车载测试学习指南
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第 3 篇

第三篇：测试思维与方法论（座舱）

本篇共 6 个小节，覆盖 智能座舱认知、系统架构、核心硬件模块、座舱测试方法论、座舱测试三阶段方法论、信号类与非信号类测试。

智能座舱认知系统架构核心硬件模块座舱测试方法论座舱测试三阶段方法论信号类与非信号类测试

3.1 智能座舱认知

3.1.1 智能座舱定义

汽车智能座舱是指搭载先进的软硬件系统，具备人机交互、网联服务、场景拓展的人-机-环融合能力，为驾乘人员提供安全、智能、高效、愉悦等综合体验的移动空间。

智能的发展：机械仪表及纯按键 → 部分小屏幕可进行简单的人机交互 → 大屏化集成减小实体按键

3.1.2 智能座舱的意义

  • 目前中国市场座舱智能配置水平的新车渗透率约为 48.8%，到2025年预计可以超过 75%，均高于全球市场的装配率水平
  • 从用户购买决策的关键因素来看，座舱智能科技配置水平是仅次于安全配置的第二大类关键要素，其重要程度已超过动力、空间与价格等传统购车关键要素
  • 超过 80% 的用户对座舱智能配置表现出了购买意愿（含"非常需要"与"比较需要"），其中对娱乐信息系统、HUD与中控大屏的购买意愿相对较高
💡 进入电动车时代后，座舱成为各厂家竞争的主要领域，因为电动车的加速性能远超燃油车，电动车的加速性能已经过剩，由于电动车的关键电池被几个大厂垄断（CATL、LG化学、SK和松下占据了超80%的市场），电动机是很成熟的产品，性能没有提升空间。种种因素造成，电动车同质化严重，要想从竞争中脱颖而出，就是要靠智能座舱，只有智能座舱才做差异化设计。而随着智能驾驶技术的不断提升，人们在车内有更多的闲暇时间需要娱乐或其他活动，座舱成为人们的第二个办公室、第二个客厅。这将强力刺激智能座舱的普及。厂家为应对智能座舱普及，纷纷增加屏幕，加大屏幕尺寸。

2019-2025年新上市车型平均屏幕数量：

年份2019202020212022202320242025
平均屏幕数量1.621.811.952.292.522.602.66

中控屏尺寸市场份额：

尺寸（英寸）2019202020212022202320242025
0-872%63%51%40%35%31%28%
8-1426%33%41%47%49%51%52%
14以上2%4%8%13%16%18%20%

3.1.3 汽车座舱系统的发展历程

时代时间段特征
机械时代2000年以前单一机械仪表、物理操作按键、简单的音响娱乐，无智能网联，集成度低、安全程度低、智能化程度无
电子时代2000年-2015年多为机械仪表（极少数液晶仪表）、多为物理按键（少数触控）、小尺寸可显示娱乐信息、安全程度较低、智能化程度低
智能时代2015年-至今大尺寸显示屏（多联屏）、可语音/触控/手势操作、座舱系统丰富、交互方式多样、高度集成化、安全程度较高、智能化程度较高
高度智能时代未来虚拟现实、科技化丰富、多模态智能交互、高度集成化、整车安全程度极高、智能化程度极高
💡 但目前的汽车座舱系统正处在智能时代的初级阶段。语音交互对于自然语音的理解以及连续输入时的响应，表现的还不尽如人意；手势识别等图像识别的准确度也有待提高。

3.1.4 智能座舱系统功能分析

智能座舱系统主要由三个子系统组成：

子系统占比说明
驾驶信息系统23%基础信息显示、娱乐信息显示、智驾辅助显示、报警信息显示
娱乐信息系统58%娱乐系统、音频系统、导航系统、通讯系统、车辆设置、用户输入、账户系统、能量管理、生态系统、智能场景、HUD系统
智能感知系统19%驾驶员监测、身份识别、语音交互、AI助手、360 AVM、行车记录、泊车辅助

三大子系统详细功能：

驾驶信息系统：

  • 基础信息显示：表头信息、行驶信息、充放电信息等
  • 娱乐信息显示：显示娱乐信息系统的部分信息
  • 智驾辅助显示：显示智能相关的动态信息
  • 报警信息显示：显示报警信息及车辆状态指示信息

娱乐信息系统：

  • 娱乐系统：播放音乐、视频，媒体控制及后排屏幕控制等
  • 音频系统：音频策略管理，音效管理
  • 导航系统：定位、检索、路径规划等
  • 通讯系统：蓝牙电话控制、通信录管理等
  • 车辆设置：对车辆上的设备及功能进行设置
  • 用户输入：输入法及方向盘控制按键输入
  • 账户系统：对云端、车端及第三方临时账户进行管理
  • 能量管理：对车辆的能耗数据及状态进行查询和管理
  • 生态系统：互联网生态、通知中心、投屏及手机互联
  • 智能场景：小憩、宠物、露营、哨兵等场景
  • HUD系统：W-HUD系统及AR-HUD系统

智能感知系统：

  • 驾驶员监测：疲劳检测、分心检测、打电话检测、手势识别、视线追踪等
  • 身份识别：Face ID、声纹识别
  • 语音交互：通过语音对车辆上的设备及功能进行语音设置及对导航、路况、天气等信息的查询
  • AI助手：语音助手、形象助手
  • 360 AVM：3D环视功能、2D的局部视角显示、透明底盘等
  • 行车记录：普通录像、紧急录像、拍照功能等
  • 泊车辅助：自动泊车、遥控泊车、记忆泊车等

3.2 系统架构

3.2.1 硬件组成

识别并理解座舱域控制器、中控屏、液晶仪表、HUD、流媒体后视镜、DMS摄像头、麦克风阵列等核心硬件的功能与相互关系。

域控制器：赛力斯CDC、极力（DHU、IHU）

硬件零件图示与安装步骤（教学实操内容）：

  1. 结构件：顶板、前板、后板、侧板、底板
  2. 紧固件：长螺钉、短螺钉、长螺柱、短螺柱、螺帽
  3. 安装步骤：
  4. 用5个螺母、短螺柱、短螺母将6125样件下板固定在结构件下板
  5. 在结构件底板插入2个结构件侧板
  6. 用4个螺母、长螺柱、长螺母将6125样件上板固定在结构件上板
  7. 对齐6125样件上板和下板的插口、对齐结构件上板和侧板的插口，一并插稳

3.2.2 软件栈概览

了解底层操作系统、中间件、上层应用的分层结构，以及Android Automotive OS、QNX等主流OS的特点。

中间件作用（运行在操作系统之上的基础软件）：

  1. 实现"软硬件解耦"：在没有中间件的年代，开发一个车载应用就像是为特定型号的电脑写程序，一旦更换了电脑里的芯片，程序就得重写。有了中间件，应用软件开发只需面向中间件提供的标准接口编程，完全不用关心底层用的是哪家公司的芯片或硬件。这极大地提升了软件开发的灵活性和效率，让车企可以像搭积木一样组合不同的硬件和软件。
  2. 管理日益增长的复杂性：现代汽车拥有上百个电子控制单元（ECU），它们需要高效协同工作。中间件就像一个超级高效的"交通指挥中心"，负责所有软件模块之间的通信和资源调度，确保海量数据（比如来自摄像头、雷达的信号）能够准确无误地传递给需要它的功能模块。

场景串联：以"语音控制导航"为例：

  1. 上层应用：语音助手App被唤醒，它接收你的语音指令，并将其转化为文本"导航去公司"。然后，它向地图App发起一个"规划路线"的请求。
  2. 中间件：作为"翻译官"和"交通枢纽"，它接到语音助手的请求，并将其准确地路由给地图App。同时，它可能还需要从车辆总线上获取当前的GPS位置信息，并传递给地图App。
  3. 底层操作系统：它为上述所有过程提供基础支持——调度CPU来处理语音识别算法、管理内存来加载地图数据、通过网络驱动来下载实时路况。

主要的操作系统：QNX、Linux、Android Automotive、鸿蒙OS（华为车的）、AliOS

主流芯片：

档次芯片代表车型
高端高通骁龙8295理想L系列、蔚来ET5/ET7、小鹏X9、奔驰E级、极氪001升级版
高端高通骁龙8295P理想MEGA、蔚来全系2024+新车
高端联发科MT8676 / CT-X1极氪001升级版、部分自主品牌
高端英特尔Intel 13800HAQ理想L7（部分版本）
中端高通骁龙8155小鹏P7/G6、蔚来ES8、比亚迪汉EV、领克08、深蓝S07、哪吒GT
中端华为麒麟990A问界M5/M7、阿维塔11
中端芯擎科技（吉利旗下）龍鹰一号（SE1000）领克08 EM-P、路特斯Eletre
教学用瑞驰6125芯片—

3.3 核心硬件模块

3.3.1 仪表（赛力斯IC、极力DIS）

取代传统机械仪表，可动态显示车速、导航、驾驶辅助状态、能耗等信息，支持个性化布局（汽车状态的显示和提示）。

汽车仪表盘标志包含：车门提示、手刹提示、安全带提示、发动机自检、润滑油状况检测、ABS系统检测、安全气囊检测、蓄电池提示以及燃油量提示。

3.3.2 中控大屏/多屏（IVI、极力MMI、CSD）

汽车中控是控制汽车空调、音响等舒适娱乐装置的地方。随着汽车技术方面日新月异的进步，汽车中控台也在悄无声息的进化。从传统的按键操作到全触摸式，这无疑是很大的飞跃，既代表了科技的进步，无形中也提升了档次。

典型功能：大屏与多屏。电动车时代，由于加速性能远超燃油车，比拼性能已经几乎没有意义，因此电动车从比拼动力性能转变为比拼科技感，特别是座舱领域，大屏或多屏几乎是电动车的标配，这也带动中高端燃油车不得不采用多屏或大屏与电动车竞争。

全液晶仪表尺寸：主要有7、10.3、12.3英寸三种。通常10.3英寸有1280_480和1920_720两种分辨率，12.3英寸则有1280_480、1440_540、1920_720、2400_900四种分辨率。

中控大屏尺寸：有8、10、11.3、12.3、12.8、14、15、17、17.7多种。

集成信息娱乐、空调控制、车辆设置等功能，常与仪表盘、副驾娱乐屏、后排屏等实现多屏协同。

后排娱乐显示屏：后排娱乐屏与前方大屏联动，也能单独上网，连接游戏机手柄，并且也是触摸屏，甚至可以在屏幕上手指滑动分享给另一块后排屏，可两人联机打游戏，娱乐性更强。

实现方式（人机交互HMI）：手势控制、人脸识别、眼球追踪、触觉反馈等

3.3.3 DMS疲劳检测系统

Driver Monitoring System，驾驶员监测系统，用于疲劳检测、分心检测等。详细测试见第八篇 8.10 DMS 疲劳检测。

3.3.4 HUD（Head-Up Display）抬头显示

抬头显示器将车辆关键信息（车速、导航提示、驾驶辅助警告等）投影到驾驶员前方挡风玻璃上，使驾驶员无需低头即可获取重要信息。分风挡玻璃型（W型）和集成显示型（C型），AR-HUD 在常规信息外增加导航与 ADAS 图像层。详细测试见第八篇 8.11 HUD 抬头显示。

3.3.5 CMS（Camera Monitoring System）数字反光镜

  • CMS（Camera Monitoring System）：沙雕设计之一：无敌反光镜（就是没有反光镜，用的摄像头）
  • 目前全球只有日本和欧洲的法规允许使用电子后视镜系统代替玻璃镜。
  • 中国的法规方面：中国法规GB 15084-2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》目前允许安装电子后视镜，但不允许电子后视镜取代玻璃后视镜，在未来1到2年内15084的升级会跟上UNECE R46-2016，下一次升级可能会允许取代。

3.4 座舱测试方法论

3.4.1 座舱车身四大核心价值维度

1. 安全（Safety）

  • 驾驶安全：理解功能设计如何避免驾驶员分心，例如行车时视频播放限制、复杂菜单层级对注意力的影响
  • 功能安全：认识关键功能（如倒车影像、胎压显示）失效可能带来的风险
  • 信息安全：了解用户隐私数据（如通讯录、位置信息）的保护机制，以及防止恶意攻击的重要性

2. 智能（Intelligence）

  • 主动感知：学习DMS如何监测疲劳、分心，OMS如何监测乘客状态，并触发相应的服务
  • 自然交互：理解多模态融合（语音+触控+手势）的目标是提供更符合人类直觉的交互方式
  • 场景引擎：掌握"如果...就..."的场景联动逻辑，例如"如果下雨且车速>60km/h，就自动关闭车窗并打开雨刮"

3. 高效（Efficiency）

  • 任务完成度：学会定义用户在座舱内的核心任务（如设置导航、调节空调），并测量完成任务所需的时间、步骤数
  • 系统响应性：建立对"流畅"的量化认知，包括应用启动时间、屏幕滑动帧率、语音指令响应延迟等关键性能指标

4. 愉悦（Pleasure）

  • 感官体验：从视觉（UI/UX设计、动效）、听觉（音响效果、提示音）、触觉（屏幕反馈、物理按键阻尼）多维度评价座舱质感
  • UI：主要理解成界面的设计，UI主要理解是界面的美观
  • 个性化与情感化：探索如何通过主题切换、氛围灯联动、个性化推荐等功能，让用户产生情感共鸣和归属感

3.4.2 人机交互（HMI）基本原则

理解为何按钮大小、菜单深度会影响操作效率和安全性。

3.4.3 智能座舱与IVI、V2X以及智能驾驶之间的关系

智能座舱与车载信息娱乐系统（IVI），车联网（V2X）以及智能驾驶是当前汽车几个主要的发展方向。

  • IVI（车载信息娱乐系统）是智能座舱的一部分功能，也是智能座舱的主要功能之一。智能座舱是在IVI系统的基础上进行扩充融合，从而发展起来的。
  • 车联网（V2X）技术，是智能座舱走向智能化的技术基础之一。车联网技术，使座舱获得了互联网技术的支持。通过车联网技术，我们可以打造越来越丰富智能座舱的生态体系，并且可以通过云端技术不断的提升AI的智能，推动座舱智能化的发展。
  • 智能驾驶和智能座舱一起，构成了智能汽车的两条主线，推动汽车成为继电池、电话、个人计算机和智能手机之后最重要的终端产品。
代码plain
          IVI与智能座舱
          ┌──────────────┐
          │ IVI是智能座舱的一部分 │
          │ 智能座舱在IVI基础上发展 │
          └──────────────┘
                │
    ┌───────────┼───────────┐
    │           │           │
车联网(V2X)   智能座舱     智能驾驶
    │                       │
    └─ 对智能座舱功能提供网络支持 ── 相辅相成，共同发展
       通过云端技术提升AI智能        高度智能驾驶能够进一步释放
       打造智能座舱生态               驾乘人员在移动出行过程中的精力

3.5 座舱测试三阶段方法论

3.5.1 第一阶段：认知上——构建立体化的座舱世界观

核心任务：解构"智能座舱"，理解其作为"第三生活空间"的复杂性与价值主张。

（即上述3.1-3.4的全部内容）

3.5.2 第二阶段：方法论层——掌握场景化与分层测试策略

核心任务：将抽象的价值维度转化为可执行、可量化的测试方案。

1. 场景驱动测试设计

  • 场景要素拆解：掌握将一个完整用车场景拆解为 [用户] + [环境] + [车辆状态] + [操作序列] + [预期结果] 的方法
  • 高频高价值场景提取：学习如何从用户调研、竞品分析中提取"通勤"、"长途自驾"、"接送孩子"等典型场景，并转化为测试用例
  • 异常与边界场景设计：练习设计极端情况，如"弱网环境下语音助手唤醒"、"高速时误触挂倒挡"、"多轮对话中的打断与纠正"

2. 多维度指标体系构建

  • 功能性指标：功能覆盖率、功能实现正确率
  • 性能指标：冷/热启动时间、应用切换耗时、CPU/内存占用率
  • 安全性指标：驾驶员视线偏离时长、系统崩溃/卡死频率、数据加密合规性
  • 体验性指标：主观满意度评分、任务成功率、误操作率

3. 主客观结合的评价方法

  • 客观数据采集：学习使用日志抓取工具等获取量化数据

4. 分层测试策略制定

  • 组件级测试：针对单一模块（如蓝牙模块、GPS模块）进行功能和兼容性验证
  • 系统集成测试：在台架上验证座舱域控制器与其他ECU（如车身域、动力域）的CAN/LIN通信是否正常
  • 整车实车测试：在真实道路环境中，评估系统在动态、复杂环境下的综合表现

3.5.3 第三阶段：实践层——精通工具链与自动化落地

核心任务：将测试设计转化为高效的自动化执行能力。

1. 核心工具链实战

  • CANoe/CANalyzer：
  • 创建仿真工程，加载DBC文件
  • 使用IG节点模拟车速、档位、车门开关等信号
  • 使用Trace窗口分析报文，定位通信故障
  • ADB与日志分析：
  • 熟练使用 adb shell、adb logcat 等命令抓取安卓车机日志
  • 利用shell命令、秒表等工具分析系统性能瓶颈

2. 自动化测试框架构建

  • 框架设计：搭建基于Python的测试框架，整合Appium（用于UI自动化）和CANoe（用于总线信号模拟）
  • 脚本开发：编写Python脚本，实现从Excel读取测试用例，自动控制测试执行，并生成Allure可视化报告
  • CI/CD集成：了解如何将自动化测试脚本集成到Jenkins/GitLab CI流水线中，实现代码提交后的自动回归测试

3. 问题定位与调试技巧

  • 学习如何通过分析日志、复现步骤、对比正常/异常报文，快速定位问题是出在应用层、框架层还是底层驱动

3.6 信号类与非信号类测试

3.6.1 信号类（报文信号）：2种以上ECU交互，通信沟通

测试方案：canoe测试，tsmaster测试，pcan，这些软件就是仿真报文信号，报文信号就是车内部通信的信号。用硬件+软件，模拟车辆ECU交互的报文信号就能实现仿真验证。

在没有实车环境在，台架上面验证车速档位信号软件层面是否正常。

什么是报文信号类：仪表实时显示车速，其实就是内部在通信，也就是其它ECU再给仪表发送车速的信号，才会实时显示。

常见的总线类功能：设置里面的车控类-对车辆如座椅、车窗、驾驶模式等等进行控制的功能，空调的，仪表信息显示的等等，根据总线信号进行显示的功能。ECU与ECU之间有沟通，沟通有报文信号的交互。

3.6.2 非信号类测试：可以直接点击，比如APP软件；没有与其它ECU进行信号交互的模块

比如多媒体验证：什么是多媒体，不管验证任何产品也好，软件也好，我们首先第一步要了解什么是多媒体，多媒体是指将文本、图形、图像、音频、视频、动画等多种媒体元素。

多媒体怎么测试？根据功能验证，点击所有可执行功能，并且这些功能都能都关闭，验证功能是否实现。

测试哪些？功能验证，性能验证。

测试前提条件有哪些？多媒体载体，可开机电子产品，比如手机、车机，版本，测试用例，缺陷管理平台。

要考虑哪些因素：环境因素（在什么环境下测试，产品）。