VIL(Vehicle-in-the-Loop) 애플리케이션을 위한 차량의 초음파 센서 기술용 모바일 테스트 시스템

초음파 주차 센서를 차량에 직접 장착하여 물체 감지를 테스트하면 얼마나 좋을까요? 즉, 센서를 제거하지 않고 해당 차량 또는 자동차 버스 시스템에 변경을 가하지 않으며, 무엇보다도 차량 자체나 차량 전방 또는 후방 물체에 의한 움직임이 없는 포괄적인 기능 테스트입니다. dSPACE에서는 이러한 유형의 테스트 시스템인 모바일 초음파 센서 테스트 시스템을 제공할 수 있습니다.

누가 주차 시스템을 제조했든, 어떤 버스 시스템을 사용하든, CAN, LIN, FlexRay, 자동차 이더넷 또는 독점 프로토콜이든 중요하지 않습니다. 가장 중요한 것은 차량에 대한 개입이 전혀 없으며 초음파 센서가 적절한 거리에서 유효한 물체로 인식하는 정밀하게 조정 가능한 물체 거리를 지정할 수 있도록 센서가 정교한 방식으로 자극된다는 것입니다. 이 모든 것은 움직이는 부품이 하나도 없습니다.

dSPACE 테스트 시스템을 사용하여 초음파 센서로 다양한 테스트 시나리오를 생각할 수 있습니다.

• 시스템 통합 테스트
• 차량 내 인간-기계 인터페이스(HMI) 기능 테스트
• EOL(End-of-Line) 테스트
• 승인(ISO-17386 테스트 프론트 로딩)
• 워크숍 테스트:
  • 하나 이상의 센서 교체 후 정확하고 재현 가능한 테스트
  • 범퍼 교체 또는 도색 후 정확하고 재현 가능한 테스트
  • 차체의 모든 종류의 수정 또는 조작 후 정확하고 재현 가능한 테스트

목표

초음파 변위 센서의 기능을 확인해야 하는 다양한 상황이 있습니다. 이는 플랜트 또는 차량 개정의 일부로 정상적인 기능 테스트가 될 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

• 변위 센서가 설치된 차량을 승인하고,
• 완료 후 EOL(End-of-Line) 테스트 수행
• 변위 센서 또는 변위 센서가 설치된 구성 요소를 교체한 후 기능 테스트를 수행합니다.

시뮬레이션된 환경을 사용하여 변위 센서와 연결된 제어 장치의 기능을 테스트하는 복잡한 테스트 시나리오를 적용할 수도 있습니다.

모바일 초음파 센서 테스트 시스템의 구성 요소

모바일 테스트 시스템은 고성능 FPGA와 실시간 프로세서를 포함하는 dSPACE SCALEXIO 실시간 시스템으로 구성된다. 실제 주차 센서에서 방출되는 초음파 신호는 FPGA 및 관련 AD 채널에 연결된 I/O 모듈에서 처리됩니다. FPGA에 연결된 DAC 채널을 통해 생성되는 초음파 에코 신호 생성에도 동일하게 적용됩니다.

dSPACE 측의 에코 신호를 계산하기 위한 트리거 신호는 차량에 장착된 센서와 방출된 초음파 신호로부터 도출됩니다. 센서가 송신 모드인지 수신 모드인지에 관계없이 센서 작동 모드의 동기화는 필요하지 않습니다. 대신 주차 제어 장치와 센서 간의 통신이 디코딩됩니다.

dSPACE 센서와 신호 생성기는 무선으로 실제 주차 센서와 연결됩니다. dSPACE 센서는 dSPACE 마운팅 브래킷과 함께 차량 앞에 위치합니다. 차량에 기계식으로 부착할 필요는 없습니다.

고객 요구 사항에 따라 최대 12개의 주차 센서를 동시에 자극할 수 있습니다. dSPACE 마운트는 광범위한 차량 설계를 위해 다양한 센서 장착 위치를 커버할 수 있을 정도로 충분히 유연하게 설계되었습니다.

구성 요소 개요

dSPACE는 단일 센서 마운트 또는 여러 dSPACE 센서를 고정하기 위한 마운트를 제공합니다.

차량에 초음파 센서 적용

오늘날 변위 측정 시스템은 주차 조작 중에 운전자를 시각적 또는 청각적으로 지원하는 데 사용됩니다. 현대식 시스템은 시각 및 청각적 측면을 훨씬 뛰어넘어 운전자에게 추가적인 능동적 지원을 제공함으로써 안전성과 편의성을 높입니다. 초음파 센서 기술을 사용한 차량의 근거리 범위에서의 포괄적이고 안정적인 모니터링은 다음과 같은 지원 시스템을 지원합니다.

• 주차 지원 시스템(PAS)
• 주차 조향 제어(PSC)
• 주차 공간 검색(PSL)
• 비상 주차 브레이크(PEB)
• 주행 정지 제어(POC)
• 자동 주차 지원(APA)
• 원격 주차 지원(RPA)

측정 원리

차량에 장착된 초음파 센서는 일반적으로 이동 시간 측정의 원리로 작동합니다. 초음파 송신 신호가 변위 센서에서 감지 대상 물체로 이동하고 이 물체에서 반사된 신호가 변위 센서로 되돌아오는 데 필요한 시간을 측정합니다. 자유 공간에서 초음파의 전파 속도를 알면 초음파 거리 센서의 방사 범위 내에 있어야 하는 변위 센서와 감지 대상 물체 사이의 거리를 바로 판단할 수 있습니다.

애플리케이션

요구 사항에 따라 dSPACE 실험 소프트웨어인 ControlDesk에서 물체 거리로 주차 센서의 자극을 대화식으로 정확하게 지정하거나 dSPACE ASM Traffic을 사용하여 환경 시뮬레이션에서 동적으로 계산할 수 있습니다.

모바일 초음파 센서 테스트 시스템은 초음파 주파수 및 신호 진폭과 관련하여 차량 내 초음파 센서에서 생성된 신호를 자동으로 분석합니다. 시뮬레이션하고자 하는 대상 물체까지의 거리에 따라 이러한 특성들을 고려하여 신호가 정확하게 재현되고, 차량에 설치된 센서를 자극하기 위한 에코 신호로서 지연을 발생시킨다.

테스트 시스템은 직접 및 간접 에코 신호의 계산을 지원합니다. 간접 에코 신호를 생성하기 위한 유일한 요구 사항은 dSPACE 센서가 있는 dSPACE 센서 마운트가 테스트할 센서 앞에 배치된다는 것입니다. 다중 에코도 지원됩니다.

애플리케이션 예: ISO 17386 MALSO 테스트 프론트로딩

ISO 17386:2010은 MALSO 시스템(MALSO: 저속 작동을 위한 조종 보조 장치)의 맥락에서 성능 요구 사항 및 테스트 절차를 설명합니다.

이는 운전자가 물체 감지로부터 일반적으로 기대할 수 있는 기능, 즉 정의된(짧은) 감지 범위 내에서 관련 장애물의 존재에 대한 정보 및 최소 요구 사항을 명시합니다. 오류 보고 및 성능 테스트 절차에 대한 최소 요구 사항을 정의합니다. 또한 일반 정보 전략에 대한 규칙을 포함하지만 정보 유형이나 표시 시스템을 제한하지는 않습니다.

일반적인 ISO 호환 방법은 직경 7.5cm의 막대를 초음파 센서의 지정된 감지 범위 내에서 고정 그리드로 이동하는 테스트 절차를 지정합니다. 달리 말하자면: ISO-MALSO 테스트 동안 테스트 대상 물체가 차량 앞뒤로 이동해야 합니다.

dSPACE 모바일 초음파 센서 테스트 시스템을 사용하면 실제 차량에서 이 테스트를 시뮬레이션할 수 있습니다. 시뮬레이션된 ISO 로드는 ISO 규격에 따라 환경 시뮬레이션에서 주변에서 이동하며 계산된 물체와 차량 사이의 거리는 차량에 설치된 실제 센서를 자극하기 위한 시뮬레이션된 에코 신호로 사용됩니다. 실제 에코 신호의 측정은 음향적으로 그리고 장비에 따라 물체까지의 차량 거리에 대한 타당한 피드백을 시각적으로 운전자에게 제공해야 합니다.

모바일 초음파 센서 테스트 시스템의 주요 장점 요약

• 이동성: 이 테스트 시스템은 운송이 간편하고 차량에서 직접 사용하도록 설계되었습니다.
• 수정 사항 없음: 차량을 개조할 필요가 없습니다.
• 테스트의 재현성: 초음파 센서 기술의 테스트는 쉽게 재현 가능하고 문서화됩니다.
• 가용성: 초음파 센서 기술을 테스트하기 위해 사용자는 차량에 설치된 측정 시스템에 대한 자세한 지식이 없어도 됩니다(블랙박스 테스트).