自由度平台、所述图像视觉极性检查装置进行信息交互。

优选的，所述程控供电电源包括第一程控电源和第二程控电源，所述程控供电电源通过串口连接电缆与所述主控器进行通讯，并通过供电电缆为所述综合控制系统进行模拟控制供电、模拟舵机供电和模拟载机供电，为所述适配器供电，供电电压范围在22V～32V。

优选的，所述适配器包含信号调理板、板卡连接电缆和测试转接电缆，所述适配器还用于实现对所述数字量功能板卡的开入量和开出量、所述串口功能板卡的串口信号、所述CAN功能板卡的CAN信号、所述模拟量功能板卡的采集信号进行分路，以实现不同所述综合控制系统的信号互相独立。

优选的，所述信号调理板用于根据所述数字量功能板卡的开关量控制对所述综合控制系统实现顺序上电；还用于根据所述数字量功能板卡的开入量，采集所述综合控制系统的信号；还用于根据所述模拟量功能板卡采集模拟载机供电电压、模拟控制供电电压和模拟舵机供电电压。

优选的，一体化多通道自动化测试系统还包括数据管理系统，用于实现对测试数据的管理。

优选的，所述综合控制系统的测试包括集成测试、电源拉偏测试、自动化极性检查测试、所述综合控制系统中的惯组的性能测试以及所述综合控制系统中综合控制器的单元测试；

所述集成测试是模拟和验证所述综合控制系统的飞行控制流程；

所述单元测试是测试所述综合控制器各个对外接口的电气连接是否正常，所述综合控制器内部相关信号是否连接正常；

所述自动化极性检查测试是测试所述舵片组件的偏转方向与所述测试指令中规定的方向是否一致。

按照本发明的第二方面，提供了利用上述任一项所述的一体化多通道自动化测试系统的测试方法，包括步骤：

启动所述自动化测试仪、所述六自由度平台和所述图像视觉极性检查装置；

利用所述自动化测试仪向所述综合控制系统进行供电，控制所述综合控制系统进行自检，若自检正常，将所述综合控制系统的MEMS传递对准模式转为导航定位；

将所述综合控制系统固定在所述六自由度平台上，利用所述自动化测试仪控制所述六自由度平台在六个自由度上按照测试指令动作；

利用所述图像视觉极性检查装置采集所述综合控制系统中舵片组件的图像并判断舵片组件的偏转方向与测试指令中规定的方向是否一致，并将判断结果发送给所述自动测试仪。

优选的，所述利用所述自动化测试仪向所述综合控制系统进行供电包括步骤：为所述综合测试系统依次提供模拟载机供电、模拟控制供电和模拟舵机供电。

总体而言，本发明与现有技术相比，具有有益效果：

(1)总的来说，本发明采用模块化、一体化、通用化、标准化设计，从单个产品测试提升到多个产品同时测试，从单机测试提升到系统测试，从人工测试提升到自动化测试，使该系统具备架构简单、功能模块化、扩展性好等优点，可满足多套综合控制系统/综合控制器的自动化测试要求，特别是自动化极性检查测试。

(2)还可实现数据共享以及测试数据保存，极大的提高了测试效率，更方便故障分析。

(3)自动化测试仪具有丰富的接口，通过CAN、RS422、RS232与综合控制系统/综合控制器通讯，通过网口与六自由度平台、视觉极性检查装置、数据管理系统进行数据交互、通过两个测试接口可进行多套综合控制系统测试。

附图说明

图1是本发明实施例的一体化多通道自动化测试系统的组成模块示意图；

图2是本发明实施例的一体化多通道自动化测试方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一体化多通道自动化测试系统包含：自动化测试仪、六自由度平台和图像视觉极性检查装置，测试对象为某综合控制系统，用于对一套或同时对多套综合控制系统进行测试。自动化测试仪用于控制对综合控制系统进行供电、发送测试指令、采集测试信号和测试信号分析。六自由度平台用于带动综合控制系统在六个自由度上按照测试指令运动，图像视觉极性检查装置用于采集综合控制系统中舵片组件的图像并判断舵片组件的偏转方向与测试指令中指定的方向是否一致，并将判断结果发送给自动测试仪。

优选的，测试系统还包括数据管理系统(TDM系统)，用于实现对测试数据的管理。

具体的，自动化测试仪包括机柜、程控直流电源、主控器、适配器、切换器(KVM)。优选包括两个程控直流电源。

机柜，是自动化测试仪的结构主体部分，两个程控直流电源、主控器、适配器、KVM等一些部件按照预先设计的位置安装在机柜上，构成一体。

程控供电电源用于给综合控制系统和适配器供电。主控器用于与程控供电电源、适配器、切换器、综合控制系统、图像视觉极性检查装置和六自由度平台进行信息交互和信息处理；适配器用于对主控器与综合控制系统间的信息交互信号进行调理，还用于对程控供电电源供电信号进行调理，还用于对程控供电电源的供电电压进行信号采集；切换器用于与主控器进行人机信息交互。

下面说明每个模块的优选实现方式。

两个程控直流电源，通过串口连接电缆与主控器连接进行串口通讯，主控器通过串口通信对程控直流电源进行控制；通过电源供电电缆与适配器相连，两个程控直流电源向适配器信号调理板提供电压电流、并且通过信号调理板向综合控制系统/综合控制器提供多路模拟控制供电、模拟载机供电、模拟舵机供电，可供电电压范围在22V～32V。在进行综合控制系统/综合控制器的各项测试时，测试软件通过电源通信电缆远程控制程控电源输出电压电流以及输出电压电流的大小。

主控器是整个自动化测试仪的核心模块。主控器采用标准PCI/PCIe总线规范设计，有多个PCI/PCIe功能板卡插槽，本发明中，所用的PCI功能板卡包括数字量(I/O)功能板卡、串口功能板卡、CAN功能板卡、模拟量(A/D)功能板卡，备有PCI/PCIe功能板卡插槽，用来根据需要进行扩展。主控器有多路COM口，与程控直流电源进行通讯，有千兆网口，与六自由度平台、图像视觉极性检查装置、TDM系统进行信息交互，并且可控制六自由度平台，图像视觉极性检查装置。主控器与KVM负责人机交互，负责整个测试流程的监控、测试结果的分析、测试结果的储存，对程控直流电源、适配器、六自由度平台、图像视觉极性检查装置进行控制。

适配器，包括机箱、信号调理板、与功能板卡连接的板卡连接电缆、测试转接电缆和指示灯连接电缆等。

其中机箱是适配器的结构主体部分，用于安装信号调理板、安装测转接电缆，连接综合测试测试电缆进行测试。

其中板卡连接电缆用于连接插放在主控器上的PCI板卡与信号调理板上的相对应的接插件，为使得板卡信号走向清晰明了，便于排故查找问题，连接电缆信号采用一一对应连接方式。

其中，信号调理板是适配器的核心部分，也是本发明实施例中的一个关键，其主要由继电器线路、隔离放大电路、信号电平采集电路等组成、模拟电压采集电路。信号调理板将属于不同综合控制系统的板卡I/O信号、CAN信号、串口信号、AD信号分开，实现不同综合控制系统的信号互相独立。假设同时对两套综合控制系统进行测试，则将各类信号分为独立的两路，且将综合控制系统/综合控制器上下发的信号也分为独立的两路。这两路信号相互独立，互不干扰，接收主控器计算机发出的测试指令，也采集综合控制系统/综合控制器下发的信号，对相关信号进行隔离放大采集；通过连接信号指示灯电缆，可以辨识出测试过程中上电(模拟控制供电、模拟载机供电、模拟舵机供电)种类。

其中测试转接电缆是将信号调理板上已经分好的相互独立的信号引出，可通过与综合测试电缆连接，进行一套或多套综合控制系统，且可识别测试通道。

其中指示灯连接电缆用于连接信号调理板上指示灯相关信号与指示灯，可以辨识出测试过程中上电(模拟控制供电、模拟载机供电、模拟舵机供电)种类以及测试通道。

切换器(KVM)是显示、键盘、鼠标一体化机，通过和主控器连接，实现人机交互。

本发明实施例的自动化测试系统可完成综合控制系统多项测试，包括：集成测试、电源拉偏测试、自动化极性检查测试、综合控制系统中的惯组的性能测试以及综合控制系统中综合控制器的单元测试。

集成测试是模拟和验证综合控制系统的飞行控制流程。

单元测试是测试综合控制器各个对外接口的电气连接是否正常，综合控制器内部相关信号是否连接正常。

自动化极性检查测试是测试舵片组件的偏转方向与测试指令中规定的方向是否一致。通过与六自由度平台、图像视觉检查装置，可实现综合控制系统自动化极性检查过程。

六自由度平台，通过网线与自动化测试仪主控器留出的网口相连进行通讯，所用通讯协议为UDP，其主要作用是，完成综合控制系统的极性检查测试流程。具体操作是，将综合控制系统固定在六自由度平台的上平台的工装夹具上，打开六自由度平台控制软件默认进入远程模式，按照测试软件规定的时序动作(俯仰、偏航、滚转)，向六自由度平台发送控制指令，使六自由度平台带动综合控制系统，完成上述动作。

图像视觉极性检查装置，通过网线与自动化测试仪主控器的网口相连进行通讯，其主要作用是，通过图像视觉技术，识别综合控制系统舵片的偏转方向，判断舵片偏转方向与综合控制系统俯仰、偏航、滚转动作时舵片偏转方向极性是否相同，并向测试程序返回判断结果。

利用上述自动化测试系统实现自动化极性测试的流程如图2所示，包括步骤：

(1)启动自动化测试仪、六自由度平台和图像视觉极性检查装置。启动自动化测试仪，启动六自由度平台控制软件，软件默认进入远程模式，启动图像视觉极性检查装置后，启动极性检查测试软件。

(2)自动化测试仪向综合控制系统进行供电、使综合控制系统进行自检，并通过串口向综合控制系统装订参数，包括经度、纬度、高度等参数，若装订正常，则MEMS传递对准模式转为导航模式。

(3)转导航成功后，测试仪向综合控制系统舵机供配电，配电成功后，向综合控制系统发送极性检查指令，启动极性检查测试流程，在特定时间范围内，向六自由度平台时序性发送正负俯仰、正负偏航、正负滚装指令，六自由度平台接收指令，并且完成相关动作。

(4)此时图像视觉检查装置的摄像头拍摄舵片偏转图片，并且实时判读舵片偏转方向与平台动作方向是否与测试指令中指定的方向一致，最终将判读结果反馈给自动化测试仪，完成整个自动化极性检查流程。若上述环节中遇到故障，测试仪自动断电，结束测试。

上述极性检查过程中，实现自动转动，智能判读，大大提高了测试的效率和准确性。

结合自动化极性检查，详细说明本发明在测试过程中的自动供配电情况如下。进入测试后，测试软件可远程控制两个直流程控电源的输出，按照测试流程，测试软件通过控制IO板卡对应的开出量开出时间的先后，控制继电器的开合，先上模拟载机供电(+BK1)，再上模拟控制供电(+BB1)，最后上模拟舵机供电(+DP1)，测试结束后，先断模拟舵机供电，再断模拟控制供电，最后断模拟载机供电，从而实现测试流程中的自动上电，自动断电，提升自动化，减少人为失误。

必须说明的是，上述任一实施例中，方法并不必然按照序号顺序依次执行，只要从执行逻辑中不能推定必然按某一顺序执行，则意味着可以以其他任何可能的顺序执行。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。