- Système unique pour un rejeu précis des données du capteur dans plusieurs SUT en parallèle
- Réduction de la complexité et de la maintenance de la configuration de test globale
- Rejeu des données avec des coûts et des exigences d'espace réduits sans compromettre la qualité
- Passage aisé d’ECU de calculateurs de perception moins complexes à des plus complexes sans nécessité de changer d’équipement de test
La tâche
Garantir la sécurité et la fiabilité de la détection du véhicule dans toutes les conditions de conduite est une tâche cruciale pour les systèmes ADAS/AD à des niveaux d’autonomie plus élevés. Une perception précise est une condition préalable obligatoire pour toutes les étapes ultérieures de la chaîne de traitement des données des véhicules autonomes (AV), de la fusion et la localisation des données à la planification de trajectoires et au contrôle du véhicule. Qu’il s’agisse d’un petit capteur intelligent comme un radar ou un lidar, d’un contrôleur de domaine ou d’un ordinateur haute performance (HPC), la perception doit être validée sur le matériel cible à l’aide de données réelles pour garantir des performances et une robustesse adéquates dans différents scénarios de trafic et d’environnement.
Le défi
La validation d’un capteur intelligent ou d’un petit calculateur de perception avec une seule caméra et quelques canaux CAN nécessite un système de rejeu Hardware-In-the-Loop (HIL) moins complexe que pour un contrôleur de domaine ADAS/AD avec un nombre plus élevé de caméras et de canaux Ethernet pour la fourniture de données radar et capteur lidar. L’un des principaux défis pour le client est de choisir le bon environnement de test. Une approche possible est de commencer par un système de rejeu d’entrée de gamme pour répondre aux faibles exigences de rejeu dans les capteurs intelligents, puis de dépenser plus d’argent et de temps pour établir une solution de rejeu plus complète pour valider les contrôleurs ADAS/AD ou HPC dans des projets ultérieurs. Une stratégie différente pourrait être de faire un investissement une seule fois dans un système flexible de retraitement du matériel qui peut être utilisé pour tester un large éventail de complexité d'unités de perception dans une variété de projets pour sécuriser l'investissement sur une longue période.
La solution
dSPACE offre une solution modulaire de rejeu de données en combinant des composants évolutifs composés d'un PC de rejeu, de données brutes de capteur et d'unités d'injection de données de bus fournissant un nombre variable de canaux de rejeu pour une utilisation flexible.
Une option rentable axée sur l'efficacité maximale est le rejeu de données dans plusieurs systèmes sous test (SUT) en même temps en utilisant un seul système de retraitement matériel. Les unités de perception validées peuvent être du même type, ou elles peuvent différer en ce qui concerne la quantité d'interfaces de données brutes telles que les canaux de caméra et de bus pour l'injection d'un nuage de points lidar, les listes d'objets radar et d'autres charges utiles de capteurs. L’injection de données dans chaque calculateur individuel s’effectue via des canaux séparés avec synchronisation temporelle indépendante. Dans la première étape, les données des capteurs enregistrées et annotées sont généralement téléchargées à l’avance dans des SSD locaux ou directement envoyées sur le PC de rejeu depuis le cloud. RTMaps, l’environnement d’exécution hautement performant de dSPACE pour les applications multicapteurs, s’exécute sur le PC de rejeu comme logiciel de rejeu pour lire les flux de données enregistrées dans une large gamme de formats de fichiers, tels que MDF4, rosbags, MCAP ou PCAP, et pour pousser les données dans les interfaces d’injection de données, l'unité Environment Sensor Interface (ESI) et SCALEXIO. Pour assurer un rejeu indépendant, une entité de rejeu distincte de RTMaps est exécutée sous forme de processus ou dans un conteneur Docker pour chaque équipement sous test (DUT). dSPACE fournit également des services pour convertir les données d'un format à un autre qui s'adapte au SUT spécifique et pour décompresser les données sans perte et avec perte, par exemple en utilisant H.265 sur le GPU. RTMaps peut également être utilisé pour calculer les indicateurs clés de performance (KPI) après le rejeu en comparant la sortie des SUT avec les données de référence. L’ensemble du système de rejeu de données peut être commandé et surveillé à distance à l’aide de gRPC et XIL API.
Une seule unité ESI (Environment Sensor Interface) basée sur FPGA offre une capacité d'injection de données brutes de capteur jusqu'à 16 interfaces de caméra à l'aide de modules MFC de tous types pertinents, par exemple FPD-Link, GMSL, ASA Motion Link ou MIPI CSI. Les modules peuvent être utilisés indépendamment, ce qui permet à l'unité ESI de rejouer les flux de données brutes dans plusieurs SUT en parallèle. En revanche, le système temps réel SCALEXIO LabBox, ou bien l’unité de traitement SCALEXIO si une plus grande puissance de traitement est nécessaire, maintient un rejeu en temps réel à faible jitter des données des capteurs de bus basés sur des trames, par exemple un nuage de points lidar, et établit la simulation de restbus requise pour fournir des informations d’état du véhicule et maintenir le DUT au point de fonctionnement attendu pendant toute la durée du rejeu. SCALEXIO supporte Ethernet standard et automobile (UDP, TCP/IP, SOME/IP), les réseaux de bus CAN/CAN FD, LIN, et même FlexRay. A l’instar de l’unité ESI, chaque canal de bus de SCALEXIO peut être exploité indépendamment, ce qui permet d’injecter des données de bus dans plusieurs DUT en même temps avec une seule unité SCALEXIO. La LabBox SCALEXIO ou l’Unité de Traitement SCALEXIO assure également la précision du rejeu des données grâce à la synchronisation gPTP de tous les flux de données basée sur le matériel, condition préalable indispensable à la réussite de la validation de la perception. L’unité SCALEXIO agit généralement comme le PTP timeTransmitter et établit une synchronisation séparée du rejeu sur des SUT uniques sur la base de son horloge en temps réel. L’unité ESI et potentiellement également les SUT sont des PTP timeReceivers. Cependant, cela fonctionne également d'une manière différente avec un DUT agissant comme le PTP timeTransmitter. La combinaison d’une unité ESI unique et modulaire et d’un système SCALEXIO synchronisé par gPTP pour le rejeu dans plusieurs SUT offre un rendement élevé et un rapport coût-performance optimisé. Sans compromettre la qualité, il est également moins complexe, consomme moins d’espace et nécessite moins de maintenance par rapport à l’utilisation de plusieurs systèmes de rejeu de bas niveau en parallèle, chacun injectant des données dans un seul SUT.
Un autre avantage est la flexibilité lors du passage d'un projet à un autre avec la nécessité de valider des ECU de perception plus complexes comme un contrôleur de domaine ADAS/AD ou un HPC. Dans de tels cas, l'équipement de test éprouvé peut rester inchangé, car il fournit déjà des performances suffisantes pour établir un grand nombre de flux de données pour l'injection de données brutes et de bus. Même si la demande augmente encore à l’avenir, la configuration peut facilement être étendue avec d’autres composants ESI et SCALEXIO pour répondre à cette demande grâce à sa grande évolutivité. Un autre avantage de l’utilisation des solutions de retraitement du matériel dSPACE est que le système de test peut être adapté avec un minimum d’effort pour prendre en charge la simulation en boucle fermée et les tests basés sur des scénarios.
