(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011401610.4
(22)申请日 2020.12.03
(71)申请人 中国船舶工业系统工程研究院
地址 100094 北京市海淀区丰贤东路1号
(72)发明人 韩玮 胥凤驰 董钉 曾江峰
王千一 王伟 梁旭 王子帅
马向峰 李哲 郭晓晔 骆福宇
(74)专利代理机构 中国船舶专利中心 11026
代理人 温振宁
(51)Int.Cl.
G06F 11/36(2006.01)
(54)发明名称
测试方法及系统
(57)摘要
本发明公开了一种基于多模拟器的无人艇
航行任务控制软件测试方法，包括：模拟艇平台
的运动状态，根据多个模拟器的输入状态运行，
并反馈包含运动特性的运动状态，实现对航行控
实现对任务控制软件的测试。本发明还公开了一
种基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测
试系统，包括控制台、任务控制处理板、航行控制
处理板和多个模拟器。该基于多模拟器的无人艇
航行任务控制软件测试方法及系统的目的是解
决因海上环境的复杂性和不确定性，导致软件测
试的难度的问题。权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 112463617 A 2021.03.09
C N 112463617
A
1.一种基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，该测试方法包括：
模拟艇平台的运动状态，根据多个模拟器的输入状态运行，并反馈包含运动特性的运动状态，实现对航行控制软件的测试；以及，
模拟艇上设备和目标数据，实现对任务控制软件的测试。
2.根据权利要求1所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，所述实现对航行控制软件的测试，具体为：
进行自主航行及航行精度测试。
3.根据权利要求2所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，所述进行自主航行及航行精度测试，具体包括如下步骤：
在控制台上规划自主航行任务：直线任务、折线任务、圆形任务，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
验证任务控制处理板接收的任务信息；
验证航行控制处理板接收的航向、航速、方位信息；
验证定位设备模拟器接收的油门、舵角、方位信息；
查看控制台航姿信息是否按照规定的频率更新，以及海图上的无人艇是否沿规划航线、按照规划航速行驶；
将实际路线与规划航线对比，对侧偏距求均方差得到航行精度。
4.根据权利要求1所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，所述实现对任务控制软件的测试，具体包括：
进行艇上设备接口测试、进行自主避障任务测试、进行目标探测任务测试和进行目标跟踪监视任务测试。
5.根据权利要求4所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，所述进行艇上设备接口测试，具体包括如下步骤：
进入控制台艇上设备控制界面，对于控制类设备下发控制命令；
验证任务控制处理板接收的设备控制命令；
验证所述多个模拟器的接收命令；
验证所述任务控制处理板接收的设备状态反馈；
查看控制台是否显示对应设备状态。
6.根据权利要求4所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，所述进行自主避障任务测试，具体包括如下步骤：
在控制台上设定目标探测区域，配置雷达设备参数，规划任务航线，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
利用水面及水下目标数据模拟器模拟探测任务类型对应的水面/水下目标数据发送到所述任务控制处理板；
验证所述任务控制处理板接收的任务信息、目标数据，任务处理软件根据所述目标数据实时进行重规划航线，并将重规划航线显示在控制台上；
模拟单个目标障碍的情况，验证单目标自主避障功能的正确性；模拟连续多个目标障碍的情况，验证多目标自主避障功能的正确性；利用所述水面及水下目标数据模拟器模拟
目标数据，验证所述任务处理软件的目标数据处理功能；
查看所述控制台无人艇是否按照重规划航线行驶，以及避障路线是否符合预期要求。
7.根据权利要求4所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，所述进行目标探测任务测试，具体包括如下步骤：
在控制台上设定目标探测区域，配置艇上设备参数，规划任务航线，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
利用水面及水下目标数据模拟器模拟探测任务类型对应的水面/水下目标数据发送到所述任务控制处理板；
验证所述任务控制处理板接收的任务信息、目标数据，任务处理软件根据所述目标数据实时进行重规划航线，并将重规划航线显示在控制台上；
利用所述水面及水下目标数据模拟器模拟不同海洋气象环境下的目标数据，验证所述任务处理软件的目标数据处理功能，利用导航雷达模拟器及声纳模拟器完成对水面水下目标的探测；
查看所述控制台上无人艇是否按照重规划航线行驶，以及探测目标列表是否正确显示探测目标信息。
8.根据权利要求4所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，其特征在于，所述进行目标跟踪监视任务测试，具体包括如下步骤：
在控制台上设定目标探测区域，配置设备参数，规划任务航线，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
利用水面及水下目标数据模拟器模拟水面动态目标数据发送到所述任务控制处理板；
验证所述任务控制处理板接收的任务信息、目标数据，任务处理软件目标数据实时进行重规划航线，
并将重规划航线显示在控制台上；重规划航线的同时，所述任务控制处理板向光电模拟器发送目指信息和开始录制视频的命令，利用所述光电模拟器验证发送目指和视频录制功能的正确性；
利用导航雷达模拟器模拟无人艇回转过程中雷达目标不稳定情况下的目标数据，验证所述任务处理软件的目标外推功能；
查看控制台无人艇是否按照重规划航线行驶，以及是否能够稳定跟踪目标。
9.一种基于如权利要求1-8中任一项所述的基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法的测试系统，其特征在于，该系统包括：
控制台，部署软件包括岸端任务控制软件、岸端航行控制软件、海图服务、数据库及其他软件；
任务控制处理板，用于部署艇端任务控制软件；
航行控制处理板，用于部署艇端航行控制软件；以及，
模拟器，部署软件包括具备航姿模拟、设备模拟、目标数据模拟功能的模拟器。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储应用程序，当服务器运行所述应用程序时，执行上述权利要求1-8中任一项所述的测试方法。
基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及无人舰控制技术领域，尤其涉及一种基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法及系统、计算机可读存储介质。
背景技术
[0002]水面无人艇能够通过任务设定、预规划航路、搭载不同的设备，完成多种任务。水面无人艇航行任务控制软件包含航行控制软件和任务控制软件。软件中不需要实艇就可以测试部分的功能可以在岸基测试中得以验证，对于需要部署在实艇上、或在无人艇运行中测试的功能以及与航行精度相关的功能，可以通过把航行任务控制软件部署在实艇上的方法，在海上环境下对软件的功能进行测试。
[0003]水面无人艇的航行任务控制软件中与运行状态相关的功能需要部署在实艇上测试，例如艇上设备的控制和状态反馈、目标探测任务、与目标交互的任务、涉及到航行精度的任务。由于海上环境的复杂性和不确定性，导致实艇测试进程缓慢、危险系数增加，拖慢了项目的整体进度，增加了软件测试的难度。
[0004]有鉴于此，本领域技术人员亟待提供一种基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法及
系统、计算机可读存储介质用于解决上述问题。
发明内容
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明的目的在于提供一种基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法及系统，能够解决因海上环境的复杂性和不确定性，导致软件测试的难度的技术问题。[0007](二)技术方案
[0008]本发明的第一方面提供了一种基于多模拟器的无人艇航行任务控制软件测试方法，该测试方法包括：
[0009]模拟艇平台的运动状态，根据多个模拟器的输入状态运行，并反馈包含运动特性的运动状态，实现对航行控制软件的测试；以及，
[0010]模拟艇上设备和目标数据，实现对任务控制软件的测试。
[0011]进一步地，所述实现对航行控制软件的测试，具体为：进行自主航行及航行精度测试。
[0012]进一步地，所述进行自主航行及航行精度测试，具体包括如下步骤：
[0013]在控制台上规划自主航行任务：直线任务、折线任务、圆形任务，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
[0014]验证任务控制处理板接收的任务信息；
[0015]验证航行控制处理板接收的航向、航速、方位信息；
[0016]验证定位设备模拟器接收的油门、舵角、方位信息；
[0017]查看控制台航姿信息是否按照规定的频率更新，以及海图上的无人艇是否沿规划
航线、按照规划航速行驶；
[0018]将实际路线与规划航线对比，对侧偏距求均方差得到航行精度。
[0019]进一步地，所述实现对任务控制软件的测试，具体包括：
[0020]进行艇上设备接口测试、进行自主避障任务测试、进行目标探测任务测试和进行目标跟踪监视任务测试。
[0021]进一步地，所述进行艇上设备接口测试，具体包括如下步骤：
[0022]进入控制台艇上设备控制界面，对于控制类设备下发控制命令；
[0023]验证任务控制处理板接收的设备控制命令；
[0024]验证所述多个模拟器的接收命令；
[0025]验证所述任务控制处理板接收的设备状态反馈；
[0026]查看控制台是否显示对应设备状态。
[0027]进一步地，所述进行自主避障任务测试，具体包括如下步骤：
[0028]在控制台上设定目标探测区域，配置雷达设备参数，规划任务航线，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
[0029]利用水面及水下目标数据模拟器模拟探测任务类型对应的水面/水下目标数据发送到所述任务控制处理板；
[0030]验证所述任务控制处理板接收的任务信息、目标数据，任务处理软件根据所述目标数据实时进行重规划航线，并将重规划航线显示在控制台上；
[0031]模拟单个目标障碍的情况，验证单目标自主避障功能的正确性；模拟连续多个目标障碍的情况，验证多目标自主避障功能的正确性；利用所述水面及水下目标数据模拟器模拟目标数据，验证所述任务处理软件的目标数据处理功能；
[0032]查看所述控制台无人艇是否按照重规划航线行驶，以及避障路线是否符合预期要求。
[0033]进一步地，所述进行目标探测任务测试，具体包括如下步骤：
[0034]在控制台上设定目标探测区域，配置艇上设备参数，规划任务航线，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
[0035]利用水面及水下目标数据模拟器模拟探测任务类型对应的水面/水下目标数据发送到所述任务控制处理板；
[0036]验证所述任务控制处理板接收的任务信息、目标数据，任务处理软件根据所述目标数据实时进行重规划航线，并将重规划航线显示在控制台上；
[0037]利用所述水面及水下目标数据模拟器模拟不同海洋气象环境下的目标数据，验证所述任务处理软件的目标数据处理功能，利用导航雷达模拟器及声纳模拟器完成对水面水下目标的探测；
[0038]查看所述控制台上无人艇是否按照重规划航线行驶，以及探测目标列表是否正确显示探测目标信息。
[0039]进一步地，所述进行目标跟踪监视任务测试，具体包括如下步骤：
[0040]在控制台上设定目标探测区域，配置设备参数，规划任务航线，下发到任务控制处理板并开始执行任务；
[0041]利用水面及水下目标数据模拟器模拟水面动态目标数据发送到所述任务控制处
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