设计和测试自动停车系统,同时最大限度地提高可复用性,满足不断变化的需求和紧迫的时间表

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"每一代新一代相机通常都采用新的定制通信协议。 借助FlexRIO这一用于PXI模块可配置FPGA附加软件,我们只需重新设计适配器板上即可将不同的DUT连接到系统的其余部分。 PXI平台不仅为我们提供了所需的灵活性,同时确保我们可以复用所有常见元素,例如DAQ功能和HIL环境。"

- Derek O'Dea, Valeo

The Challenge:
由于软件组件的不断增加,车辆安全系统变得越来越复杂,但开发时间也越来越短。 我们需要开发一个系统来重复利用员工的技能以及软硬件,以更高效地设计和测试自动停车系统。

The Solution:
使用NI平台,我们只需对系统进行少量的更改即可完成设计到测试等不同过程。 我们可以满足不断变化的需求,并在日益紧迫的时间期限内完成项目。

Author(s):
Derek O'Dea - Valeo

法雷奥的Derek O’Dea在NIWeek 2017主题演讲上介绍高级传感技术

法雷奥是一家市值165亿欧元的公司,也是许多领先汽车品牌的全球最大零部件和技术供应商之一。 该公司的测量设备和工具主要用于验证安全系统组件。 由于软件组件的不断增长,这些组件正变得越来越复杂。 同时,传统的两年汽车开发周期不断缩短,导致时间期限日益紧迫。 根据客户需求进行设计是关键,但客户通常在设计初期无法确定所有的要求。 这导致项目时间期限非常紧迫,不仅复杂且功能和要求也经常变化。

法雷奥特别感兴趣的领域是自动停车系统。 这些基于相机的系统涉及复杂的嵌入式系统,包含多个设计阶段。 第一阶段是调整计算机视觉算法。 为此,我们使用NI的模块化PXI硬件控制平台,该平台可以处理各种测量类型,以便与各种传感器和汽车网络连接。 我们通常将PXI机箱部署在车辆中,并将其连接到实况摄像头、超声波、车辆总线和常见驾驶情况的环境传感器数据。 之后使用这些实时数据在测试台上训练和验证计算机视觉深度学习算法。 在训练算法后,我们将算法部署到相机系统附带的实际电子控制单元硬件上。 这时我们面临的挑战是使用部署的软件全面地测试控制器。

我们需要在实际情况下全面测试控制器;然而,昂贵的道路测试是我们很难甚至不可能测试每个可能的场景。 而通过硬件在环(HIL)测试,我们使用模拟和真实环境传感器数据的组合来“欺骗”待测嵌入式控制器,使其像在真实环境中一样运行。 然后,我们可以测试成千上万个的可能场景,以确保系统的可靠性和安全性。

至于测试装置,我们在不同的阶段均使用相同的PXI硬件。 PXI不是与物理传感器连接,而是通过模拟控制器实际安装在车辆中时所有常见的传感器输入来进行广泛的HIL测试。 借助显卡和一系列PXI I/O,我们在待测设备(DUT)可以控制的虚拟环境中创建一个虚拟汽车。 这有助于我们评估设备是如何控制虚拟汽车的。 简而言之,我们使用软件模拟复杂的传感器和控制器系统的测试环境,以验证其功能。

与此同时,我们还将之前从车辆采集的传感器数据重新导入到控制器中,使DUT像在车内一样接收传感器数据。 多个传感器数据流的时间同步对于在HIL工作台和真车中获得相同的测试结果非常重要 - 此时精确的PXI时间同步非常关键。

基于模块化NI硬件的灵活测试系统使我们能够应对不断变化的功能和要求,但我们仍然面临着紧迫的时间期限挑战。 为了解决这个问题,我们通过复用工具和让员工掌握项目不同部分所需的知识来提高开发效率。

在工具方面,我们以软件IP为例。 我们使用LabVIEW创建通用的软件工具,部署到不同的设计阶段和不同的项目。 想象一下,从项目概念到全规模生产均使用相同测试代码将是多么激动人心的事情。 这是我们的目标,我们已经能够复用80%的代码。

虽然我们在代码复用方面取得了巨大的成功,但我们必须考虑到每个相机模块的硬件元素各不相同。 每一代新一代相机通常都采用新的定制通信协议。 借助FlexRIO这一用于PXI模块可配置FPGA附加软件,我们只需重新设计适配器板上即可将不同的DUT连接到系统的其余部分。 PXI平台不仅为我们提供了所需的灵活性,同时确保我们可以复用所有常见元素,例如DAQ功能和HIL环境。

我们能否满足紧迫的时间期限的另一个关键在于我们的员工。 我们已经让整个团队熟练掌握LabVIEW。 工程师能够开发FPGA代码以及进行数据采集、车辆连接和HIL仿真。 得益于NI平台,每次开发新项目时,我们可以最大限度地复用员工的技能、软件IP和核心硬件系统。 对于不同的项目,我们唯一进行更改的是FlexRIO适配器模块。 由于团队成员可以胜任项目的不同职能,而不是日复一日地执行重复的任务,因此团队积极性也大大提高了。 这不仅大幅提升了团队的效率,对我们来说也是巨大的成功。

借助NI平台,我们能够跟上行业不断加速的步伐。 即使新技术不断引入,紧迫的时间期限不断推动加快节奏,但我们可通过提高效率来应对这些挑战。 复用员工技能、软件和硬件使我们不仅能够在当下取得成功,而且使我们有信心迎接未来的挑战。

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

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