一种基于多功能探针的自动测试方法及系统

技术领域

本发明涉及自动测试系统技术领域，尤其涉及一种基于多功能探针的自动测试方法及系统。

背景技术

在一些自动测试的应用场景中，例如武器装备系统，其功能可以分解为接收不同总线、非总线信号激励，并按照设计逻辑发出相应信号，因此武器装备测试可分解为不同信号的测试过程，现有的自动测试设备通常为针对特定受测对象所设计的专用测试设备，同时设计专用的测试电缆将受测对象与测试设备连接起来，通过专用的测试软件控制测试设备以实现受测对象的功能、性能自动测试。

而随着武器装备技术的不断发展，武器装备系统复杂程度不断提升，武器装备的接口形式、信号类型、信号数量不断提升，且不同类型的武器装备无论在接口形式、检测方式、技术指标、测试维护成本等多个方面存在差异，传统测试设备仅可实现“一对一”形式专属测试维修保障任务，设备的通用性差，且存在维修测试效率及自动化水平低等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，如何克服现有技术中，测试设备通用性差的情况。有鉴于此，本发明提供一种基于多功能探针的自动测试方法及系统。

本发明采用的技术方案是，所述基于多功能探针的自动测试方法，包括：

获取预先配置的与受测对象对应的工艺设计文件；

基于所述工艺设计文件，生成与所述受测对象对应的测试指令；

基于所述测试指令，驱动多功能探针对所述受测对象的关键点进行测量，以得到至少三个关键点测量结果；

基于所述关键点测量结果，确定所述受测对象的位姿信息；

利用所述多动能探针对所述受测对象进行测试；

利用所述位姿信息，确定所述多功能探针在测试过程中的运动路径，驱动所述多功能探针移动至所述工艺设计文件中的，与所述受测对象对应的理论空间位置；

基于所述理论空间位置与所述运动路径，确定测试结果。

在一个实施方式中，在所述输入预先配置的与受测对象对应的工艺设计文件的步骤之前，所述方法还包括：对系统进行自检。

在一个实施方式中，在所述利用所述多动能探针对所述受测对象进行测试的步骤之前，所述方法还包括；对当前所述测试指令进行进一步配置。

在一个实施方式中，所述工艺设计文件包括：与所述受测对应的信号名称、信号类型、理论测试结果、理论空间位置、接触面法线方向以及关键点理论位置信息。

在一个实施方式中，所述基于所述关键点测量结果，确定所述受测对象的位姿信息，包括：

利用所述关键点测量结果以及对应的关键点理论位置信息，对定位关键点在零件坐标系到测量坐标系的坐标转换矩阵进行建模；

利用预先配置的模型转换算法求解该模型的最小二乘解，使所述关键点理论位置信息对应的零件坐标转换至测量坐标系后与相应所述关键点测量结果欧式距离之和最小，以得到受测对象设计坐标系与多功能探针自动测试系统坐标系转换矩阵；

利用所述转换矩阵，确定所述受测对象的位姿信息。

在一个实施方式中，所述利用所述位姿信息，确定所述多功能探针在测试过程中的运动路径，驱动所述多功能探针移动至所述工艺设计文件中的，与所述受测对象对应的理论空间位置，包括：

将所述多功能探针按照所述工艺设计文件中，与所述受测对象对应的信号类型，按照所述测试指令中的当前测试信号的触点理论空间位置、所述转换矩阵以及所述多功能探针的当前位置，确定所述多功能探针在测试过程中的运动路径；

驱动所述多功能探针移动至所述工艺设计文件中的，与所述受测对象对应的理论空间位置；

重复上述步骤，直至完成全部所述测试指令。

在一个实施方式中，所述模型转换算法包括奇异值分解算法。

本发明的另一方面提供了一种基于多功能探针的自动测试系统，包括：软件分系统，硬件分系统，其中，软件分系统包括软件实现模块，硬件分系统包括多功能探针，运动控制模块，服务器；

所述服务器配置为输入工艺设计文件；

所述软件实现模块配置为响应于所述服务器中的工艺设计文件的获取，向所述运动控制模块生成用于驱动所述多功能探针的控制指令，以实现如上任一项所述的基于多功能探针的自动测试方法的步骤。

本发明的另一方面提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的基于多功能探针的自动测试方法的步骤。

本发明的另一方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的基于多功能探针的自动测试方法的步骤。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

1)本发明所述本发明设计的测试系统，通过多点接触式定位技术实现零件定位，避免了专用夹具的设计，提高了硬件环境的通用性。

2)本发明设计的标准化工艺设计文件，可有效支撑测试指令的自动生成，通过自动测试软件可将受测对象的设计信息转化为测试指令，进而实现探针功能模式自动切换及测试关键点提取，具有较为广泛的应用范围。

3)本发明提出的测试方法，可依据受测对象的位置姿态解算探针的运动路径，有效提升武器装备维修测试的效率及自动化水平。

附图说明

图1为根据本发明实施例的基于多功能探针的自动测试方法流程图；

图2为根据本发明实施例的基于多功能探针的自动测试系统组成结构示意图；

图3为根据本发明的一个应用实例的基于多功能探针的自动测试方法流程图；

图4为根据本发明实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明中说明书中对方法流程的描述及本发明说明书附图中流程图的步骤并非必须按步骤标号严格执行，方法步骤是可以改变执行顺序的。而且，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

本发明第一实施例，一种基于多功能探针的自动测试方法，如图1所示，包括以下具体步骤：

步骤S1，获取预先配置的与受测对象对应的工艺设计文件；

步骤S2，基于工艺设计文件，生成与受测对象对应的测试指令；

步骤S3，基于测试指令，驱动多功能探针对受测对象的关键点进行测量，以得到至少三个关键点测量结果；

步骤S4，基于关键点测量结果，确定受测对象的位姿信息；

步骤S5，利用多动能探针对受测对象进行测试；

步骤S6，利用位姿信息，确定多功能探针在测试过程中的运动路径，驱动多功能探针移动至工艺设计文件中的，与受测对象对应的理论空间位置；

步骤S7，基于理论空间位置与所述运动路径，确定测试结果。

在一个实施方式中，在输入预先配置的与受测对象对应的工艺设计文件的步骤之前，方法还包括：对系统进行自检。

具体地，可以是系统对自身硬件的各部位检测是否能正常进行。系统软件运行后，服务器向多功能探针及运动控制模块下发自检指令，自检完成后，当服务器根据多功能探针及运动控制模块上报自检状态判断系统状态异常时，自动生成提示信息警告系统工作异常。

在一个实施方式中，在利用多动能探针对受测对象进行测试的步骤之前，方法还包括；对当前测试指令进行进一步配置。

示例性地，可以是通过人工配置的方式。具体地，可以是通过双击测试界面测试指令配置按钮，生成测试指令配置界面，人工对第二步自动生成的测试指令进行有效性配置及属性修改，修改完成后双击指令配置界面的开始测试按钮，系统按照人工配置的测试指令开始自动测试过程。

在一个实施方式中，工艺设计文件包括：与受测对应的信号名称、信号类型、理论测试结果、理论空间位置、接触面法线方向以及关键点理论位置信息。

在一个实施方式中，基于关键点测量结果，确定受测对象的位姿信息，可以先利用关键点测量结果以及对应的关键点理论位置信息，对定位关键点在零件坐标系到测量坐标系的坐标转换矩阵进行建模；再利用预先配置的模型转换算法(示例性地，可以是奇异值分解算法)求解该模型的最小二乘解，使关键点理论位置信息对应的零件坐标转换至测量坐标系后与相应关键点测量结果欧式距离之和最小，以得到受测对象设计坐标系与多功能探针自动测试系统坐标系转换矩阵；最后，再利用转换矩阵，确定受测对象的位姿信息。

本实施例中，可以是将多功能探针按照工艺设计文件中，与受测对象对应的信号类型，按照测试指令中的当前测试信号的触点理论空间位置、转换矩阵以及多功能探针的当前位置，确定多功能探针在测试过程中的运动路径；随后，驱动多功能探针移动至工艺设计文件中的，与受测对象对应的理论空间位置；重复上述步骤，直至完成全部测试指令。

本发明第二实施例，与第一实施例对应，本实施例介绍一种基于多功能探针的自动测试系统，如图2所示，包括以下组成部分：

多功能探针、运动控制模块、柔性工作台、服务器。

本实施例中，多功能探针集成功能测试模块，通过2个测试探针配合及探针功能模式切换，可实现武器装备电气接口连接触点间的电压、电流、电阻的测试。

本实施例中，运动控制模块为6自由度伺服控制机构，用于多功能探针空间位置姿态进给变换及定位关键点的空间位置测量，其位置控制精度误差不大于±0.02mm。

进一步地，工作台用于受测对象的固定，通过机械接口及通用夹具工装，将受测设备固定，使得自动测试过程中，受测设备与多功能探针系统的相对位置不变。

本实施例中，服务器是多功能探针系统软件运行平台，通过I/O控制接口实现受测对象的工艺设计文件输入、多功能探针的功能模式切换指令下发、运功控制模块的进给指令下发及其控制反馈信息的接收、受测对象姿态解算、探针运动路径的规划、测试数据的处理及测试过程的人机界面显示等功能。

本发明第三实施例，本实施例是在上述实施例的基础上，结合附图3介绍一个本发明的应用实例。

第一步：系统自检。系统自检是系统对自身硬件的各部位检测是否能正常进行。系统软件运行后，服务器向多功能探针及运动控制模块下发自检指令，自检完成后，当服务器根据多功能探针及运动控制模块上报自检状态判断系统状态异常时，自动生成提示信息警告系统工作异常。

第二步：测试指令生成。自检完成后，若系统自检正常，开始进行测试指令生成。双击测试界面上工艺文件输入按钮，选择受测设备的工艺设计文件(如图3所示)，软件后台根据工艺文件中的信号名称、信号类型、理论测试结果、触点理论空间位置、接触面法线方向信息生成测试指令，缓存文件中测量关键点理论位置用于受测对象的空间位置姿态解算。

第三步：受测对象定位关键点测量。双击测试界面关键点测量按钮，通过人机交互界面提示信息及多功能探针位姿控制按钮，驱动多功能探针运动至受测对象定位关键点后点击关键点位置测量按钮，软件自从完成当前定位关键点的空间位置记录。

第四步：受测对象的空间位置姿态解算。按照第三步依次完成所有(至少3个)定位关键点空间位置测量后，双击测试界面位姿解算按钮，测试软件通过第二步缓存定位关键点的理论位置点集及第三步定位关键点的测量点集数据，完成定位关键点在零件坐标系到测量坐标系坐标转换矩阵求解问题建模，通过奇异值分解(SVD)算法求解该模型的最小二乘解，使定位关键点理论位置坐标转换至测量坐标系后与相应测量点欧式距离之和最小，即为受测对象设计坐标系与多功能探针自动测试系统坐标系转换矩阵T，即可实现受测对象的空间定位。

第五步：测试过程的开始。通过双击测试界面测试指令配置按钮，生成测试指令配置界面，人工对第二步自动生成的测试指令进行有效性配置及属性修改，修改完成后双击指令配置界面的开始测试按钮，系统按照人工配置的测试指令开始自动测试过程。

第六步：测试数据采集。多功能探针自动测试系统通过测试指令中测试信号的类型切换多功能探针功能模式；系统根据测试指令中当前测试信号的触点理论空间位置、坐标系转换矩阵T及多功能探针的当前位置，完成多功能探针的运动路径计算后，驱动探针运动至当前信号触点的理论空间位置，完成信号触点的测试数据采集。

第七步：测试结果分析。测试软件对测试数据与测试指令中期望结果进行比较，得出测试结果并通过人机界面进行显示，同时将测试原始数据及测试结果保存到测试日志文件中。

第八步：重复步骤六到步骤七，直至所有指令测试执行完毕。

本发明第四实施例，一种电子设备，如图4所示，可以作为实体装置来理解，包括处理器以及存储有所述处理器可执行指令的存储器，当所述指令被处理器执行时，执行如下操作：

步骤S1，获取预先配置的与受测对象对应的工艺设计文件；

步骤S2，基于工艺设计文件，生成与受测对象对应的测试指令；

步骤S3，基于测试指令，驱动多功能探针对受测对象的关键点进行测量，以得到至少三个关键点测量结果；

步骤S4，基于关键点测量结果，确定受测对象的位姿信息；

步骤S5，利用多动能探针对受测对象进行测试；

步骤S6，利用位姿信息，确定多功能探针在测试过程中的运动路径，驱动多功能探针移动至工艺设计文件中的，与受测对象对应的理论空间位置；

步骤S7，基于理论空间位置与所述运动路径，确定测试结果。

本发明第五实施例，本实施例的基于多功能探针的自动测试方法的流程与第一实施例相同，区别在于，在工程实现上，本实施例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，本发明的所述方法可以以计算机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设备执行本发明实施例所述的方法。

综上，本发明相较于现有技术，本发明至少具有以下优点：

1)本发明所述本发明设计的测试系统，通过多点接触式定位技术实现零件定位，避免了专用夹具的设计，提高了硬件环境的通用性。

2)本发明设计的标准化工艺设计文件，可有效支撑测试指令的自动生成，通过自动测试软件可将受测对象的设计信息转化为测试指令，进而实现探针功能模式自动切换及测试关键点提取，具有较为广泛的应用范围。

3)本发明提出的测试方法，可依据受测对象的位置姿态解算探针的运动路径，有效提升武器装备维修测试的效率及自动化水平。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。