在設計與測試自動停車系統時實現最高的可重複率,妥善因應不斷變化的要求與緊湊的時程

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"新生代的攝影機一般皆使用客制化的新通訊協定。 FlexRIO 是適用於 PXI 模組的 FPGA 可設定外掛程式,使用 FlexRIO 後,我們僅需重新設計介接 DUT 與系統其他部分的轉接器介面卡即可。 PXI 平台不僅為我們提供了所需的靈活度,還可確保我們重複使用所有常用元件,例如 DAQ 功能與 HIL 環境等。"

- Derek O'Dea, Valeo

The Challenge:
由於軟體元件不斷演變,汽車安全系統隨之漸趨複雜,開發時程也變得更短。 因此我們必須開發可重複利用員工技能、軟體與硬體的系統,以更有效率的方式設計與測試自動停車系統。

The Solution:
有了 NI 平台,即可大幅減少從設計到測試之間所需的系統變更。 這也讓我們能根據持續變化的要求進行調整,並在緊縮的時程內完成專案。

Author(s):
Derek O'Dea - Valeo

Valeo 的 Derek O’Dea Discusses 在 NIWeek 2017 的 Keynote 演說中探討進階感測作業

Valeo 為價值 165 億歐元的公司,其服務對象涵蓋許多領導級汽車品牌,在此領域是全球最大的元件與技術供應商。 Valeo 使用量測設備與工具組來檢驗安全系統所用的元件;這些軟體元件不斷演變,安全系統元件也隨之漸趨複雜。 同時,傳統為期兩年的汽車開發週期逐漸縮減,導致時程更為緊迫。 客戶需求是設計的核心所在,然而客戶鮮少能在剛開始設計時,就知道自己所需的一切為何。 這除了致使專案時程變得複雜且緊迫,需實現的功能與要求也充滿變化。

Valeo 特別著重的其中一個領域,是自動停車系統。 這類攝影機式系統採用複雜的嵌入式系統,需經歷多個設計階段。 第一階段是調整電腦視覺演算法。 為了進行調整,我們採用 NI 的模組化 PXI 硬體控制平台,它可以處理多種量測類型,並介接各種感測器與汽車網路。 通常我們會在汽車中佈署 PXI 機箱,將其介接到一般駕駛情況下的即時攝影機、超音波、車用匯流排與環境感測器資料。 隨後我們會在機台上使用這些即時資料來訓練電腦視覺深度演算法,並加以檢驗。 訓練演算法後,我們會將其佈署至攝影機系統隨附的實際電子控制單元硬體上。 而難處在於,我們需徹底測試配備佈署軟體的控制器。

我們必須在真實情境中對控制器進行全方位測試;然而道路測試成本高昂,我們難以測試、甚或無法測試所有可能的使用案例。 執行硬體迴路 (HIL) 測試前,我們會綜合使用模擬與真實的環境感測器資料,讓嵌入式控制器彷彿在真實環境中運作,藉此進行測試。 接著我們會測試數千個可能的情境,確定系統的穩定性與安全性皆無虞。

在測試設定時,我們會使用相同的 PXI 硬體進行不同的作業。 此時 PXI 不會與實體感測器介接,而是會模擬所有感測器輸入,就像是實際將控制器安裝到汽車後的一般情況一樣,以執行廣泛的 HIL 測試。 我們使用繪圖卡與 PXI I/O 主機,在虛擬環境中建立一台虛擬汽車,讓受測裝置 (DUT) 控制。 如此有助我們評估裝置控制虛擬汽車的能力如何。 簡單來說,我們使用軟體模擬出測試環境,用於測試由感測器與控制器所構成的複雜系統,藉此檢驗其能力。

同時我們也將之前在汽車內擷取的感測器資料重新置入控制器內,讓 DUT 能接收到與實際在車內時相同的感測器資料。 為了讓在 HIL 機台與在實際汽車上所得的測試結果相同,將多個感測器串流的時序同步化就變得格外重要—這裡的關鍵在於,要達到完整的 PXI 時序同步。

這個以模組化 NI 硬體為基礎的靈活測試系統能滿足我們的需求,以回應不斷變化的功能與要求,但是我們還需面對緊湊時程帶來的挑戰。 為了解決這項難題,我們力求透過重複使用工具,以及讓員工獲得進行專案不同階段所需的知識,藉此提升效率。

就工具層面而言,可拿軟體 IP 做為例子。 我們建立了採用 LabVIEW 的軟體工具,這些常用的工具可透過設計程序的多個階段實作,也可用在多個專案上。 請想像從專案概念到完全量產都能使用相同的測試程式碼, 這是我們的目標,現在我們一般可重複使用 80% 的程式碼。

在我們成功重複使用程式碼之際,也需考量會隨著每個攝影機模組變化的硬體元素。 新生代的攝影機一般皆使用客制化的新通訊協定。 FlexRIO 是適用於 PXI 模組的 FPGA 可設定外掛程式,使用 FlexRIO 後,我們僅需重新設計介接 DUT 與系統其他部分的轉接器介面卡即可。 PXI 平台不僅為我們提供了所需的靈活度,還可確保我們重複使用所有常用元件,例如 DAQ 功能與 HIL 環境等。

還有另一個關鍵能讓我們趕上迫在眉睫的期限,那就是我們的人員。 我們讓團隊所有成員皆具備 LabVIEW 專業能力。 工程師可以處理 FPGA 程式碼,也能處理資料擷取、汽車介面與 HIL 模擬作業。 因為有了 NI 平台,所以我們在獲得新專案時,能以最大限度重複利用團隊、軟體 IP 與核心硬體系統。 在每個專案之間,唯一需要改變的部分是單一 FlexRIO 前端模組。 我們的團隊總是保有高昂士氣,因為大家可轉換到專案中的不同職能,不會因為總是做相同作業而感到厭倦。 對團隊效率來說,這是一大資產;對我們來說,更是一大成功。

產業持續進展演化,而使用 NI 平台,讓我們能跟上嚴苛要求。 即使出現新技術、緊湊時程持續迫使我們加快工作速度,我們也能以高效率作業克服這些挑戰。 重複使用技能、軟體與硬體,不僅讓我們能成功完成眼前的工作,更讓我們能以自信態度迎接未來挑戰。

Author Information:
Derek O'Dea
Valeo
Dunmore Rd
Tuam
Ireland

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