一种基于车载以太网架构的大数据上云测试方法与流程

1.本发明涉及大数据上云测试，更具体地说是一种基于车载以太网架构的大数据上云测试方法，属于汽车电器技术领域。


背景技术：

2.近年来，随着ai、大数据、云计算等新兴热点技术在汽车领域的进一步发酵，各大主机厂都在积极推动企业的数字化转型，因此掌握整车数据就显得尤为重要。为了准确、快速、可靠地获取整车数据，特别是与自动驾驶相关的大文件数据，车载以太网的架构应运而生。基于车载以太网架构而实现的大数据采集和上传技术，必须要有与之相对应的测试方法，才能保障数据采集、上传的质量。
3.为了实现稳健、可靠的大数据上云测试，公开号为“cn111897718a”的中国专利公开了“一种基于大数据的车机自动测试方法及存储介质”；公开号为“cn112612694a”的中国专利公开了“数据检测方法、装置以及电子设备”。该两项专利都是基于已经获得的数据或大数据而形成的一种测试方法，却都未涉及到对数据本身的获取的测试研究，也未涉及到基于车载以太网架构的数据上云的测试研究。
4.一方面是为了进一步提升自动驾驶技术的成熟度，以加快商业化落地；另一方面也是为了快速实现企业的数字化转型战略，这两方面的需求都对自动驾驶的大数据上云技术提出了很高的要求，同时车载以太网也是作为一项基础性的新型整车电子电器架构，因此同样对此类大数据的上云测试提出了很高的要求。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种基于车载以太网架构的大数据上云测试方法，本方法能够有效、充分地验证以太网架构的大数据上云质量。
6.本发明的技术方案是这样实现的：一种基于车载以太网架构的大数据上云测试方法，车载以太网架构包括apa、gw、ads、fc和thu；apa与gw建立连接，以向gw发送apa事件报文以及事件报文对应的文件数据；ads与gw建立连接，以向gw发送ads事件报文以及事件报文对应的文件数据；fc与ads建立连接，以向ads发送事件报文以及事件报文对应的文件数据，然后ads把事件报文和文件数据发送给gw；thu与gw建立连接，以获取gw发送的apa、ads和fc的事件报文以及文件数据；大数据上云测试包含四个测试维度，四个测试维度按以下步骤依次进行：第一步，数据完整率测试：从数据本身出发，对数据采集清单中所罗列的所有数据项进行测试覆盖，确保数据测试无遗漏；第二步，数据准确率测试：
在数据项已经测试覆盖的基础上，对每项数据上云后的准确性进行验证，确保上云数据的质量；第三步，数据成功率测试：验证整车在长时运行过程中的数据上云的质量能够持续保持在一个稳定状态；第四步，数据上云时间测试：每一项数据在长时测试后计算出一个平均上云时间，以评估所有数据上云的及时性。
7.具体地，对于不同的数据，其从车端采集、上传至云端的流程如下，1）fc图片上云：fc控制器检测到需要拍照的场景时，fc对此场景拍照；fc向ads控制器发出有图片上传请求的事件报文；fc把图片传输给ads；ads完成图片数据接收后，将图片上传请求的事件报文经由gw发送给thu控制器；thu经由gw向ads拉取图片数据；thu完成数据接收后，通过网络将图片数据上传至tsp平台；2）adr文件上云：adr文件上云分主动和被动两种方式；ads控制器检测到有被动上云事件触发时，或者主动上云事件触发时，ads将adr文件和上传请求的事件报文经由gw发送给thu控制器；thu通过网络将adr文件和事件报文上传至tsp平台；3）apa数据上云：apa的数据分视频和图片两大类，其中视频数据又分主动和被动两种上云方式；apa控制器检测到有视频被动上云事件触发时，或者视频主动上云事件触发时，或者图片主动上云事件触发时，apa将视频文件、图片文件以及上传请求的事件报文经由gw发送给thu控制器；thu通过网络将事件报文上传至tsp平台。
8.所述数据完整率按如下方法测试：fc图片数据的完整率，在系统测试阶段需要覆盖所有事件；在零部件测试阶段需要覆盖fc控制器所有事件的所有触发场景；adr数据的完整率，在系统测试阶段需要覆盖所有事件；在零部件测试阶段需要覆盖所有事件的所有触发场景；同时需要验证所有事件触发后，ads按照既定的分类规则发出对应的事件类型报文；apa数据的完整率，在系统测试阶段需要覆盖所有事件；在零部件测试阶段需要覆盖apa所有事件的所有触发场景。
9.所述数据准确率按如下方法测试：fc图片数据、adr数据和apa数据的准确率测试都按照以下思路展开：单一事件触发测试，需要验证每个事件触发后上云数据的准确性；多事件同时触发测试，验证fc事件、ads事件和apa事件中任意两个或三个事件同时触发后，相应上云数据的准确性；多事件相邻触发测试，验证任意两个或三个事件相邻设定时间内连续触发后，相应上云数据的准确性；场景交互类测试，需要覆盖数据上云过程中与fota软件包下载、fota软件包车内传输、dvr视频录制、远程控制360拍照/录制/直播、控制器日志上云、离线地图下载的交互测试，以及fc数据、adr数据和apa数据相互间的交互测试。
10.所述数据成功率按如下方法测试：fc图片数据、adr数据和apa数据的成功率测试都按照以下思路展开；
休眠唤醒类，考查数据上云功能对整车的影响，验证上云过程中下电后整车能正常进入休眠状态；异常/中断类，验证文件拉取过程中的超时、重启车机、断蓄电池；文件上传过程中的超时、重启车机、断蓄电池；负载工况类，考查在多负载工况下的数据上云表现，需要覆盖总线类负载开启、thu负载开启、ads负载开启、apa负载开启、fc负载开启工况下的测试；耐久测试，需要开展每种数据上云的长时压力测试，同时验证车载以太网传输的数据丢包率。
11.所述数据上云时间按如下方法测试：fc图片上云时间、apa数据上云时间和adr上云时间都统一按照在thu达到50%负载工况下开展测试验证；fc图片上云时间，选择一种事件连续触发至少3次，上云时间取平均值；apa数据上云时间，主动视频上云、被动视频上云和图片上云都选择一种事件连续触发至少3次，上云时间取平均值；adr上云时间，主动adr上云和被动adr上云都选择一种事件连续触发至少3次，上云时间取平动值。
12.车端采集数据依次通过ecus、gw、thu、tsp上传至云端，测试过程按4个阶段依次展开：每个阶段均进行四个维度测试，其中每个阶段数据上云时间之和满足系统整体的数据上云时间；第1个阶段是ecus的单体数据上云测试，包含以下控制器：ads、fc、apa、gw、thu、tsp；按照功能需求规范对每个ecu进行测试验证，以及对所有问题的回归测试，直至所有ecu测试合格；第2个阶段是ecus-gw-thu的集成测试，这个阶段的测试目的是为了验证图片数据、视频数据和adr数据在车内传输的可靠性，前提是第1个阶段已经测试通过；模拟事件触发fc/apa/ads产生上云数据，多次验证数据从源端ecu到thu的完整性；第3个阶段是thu-tsp的集成测试，这个阶段的测试目的是为了验证thu到tsp的数据传输可靠性，前提是第2个阶段已经测试通过；第4个阶段是ecus-gw-thu-tsp的系统集成测试，这个阶段的测试前提是前面3个阶段都已经测试通过；此阶段直接开展ecus端到tsp端的闭环测试，包括设计各种交互/异常工况验证系统的稳定性。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供了一种基于以太网架构的大数据上云测试方法，从数据完整率、数据准确率、数据成功率、数据上云时间四个维度阐述了详细的测试过程，能够有效、充分地验证以太网架构的大数据上云质量。
附图说明
14.图1是本发明适用的车载以太网物理架构图。
15.图2是本发明的大数据上云流程图。
16.图3是本发明的用例设计思路图。
17.图4是本发明的自动化测试框架图。
18.图5是本发明的测试流程图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明的具体实施方案做详细描述。
20.为更好地理解内容表达，先对本技术中用英文字母代表的中文含义进行对应说明。
21.apa-自动泊车系统控制器；gw-网关控制器；ads-自动驾驶系统控制器；fc-前摄像头控制器；thu-带通信功能的车载娱乐终端；ecus-各控制器总称；tsp-车联网服务后台；eth-车载以太网总线。
22.图1是一种典型的车载以太网物理架构图，本发明是基于此架构展开的大数据上云测试方法。
23.apa与gw建立连接，可以向gw发送apa事件报文以及事件报文对应的文件数据。
24.ads与gw建立连接，可以向gw发送ads事件报文以及事件报文对应的文件数据。
25.fc与ads建立连接，可以向ads发送事件报文以及事件报文对应的文件数据，然后ads把事件报文和文件数据发送给gw。
26.thu与gw建立连接，以获取gw发送的apa、ads和fc的事件报文以及文件数据。
27.基于车载以太网架构实现的大数据采集、上传，较传统can、canfd而言，提升了apa数据、ads数据、fc等自动驾驶数据在整车内的传输速度，实现了整车大数据从触发到快速上云的设计目的。
28.本发明大数据上云测试包含四个测试维度，四个测试维度按以下步骤依次进行：第一步，数据完整率测试：从数据本身出发，首先对数据采集清单中所罗列的所有数据项进行测试覆盖，确保数据测试无遗漏。
29.第二步，数据准确率测试：在数据项已经测试覆盖的基础上，对每项数据上云后的准确性进行验证，以确保上云数据的质量。
30.第三步，数据成功率测试：此项测试目的，是为了验证整车在长时运行过程中的数据上云的质量能够持续保持在一个稳定状态。
31.第四步，数据上云时间测试：每一项数据在长时测试后计算出一个平均上云时间，以评估所有数据上云的及时性。
32.图2是大数据上云流程图，基于车载以太网架构实现的自动驾驶相关的大数据文件即按照此流程实现从车端采集、上传至云端。
33.1、fc图片上云：fc控制器检测到例如“异型车”场景时，fc对此场景拍照；fc向ads控制器发出有图片上传请求的事件报文；fc把图片传输给ads；ads完成图片数据接收后，将图片上传请求的事件报文经由gw发送给thu控制器；thu经由gw向ads拉取图片数据；thu完成数据接收后，即通过4g网络将图片数据上传至tsp平台。
34.2、adr文件上云：adr文件上云分主动和被动两种方式。ads控制器检测到有被动上云事件（即二类事件：如dvr紧急录制事件）触发时，或者主动上云事件（即一、三类事件：如iacc异常退出事件）触发时，ads将adr文件和上传请求的事件报文经由gw发送给thu控制
器；thu通过4g网络将adr文件和事件报文上传至tsp平台。
35.3、apa数据上云：apa的数据分视频和图片两大类，其中视频数据又分主动和被动两种上云方式。apa控制器检测到有视频被动上云事件（即apa二类&ads二类事件，如apa泊车正常退出）触发时，或者视频主动上云事件（即apa一类&ads一类事件，如apa泊车异常退出事件）触发时，或者图片主动上云事件（即ads三类事件，如潜在目标切入事件）触发时，apa将视频文件、图片文件以及上传请求的事件报文经由gw发送给thu控制器；thu通过4g网络将事件报文上传至tsp平台。
36.图3是本发明的用例设计思路图，整个测试用例的设计即围绕数据完整率、数据准确率、数据成功率、数据上云时间四个维度展开。
37.数据完整率：fc图片数据的完整率，在系统测试阶段需要覆盖所有三种事件，如异型车事件；在零部件测试阶段需要覆盖fc控制器这三种事件的所有触发场景。adr数据的完整率，在系统测试阶段需要覆盖所有16种事件，如iacc异常退出事件；在零部件测试阶段需要覆盖这16种事件的所有触发场景；同时需要验证16种事件触发后，ads按照既定的分类规则发出对应的事件类型报文。apa数据的完整率，在系统测试阶段需要覆盖所有五种事件，如apa异常退出事件；在零部件测试阶段需要覆盖apa这五种事件的所有触发场景。
38.数据准确率：fc图片数据、adr数据和apa数据的准确率测试都按照以下思路展开。单一事件触发，需要验证每个事件触发后上云数据的准确性，例如通过视频查看工具验证apa上传的视频数据是否为事件触发前后20s的真实数据。多事件同时触发，验证fc事件、ads事件和apa事件中任意两个或三个事件同时触发后，相应上云数据的准确性。多事件相邻触发，验证任意两个或三个事件相邻5s内连续触发后，相应上云数据的准确性。场景交互类，需要覆盖数据上云过程中与fota软件包下载、fota软件包车内传输、dvr视频录制、远程控制360拍照/录制/直播、控制器日志上云、离线地图下载的交互测试，以及fc数据、adr数据和apa数据相互间的交互测试。
39.数据成功率：fc图片数据、adr数据和apa数据的成功率测试都按照以下思路展开。休眠唤醒类，考查数据上云功能对整车的影响，验证上云过程中下电后整车能正常进入休眠状态。异常/中断类，验证文件拉取过程中的超时、重启车机、断蓄电池；文件上传过程中的超时、重启车机、断蓄电池。负载工况类，考查在多负载工况下的数据上云表现，需要覆盖总线类负载开启、thu负载开启（如导航、影音等）、ads负载开启、apa负载开启、fc负载开启工况下的测试。耐久测试，需要开展每种数据上云的长时压力测试，同时验证车载以太网传输的数据丢包率。
40.数据上云时间：fc图片上云时间、apa数据上云时间和adr上云时间都统一按照在thu达到50%负载工况下（如同时开启导航和音乐）开展测试验证。fc图片上云时间，选择一种事件连续触发至少3次，上云时间取平均值。apa数据上云时间，主动视频上云、被动视频上云和图片上云都选择一种事件连续触发至少3次，上云时间取平均值。adr上云时间，主动adr上云和被动adr上云都选择一种事件连续触发至少3次，上云时间取平动值。
41.图4是本发明的自动化测试框架图，数据成功率的自动化测试工程即依据此框架图建立并执行测试。
42.上位机作为整个自动化测试工程的控制中台，通过例如ecu-test软件与下位机例如dspace软件建立连接，实现对下位机的监控、模拟和控制，然后下位机通过can、canfd、以
太网总线与物理台架建立连接，实现对总线数据的监听和模拟，以及台架的上电、下电等操作。
43.上位机通过串口方式与thu建立连接，可以通过adb\at指令对thu的数据采集和数据上传进行实时监控，同时也可以根据用例执行情况，在发现软件问题时第一时间截取系统日志。
44.上位机通过python脚本实现与tsp中的数据业务系统建立连接，可以在云端随时获取数据上云的结果，以实现与车端数据的自动化比对。最后，执行完一轮自动化测试后，上位机自动输出测试报告。
45.图5是测试流程图，测试活动即按照此4个阶段依次展开。
46.第1个阶段是ecus的单体数据上云测试，这个阶段的零部件测试是后续各阶段测试的前提，包含以下控制器：ads、fc、apa、gw、thu、tsp。按照功能需求规范对每个ecu进行测试验证，以及对所有问题的回归测试，直至所有ecu测试合格。
47.第2个阶段是ecus-gw-thu的集成测试，这个阶段的测试目的是为了验证图片数据、视频数据和adr数据在车内传输的可靠性，前提是第1个阶段已经测试通过。模拟事件触发fc/apa/ads产生上云数据，多次验证数据从源端ecu到thu的完整性，这个阶段也称作基于车载以太网协议的压力测试，推荐测试至少100次。
48.第3个阶段是thu-tsp的集成测试，这个阶段的测试目的是为了验证thu到tsp的数据传输可靠性，前提是第1个阶段已经测试通过。这个阶段也称作基于https协议的压力测试，推荐测试至少100次。
49.第4个阶段是ecus-gw-thu-tsp的系统集成测试，这个阶段的测试前提是前面3个阶段都已经测试通过。此阶段不需要虚拟任何节点，直接开展ecus端到tsp端的闭环测试，重点是设计各种交互/异常工况验证系统的稳定性。
50.最后需要说明的是，本发明的上述实例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。