基于优秀的图像对比库opencv的测试工具，测试脚本使用Python编写，非常强大。如果你的app没有源码，可以选择它;或者你想做系统测试(跨app的测试)，也可以选择它。其它的还是用下面说的那些个吧。
我通过其核心包sikuli-script.jar实现了android的sikuli化，暂时不打算开源。其实原理挺简单的，认真看过sikuli源码的应该都能写出来。
看lz的意思应该只是想问应用层的，我来说点应用层的
先说说开源的吧：
Robotium
Monkeyrunner
Robolectric
CTS
还有个新兴的测试工具，以前在GitHub看到，现在找不到了，好像是BDD类型的语法;现在还不成熟。
另外基于web的测试也有基于Selenium Webdriver 的 Android WebDriver：
有两种：
基于Remote Server的：官方提供了java接口的，但是Python版的官方里面却没有。我非常喜欢Python，所以自己实现了并且开源到了GitHub：https://github.com/truebit... 有问题大家可以提到上面
基于Instrumentation的：已经在Android SDK r14里面可以安装了
不开源的就多了，不过我见过的一般是以下几种思路：
1. 基于Android Java Instrumentation框架：
基于Robotium，比如bitbar的产品:http://bitbar.com/products
基于Instrumentation，那就海了去了，很多公司自家写的工具都基于这个;另外Robotium就是基于这个的
2. 基于Android lib层的各种命令，比如sendevent,getevent, monkey, service这些，然后用各种语言封装
MonkeyRunner还是很有前景的，Google自己弄的。现在最新的dev版本已经有支持UI的id操作的EasyMonkey了
最新内容请见作者的GitHub页：http://qaseven.github.io/
