车辆故障的测试方法、装置、车辆及存储介质

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，具体而言，涉及一种车辆故障的测试方法、装置、车辆及存储介质。

背景技术

随着电子技术集成化的快速发展及其在汽车上的大量应用，自动驾驶汽车已成为汽车产业的重点发展方向，而自动驾驶已成为汽车产业的未来趋势。越来越多的汽车自动驾驶功能的发展，使得汽车电子电器产品系统规模与复杂度提升，尤其随着高等级自动驾驶问世，所带来的安全问题越发重要。目前汽车行业中，在智能驾驶汽车系统的开发过程中均会考虑到自动驾驶功能的安全问题，在开发测试的过程中会模拟智能驾驶系统出现故障的测试以评估其是否满足设计的安全范围。

常见的汽车智能驾驶系统故障测试项目主要包含传感器与控制器出现连接中断、信号异常、多传感器目标感知不一致等故障情况，由于故障注入需要人为将传感器与控制器连接进行中断改写等操作模拟故障，其试验结果具有一定不确定性和危险性，所以目前行业内关于智能驾驶系统故障注入测试主要基于模型在环测试、软件在环测试和硬件在环测试进行，很少通过实车进行动态测试以避免发生危险与损失，从而导致了自动驾驶系统测试过程的时间及人力成本和测试风险的提高。

对于上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种车辆故障的测试方法、装置、车辆及存储介质，以至少解决现有技术中车辆自动驾驶系统的测试过程中测试风险高的技术问题。

根据本发明其中一实施例，提供了一种车辆故障的测试方法，应用于目标车辆，包括：利用目标车辆的虚拟车辆模型生成测试模拟故障；确定测试模拟故障的故障类型；根据故障类型对目标车辆进行故障测试。

可选地，车辆故障的测试方法还包括：获取目标车辆的测试需求和测试功能；根据测试需求和测试功能确定目标车辆的测试用例；根据测试用例生成虚拟测试场景，其中，虚拟测试场景用于搭建虚拟车辆模型。

可选地，车辆故障的测试方法还包括：获取目标车辆的第一质心坐标；获取虚拟车辆模型的第二质心坐标；确定第一质心坐标和第二质心坐标的对应关系；根据对应关系控制虚拟车辆模型跟随目标车辆运动。

可选地，车辆故障的测试方法还包括：实时获取目标车辆在运动过程中的多个第一质心坐标；根据对应关系和多个第一质心坐标确定多个第二质心坐标；控制虚拟车辆模型根据多个第二质心坐标进行运动。

可选地，车辆故障的测试方法还包括：故障类型包括以下至少之一：信号短路、信号断路、信号数据异常和多传感器信号冲突。

可选地，车辆故障的测试方法还包括：发送故障类型对应的故障信号至目标车辆；对目标车辆的状态进行实时监测。

可选地，车辆故障的测试方法还包括：响应于监测到目标车辆进行报警操作，确定目标车辆功能正常。

根据本发明其中一实施例，还提供了一种车辆故障的测试装置，包括：第一生成模块，用于利用目标车辆的虚拟车辆模型生成测试模拟故障；第一确定模块，用于确定测试模拟故障的故障类型；测试模块，用于根据故障类型对目标车辆进行故障测试。

根据本发明其中一实施例，还提供了一种车辆，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项中的车辆故障的测试方法。

根据本发明其中一实施例，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行上述任一项中的车辆故障的测试方法。

在本发明实施例中，采用利用目标车辆的虚拟车辆模型生成测试模拟故障，确定测试模拟故障的故障类型，达到了根据故障类型对目标车辆进行故障测试的目的，从而达到了控制真实车辆在安全的试验场地进行各种虚拟场景工况下的故障测试的技术效果，进而可以解决现有技术中车辆自动驾驶系统的测试过程中测试风险高的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明其中一实施例的车辆故障的测试方法的流程图；

图2是根据本发明其中一实施例的车辆故障的测试方法的流程设计图；

图3是根据本发明其中一实施例的车辆故障的测试装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种车辆故障的测试方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在包含至少一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

该方法实施例还可以在包含存储器和处理器的电子装置、类似的控制装置或者车载终端中执行。以车载终端为例，车载终端可以包括一个或多个处理器和用于存储数据的存储器。可选地，上述车载终端还可以包括用于通信功能的通信设备以及显示设备。本领域普通技术人员可以理解，上述结构描述仅为示意，其并不对上述车载终端的结构造成限定。例如，车载终端还可包括比上述结构描述更多或者更少的组件，或者具有与上述结构描述不同的配置。

处理器可以包括一个或多个处理单元。例如：处理器可以包括中央处理器(central processing unit，CPU)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、数字信号处理(digital signal processing，DSP)芯片、微处理器(microcontroller unit，MCU)、可编程逻辑器件(field－programmable gate array，FPGA)、神经网格处理器(neural-network processing unit，NPU)、张量处理器(tensor processing unit，TPU)、人工智能(artificial intelligent，AI)类型处理器等的处理装置。其中，不同的处理单元可以是独立的部件，也可以集成在一个或多个处理器中。在一些实例中，电子装置也可以包括一个或多个处理器。

存储器可用于存储计算机程序，例如存储本发明实施例中的车辆故障的测试方法对应的计算机程序，处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而实现上述的车辆故障的测试方法。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网格连接至电子装置。上述网格的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

通信设备用于经由一个网格接收或者发送数据。上述的网格具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网格。在一个实例中，通信设备包括一个网格适配器(network interface controller，NIC)，其可通过基站与其他网格设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，通信设备可以为射频(radio frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。在本方案的一些实施例中，通信设备用于与手机、平板等移动设备连接，可以通过移动设备向车载终端发送指令。

显示设备可以为触摸屏式的液晶显示器(liquid crystal display，LCD)和触摸显示器(也被称为“触摸屏”或“触摸显示屏”)。该液晶显示器可使得用户能够与车载终端的用户界面进行交互。在一些实施例中，上述车载终端具有图形用户界面(graphical userinterface，GUI)，用户可以通过触摸触敏表面上的手指接触和/或手势来与GUI进行人机交互，此处的人机交互功能可以包括车辆挡位切换功能，用于执行上述人机交互功能的可执行指令被配置/存储在一个或多个处理器可执行的计算机程序产品或可读存储介质中。

图1是根据本发明其中一实施例的车辆故障的测试方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102，利用目标车辆的虚拟车辆模型生成测试模拟故障。

可选地，本实施例的执行主体为车辆故障测试系统，需要说明的是，其他电子设备、处理器也可以作为执行主体，在此不作更多限定。

在本发明上述步骤S102提供的技术方案中，车辆故障测试系统需先生成与目标车辆对应的虚拟车辆模型，再通过上述虚拟车辆模型生成测试模拟故障。

具体的，车辆故障测试系统构建了整车车辆在环虚拟仿真测试的环境，再建立故障注入模拟系统，通过串联在传感器信号通信、感知结果信号通信、规控信号通信、执行信号通信的线路上，根据测试模拟故障对车辆进行测试。

步骤S104，确定测试模拟故障的故障类型。

在本发明上述步骤S104提供的技术方案中，车辆故障测试系统需确定上述测试模拟故障的故障类型以根据对应的故障类型执行对应的故障操作。

具体的，上述故障类型可以包括信号断路、信号短路、信号数据异常、多传感器信号内容冲突等故障模拟操作。

步骤S106，根据故障类型对目标车辆进行故障测试。

在本发明上述步骤S106提供的技术方案中，在确定了上述故障类型之后，车辆故障测试系统可以根据对应的故障类型执行对应的故障操作。

上述步骤S102至步骤S106，可以获知，如图2所示，在本发明中，采用利用目标车辆的虚拟车辆模型生成测试模拟故障，确定测试模拟故障的故障类型，达到了根据故障类型对目标车辆进行故障测试的目的，从而达到了控制真实车辆在安全的试验场地进行各种虚拟场景工况下的故障测试的技术效果，进而可以解决现有技术中车辆自动驾驶系统的测试过程中测试风险高的技术问题。

此外，本发明通过建立实时虚拟场景仿真系统，使真实车辆与虚拟场景的实时交互，在虚拟场景中建立车辆传感器模型并将传感器仿真信号注入真实车辆，通过对传感器与控制器进行故障注入测试，将真实车辆动态运动状态经过坐标转化后驱动虚拟场景中的车辆模型传感器进行行驶运动，从而使真实车辆在安全的试验场地进行各种虚拟场景工况下的故障测试。

下面对该实施例的上述方法进行进一步地详细介绍。

作为一种可选的实施方式，方法还包括：获取目标车辆的测试需求和测试功能，根据测试需求和测试功能确定目标车辆的测试用例，根据测试用例生成虚拟测试场景，其中，虚拟测试场景用于搭建虚拟车辆模型。

在该实施例中，车辆故障测试系统可以获取目标车辆的测试需求和测试功能，再根据获取的测试功能和测试需求确定上述目标车辆的测试用例，根据确定的测试用例生成对应的虚拟测试场景。

具体的，车辆故障测试系统可以控制虚拟场景实时仿真系统，按照目标车辆的测试需求和测试功能规范准备测试用例，从而构建测试用例所需要的虚拟测试场景，以在虚拟测试场景中生成故障测试所需的虚拟车辆模型。

举例说明，如果确定目标车辆的测试需求为路障多的场地，而目标车辆的测试功能为摄像头的功能，则可以生成一条行人较为繁杂的小路作为虚拟测试场景，并可以在虚拟测试场景中生成一些测试条件以测试目标车辆的摄像头功能。

作为一种可选的实施方式，方法还包括：获取目标车辆的第一质心坐标；获取虚拟车辆模型的第二质心坐标；确定第一质心坐标和第二质心坐标的对应关系；根据对应关系控制虚拟车辆模型跟随目标车辆运动。

在该实施例中，车辆故障测试系统还需先生成与目标车辆对应的虚拟车辆模型，因此其需要先获取目标车辆的第一质心坐标，再获取虚拟车辆模型的第二质心坐标，确定上述第一质心坐标和第二质心坐标的对应关系，再根据上述对应关系控制虚拟车辆模型跟随目标车辆进行移动。

具体的，车辆故障测试系统在虚拟场景实施仿真系统环境内，创建虚拟车辆模型(仅需要建立车身)，在车辆质心位置创建标记点记录车辆模型参考坐标O1(含坐标原点位置信息与方向矢量)，并根据实车传感器在车身上安装位置，在车辆模型上创建感知传感器模型，在将虚拟车辆模型放置到虚拟测试场景中。同时将被测实际车辆(目标车辆)，停放在空旷安全的试验场地上，在车辆车身高刚度部位布置高精GPS差分定位传感器及高精度惯导传感器，用于记录车辆质心实时的三维位置坐标与方向矢量，表示为真实车辆绝对坐标O2，建立初始的真实车辆坐标与虚拟场景车辆坐标的对应关系T。在实际车辆(目标车辆)上安装防侧倾及场地边界安全识别装载，保证真实车辆不发生倾翻事故，从而保证目标车辆可以在临近场地边界时及时停车并终止试验测试。

可选的，上述对应关系T根据O1与O2相对关系累计算，该值为定值。

作为一种可选的实施方式，根据对应关系控制虚拟车辆模型跟随目标车辆运动包括：实时获取目标车辆在运动过程中的多个第一质心坐标；根据对应关系和多个第一质心坐标确定多个第二质心坐标；控制虚拟车辆模型根据多个第二质心坐标进行运动。

在该实施例中，车辆故障测试系统可以根据上述对应关系控制虚拟车辆模型跟随目标车辆进行运动还包括以下步骤：车辆故障测试系统需实时获取目标车辆在行驶过程中的多个第一质心坐标，再根据上述计算得到的对应关系和多个第一质心坐标确定对应的多个第二质心坐标，车辆故障测试系统再控制虚拟车辆模型根据多个第二质心坐标进行运动。

具体的，车辆故障测试系统建立实时仿真机，通过低延迟的IO系统、时钟系统、网络通讯系统，将实车实时动态绝对位置坐标O2与上述对应关系T转化为虚拟车辆模型的参考坐标O1，从而可以驱动仿真场景中虚拟车辆模型的实时运动仿真。

具体的，在仿真场景的虚拟车辆模型上创建传感器模型(如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等)，实时将传感器模型产生的传感器感知信号，传输并注入实车(目标车辆)的控制器中，这样就形成了仿真场景与真实场地车辆的数据交互和在环构建。

可选的，车辆故障测试系统可以在虚拟场景中建立整体车辆运行的实时图像，并通过车内屏幕给驾驶员监控车辆在虚拟场景运行信息，实现了驾驶员在驾驶车辆的同时还可以监控屏幕画面中目标车辆在虚拟场景中的行驶状态。

作为一种可选的实施方式，故障类型包括以下至少之一：信号短路、信号断路、信号数据异常和多传感器信号冲突。

在该实施例中，上述测试模拟故障的类型至少包括以下之一：信号短路故障、信号断路故障、信号数据异常和多个传感器的信号发生冲突。

作为一种可选的实施方式，根据故障类型对目标车辆进行故障测试包括：发送故障类型对应的故障信号至目标车辆；对目标车辆的状态进行实时监测。

在该实施例中，车辆故障测试系统根据故障类型对目标车辆进行故障测试包括以下步骤：车辆故障测试系统可以发送上述故障类型对应的故障信号至目标车辆，同时检测上述目标车辆的接收情况，当检测到上述目标车辆接收到故障信号之后，对目标车辆的状态进行实时监测。

作为一种可选的实施方式，方法还包括：响应于监测到目标车辆进行报警操作，确定目标车辆功能正常。

在该实施例中，车辆故障测试系统在对目标车辆的状态进行实时监测时，如果监测到目标车辆进行了报警操作，则表明此时目标车辆已经正常接收并检测到故障信号，则表明此时目标车辆的故障检测功能正常。

可选的，车辆故障测试系统在对目标车辆的状态进行实时监测时，如果监测到目标车辆在接收到故障信号之后没有进行报警操作，则表明此时目标车辆并未检测到故障信号，则表明此时目标车辆的故障检测功能出现异常，车辆故障测试系统应立即进行报警操作以提醒相关工作人员进行检修。

在本发明的交互测试过程中，车辆动力学特性完全来源自实车响应，而实车具备了完整的车辆电控系统等，从而保证了整个测试过程车辆动力学的准确性。同时自动驾驶系统的感知信号来源自虚拟场景仿真，从而不需要在实车状态下搭建真实的测试场景，使整个测试更加的高效和安全。

通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例的方法。

在本实施例中还提供了一种车辆故障的测试装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明其中一实施例的车辆故障的测试装置300的结构框图，如图3所示，该装置包括：第一生成模块301、第一确定模块302和测试模块303。

第一生成模块301，用于利用目标车辆的虚拟车辆模型生成测试模拟故障；

第一确定模块302，用于确定测试模拟故障的故障类型；

测试模块303，用于根据故障类型对目标车辆进行故障测试。

可选地，车辆故障的测试装置300还包括：第一获取模块，用于获取目标车辆的测试需求和测试功能；第二确定模块，用于根据测试需求和测试功能确定目标车辆的测试用例；第二生成模块，用于根据测试用例生成虚拟测试场景，其中，虚拟测试场景用于搭建虚拟车辆模型。

可选地，车辆故障的测试装置300还包括：第二获取模块，用于获取目标车辆的第一质心坐标；第三获取模块，用于获取虚拟车辆模型的第二质心坐标；第三确定模块，用于确定第一质心坐标和第二质心坐标的对应关系；控制模块，用于根据对应关系控制虚拟车辆模型跟随目标车辆运动。

可选地，控制模块包括：获取单元，用于实时获取目标车辆在运动过程中的多个第一质心坐标；第一确定单元，用于根据对应关系和多个第一质心坐标确定多个第二质心坐标；控制单元，用于控制虚拟车辆模型根据多个第二质心坐标进行运动。

可选地，车辆故障的测试装置300还包括：故障类型包括以下至少之一：信号短路、信号断路、信号数据异常和多传感器信号冲突。

可选地，测试模块303包括：发送单元，用于发送故障类型对应的故障信号至目标车辆；监测单元，用于对目标车辆的状态进行实时监测。

可选地，测试模块303还包括：第二确定单元，用于响应于监测到目标车辆进行报警操作，确定目标车辆功能正常。

本发明的实施例还提供了一种车辆，包括存储器和处理器，其中存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的车辆故障的测试方法。

可选地，在本实施例中，上述车辆可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

步骤S102，利用目标车辆的虚拟车辆模型生成测试模拟故障；

步骤S104，确定测试模拟故障的故障类型；

步骤S106，根据故障类型对目标车辆进行故障测试。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的一些实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网格设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。