一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法技术方案

本发明专利技术涉及一种主动安全系统测试场景的自动生成方法，属于汽车主动安全系统测试领域。该方法包括以下步骤：S1：计算得到衡量测试场景有效性的两个评价指标，即场景的复杂度指标以及场景中影响因素的重要度指标；S2：将两个评价指标用来指导改进的组合测试算法的测试场景生成过程；S3：得到测试场景集合，利用评价指标对生成场景的有效性进行评价；S4：将测试场景集合应用于待测主动安全系统的测试与评价。本发明专利技术可以使得最终生成的测试场景集合在具备传统组合的测试算法利用小规模的测试场景集合，即可实现较高的故障覆盖率的优点的同时，大幅提高集合中测试场景的整体有效性，从而有效降低测试成本，显著提高测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法
本专利技术属于汽车主动安全系统测试领域，涉及一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法。
技术介绍
随着主动安全系统在提高现代车辆的乘坐舒适性和驾驶安全性等方面扮演着越来越重要的作用，对于主动安全系统的开发与应用需求也愈加迫切。除了主动安全系统功能和算法的研究之外，测试与评价作为主动安全系统研发中的重要环节，可以及时发现产品问题，保证系统功能的正确性与可靠性，有效提高产品的开发效率。测试场景可以把产品的测试需求转化为具有可实施性及可操作性的测试流程，便于对产品需求的合理性进行验证；并且能够掌握并拓展测试范围，发现待测系统中潜在的产品缺陷。因而，测试场景的设计方法在测试与评价环节中的重要性不言而喻。当前，国内外的部分汽车厂商与科研院所采用的主动安全系统测试场景设计方法直接沿用了国内外标准化机构制定的测试标准中规定的测试场景，这些测试场景中工况较为简单且数量较少，无法实现对实际交通场景中复杂测试环境的有效模拟；另一部分则采用“穷尽测试”方法来对所有交通环境中的影响因素组合进行遍历，虽然能够保证良好的覆盖度，但测试场景个数会随着场景中包含的影响因素个数增加而呈指数性爆炸增长，从而严重增加测试成本，降低测试效率。而软件测试领域中的组合测试算法能够在测试效率和测试覆盖率之间做出合理平衡，无疑可以为主动安全系统的测试提供有效思路。然而，传统的组合测试算法大多集中于研究如何缩小测试场景集的规模，对于如何在减少生成测试场景个数的同时提高场景整体的有效性则并没有过多研究。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种主动安全系统测试场景的自动生成方法，该方法在传统组合测试算法的基础上做出改进，利用测试场景的复杂度指标与场景中影响因素的重要度指标来指导测试场景的生成。使得最终生成的测试场景集合在具备传统组合测试算法利用小规模的测试场景集合即可实现较高的故障覆盖率的优点的同时，大幅提高集合中测试场景的整体有效性。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种主动安全系统测试场景的自动生成方法，包括以下步骤：S1：计算得到衡量测试场景有效性的两个评价指标，即场景的复杂度指标以及场景中影响因素的重要度指标；S2：将两个评价指标用来指导改进的组合测试算法的测试场景生成过程；S3：得到测试场景集合，利用评价指标对生成场景的有效性进行评价；S4：将测试场景集合应用于待测主动安全系统的测试与评价。进一步，步骤S1中，所述评价指标通过任意的量化评价方法计算得到，如层次分析法、熵值法等；所述场景中影响因素的重要度指标包括以下两方面：影响因素的重要度指标和影响因素对应取值的重要度指标。进一步，步骤S2中，所述改进的组合测试算法使用红黑树算法来优化影响因素取值组合的搜索与删除功能。进一步，步骤S2中，所述改进的组合测试算法每次生成一个新的测试场景；当为场景中的影响因素赋值时，优先从仍未被覆盖的影响因素取值组合中选择重要度指标之和最大的组合；当选择重要度指标之和最大的组合时，若有多个组合同时满足条件，则使用字典序算法来保证主动安全系统测试的确定性与可重复性要求。进一步，步骤S2中，所述改进的组合测试算法的测试效果受到两个因素影响：测试场景生成个数和复杂度提升系数；所述复杂度提升系数用于设置影响因素取值组合的重要度指标之和的最低门限值；当选择重要度指标之和小于门限值的影响因素取值组合为新的测试场景中的对应影响因素赋值后，为测试场景中的剩余待赋值影响因素赋予对应取值范围内重要度指标最大的取值；所述能够达到最佳测试效果的复杂度提升系数通过统计方法计算得到。进一步，所述改进的组合测试算法中增加约束条件，用于减少无效的、矛盾的或实际条件下不可能存在的影响因素取值组合。进一步，所述门限值θ的计算公式如下：其中β为复杂度提升系数，ωi为影响因素fi的重要度指标，γi,k为影响因素取值vi,k的重要度指标，i表示影响因素的个数，k表示影响因素对应取值的个数，N为测试场景中包含的影响因素个数；所述最佳测试效果max(Zβ)的计算公式如下：则在算法中选择能够得到最佳测试效果max(Zβ)的复杂度提升系数β；其中S1为复杂度指标的均值对测试效果的影响大小，S2为测试场景个数对测试效果的影响大小，为复杂度提升系数为β时生成的测试场景的复杂度指标的均值，Mβ为复杂度提升系数为β时生成的测试场景的个数，为选取的所有采样点的均值，为选取的所有采样点的标准差；其中，l为在复杂度提升系数的取值范围内选取的总采样点个数，h表示选取的第h个采样点，为在第h个采样点复杂度提升系数为β时生成的测试场景个数。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种主动安全系统测试场景的自动生成方法，在传统软件测试方法中的组合测试算法的基础上做出改进，利用两个衡量测试场景有效性的指标——即场景的复杂度指标以及场景中影响因素的重要度指标来指导场景的生成过程并对算法的生成结果做出评价。本专利技术中提出的方法既可以解决当今普遍应用在主动安全系统测试领域中“测试标准”定义的测试场景过于简单且数量较少的问题，又可以解决由“穷尽测试”方法所生成的测试场景数量过多而导致的测试成本过高问题，同时还能够解决直接应用传统组合测试算法所生成的测试场景集合中复杂场景占比较低的问题。该方法可以使得最终生成的测试场景集合在具备传统组合测试算法利用小规模的测试场景集合即可实现较高的故障覆盖率的优点的同时，大幅提高集合中测试场景的整体有效性，从而有效降低测试成本，显著提高测试效率。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术所述汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法结构示意图；图2为实施例中影响因素取值组合的生成方法示例图；图3为实施例中改进组合测试算法复杂度提升系数β与测试效果Zβ的关系示意图；图4为实施例中改进组合测试算法相对于ISO测试标准中定义的测试场景与穷尽测试算法生成测试场景的个数对比示意图；图5为实施例中改进组合测试算法相对于传统组合测试算法PICT，AllPairs以及AETG生成测试场景个数与场景复杂度指标分布的对比示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。本专利技术提供的一种主动安全系统测试场景的自动生成方法，在传统组合测试算法的基础上做出改进，利用测试场景的复杂度指标与场景中影响因素的重要度指标来指导测试场景的生成并可对算法的生成结果做出评价，实现对主动安全系统的测试与评价，如图1所示，包括以下步骤：S1：计算得到衡量测试场景有效性的两个评价指标，即场景的复杂度指标以及场景中影响因素的重要度指标；所述评价指标可通过任意合理的量化评价方法计算得到，如层次分析法、熵值法等。所述场景中影响因素的重要度指标包括以下两方面：影响因素的重要度指标和影响因素对应取值的重要度指标。S2：将两个评价指标用来指导改进的组合测试算法的测试场景生成。所述改进的组合测试算法使用红黑树算法来优化影响因素取值组合的搜索与删除功能。所述改进的组合测试算法每次生成一个新的测试场景。当为场景中的影响因素赋值时，优先从仍未被覆盖的影响因素取值组合中选择重要度指标之和最大的组合。当选择重要度指标之和最大的组合时，若有多个组合同时满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：计算得到衡量测试场景有效性的两个评价指标，即场景的复杂度指标以及场景中影响因素的重要度指标；S2：将两个评价指标用来指导改进的组合测试算法的测试场景生成过程；S3：得到测试场景集合，利用评价指标对生成场景的有效性进行评价；S4：将测试场景集合应用于待测主动安全系统的测试与评价。

【技术特征摘要】
1.一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：计算得到衡量测试场景有效性的两个评价指标，即场景的复杂度指标以及场景中影响因素的重要度指标；S2：将两个评价指标用来指导改进的组合测试算法的测试场景生成过程；S3：得到测试场景集合，利用评价指标对生成场景的有效性进行评价；S4：将测试场景集合应用于待测主动安全系统的测试与评价。2.根据权利要求1所述一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法，其特征在于，步骤S1中，所述评价指标通过任意的量化评价方法计算得到；所述场景中影响因素的重要度指标包括以下两方面：影响因素的重要度指标和影响因素对应取值的重要度指标。3.根据权利要求1所述一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法，其特征在于，步骤S2中，所述改进的组合测试算法使用红黑树算法来优化影响因素取值组合的搜索与删除功能。4.根据权利要求1所述一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法，其特征在于，步骤S2中，所述改进的组合测试算法每次生成一个新的测试场景；当为场景中的影响因素赋值时，优先从仍未被覆盖的影响因素取值组合中选择重要度指标之和最大的组合；当选择重要度指标之和最大的组合时，若有多个组合同时满足条件，则使用字典序算法来保证主动安全系统测试的确定性与可重复性要求。5.根据权利要求1所述一种汽车主动安全系统测试场景的自动生成方法，其特征在于，步骤S2中，所述改进的组合测试算法的测试效果受到两个因素影响：测试场景生成个数和复杂度提...

【专利技术属性】
技术研发人员：高锋，段剑犁，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50