- 센서 데이터를 여러 SUT에 병렬로 정확하게 리플레이하는 단일 시스템
- 전체 테스트 환경 구성의 복잡성 및 유지보수 감소
- 품질 저하 없이 비용과 공간 요구 사항을 줄인 데이터 리플레이
- 테스트 장비를 변경할 필요 없이 덜 복잡한 인식 ECU에서 더 복잡한 인식 ECU로 쉽게 전환
과제
모든 주행 조건에서 차량 감지의 안전성과 신뢰성을 보장하는 것은 더 높은 수준의 자율성을 갖춘 ADAS/AD 시스템의 중요한 과제입니다. 정확한 인식은 데이터 융합 및 위치 추정부터 경로 계획 및 차량 제어에 이르기까지 자율 주행 차량(AV)의 데이터 처리 과정에서 모든 후속 단계에 필수적인 전제 조건입니다. 레이더나 라이다와 같은 소형 스마트 센서, 도메인 컨트롤러, 고성능 컴퓨터(HPC)를 막론하고 다양한 교통 및 환경 시나리오에서 적절한 성능과 높은 안정성을 보장하려면 실제 데이터를 사용하여 대상 하드웨어에서 인식을 검증해야 합니다.
도전 과제
카메라 한 대와 몇 개의 CAN 채널만 있는 스마트 센서 또는 소형 인식 ECU의 검증에는 레이더 및 라이다 센서 데이터 제공을 위해 더 많은 카메라와 이더넷 채널을 갖춘 ADAS/AD 도메인 컨트롤러보다 덜 복잡한 HIL(hardware-in-the-loop) 리플레이 시스템이 필요합니다. 고객에게 중요한 도전 과제 중 하나는 올바른 테스트 환경을 선택하는 것입니다. 한 가지 가능한 접근 방식은 엔트리 레벨 리플레이 시스템으로 시작하여 스마트 센서에 대한 낮은 리플레이 요구 사항을 해결한 다음, 추가 비용과 시간을 투자하여 보다 포괄적인 리플레이 솔루션을 구축하여 이후 프로젝트에서 ADAS/AD 컨트롤러 또는 HPC를 검증하는 것입니다. 또 다른 전략은 다양한 프로젝트에서 다양한 복잡성을 지닌 인식 장치를 테스트하는 데 사용할 수 있는 유연한 하드웨어 재처리 시스템에 한 번만 투자하여 장기간에 걸쳐 투자 가치를 확보하는 것입니다.
솔루션
dSPACE는 리플레이 PC, raw 센서 데이터 및 버스 데이터 주입 장치로 구성된 확장 가능한 구성 요소의 조합으로 유연한 사용을 위한 모듈식 데이터 리플레이 솔루션을 제공합니다.
최대의 효율성에 중점을 둔 비용 효율적인 옵션은 단일 하드웨어 재처리 시스템을 사용하여 동시에 여러 테스트 대상 시스템(SUT)으로 데이터를 리플레이하는 것입니다. 검증된 인식 장치는 동일한 유형일 수도 있고, 라이다 포인트 클라우드, 레이더 객체 목록 및 추가 센서 페이로드 주입을 위한 카메라 및 버스 채널과 같은 raw 데이터 인터페이스의 수량에 따라 다를 수도 있습니다. 각 개별 ECU에 대한 데이터 주입은 독립적인 시간 동기화를 갖춘 별도의 채널을 통해 이루어집니다. 첫 번째 단계에서는 일반적으로 저장되고 주석이 달린 센서 데이터를 로컬 SSD에 미리 다운로드하거나, 클라우드에서 리플레이 PC로 직접 스트리밍할 수 있습니다. 멀티센서 애플리케이션을 위한 dSPACE 고성능 실행 프레임워크인 RTMaps는 리플레이 PC에서 리플레이 소프트웨어로 실행되어 MDF4, rosbags, MCAP 또는 PCAP와 같은 다양한 파일 형식으로 기록된 데이터 스트림을 읽고, 데이터 주입 인터페이스, 환경 센서 인터페이스(ESI) 유닛 및 SCALEXIO로 데이터를 주입합니다. 독립적인 재생을 보장하기 위해 테스트 대상 장치(DUT)마다 RTMaps의 별도 리플레이 개체가 프로세스 또는 Docker 컨테이너로 실행됩니다. dSPACE는 특정 SUT에 맞는 형식으로 데이터를 변환하고, 무손실 및 손실 데이터 압축 해제(예: GPU에서 H.265 사용)를 위한 서비스도 제공합니다. RTMaps는 리플레이 후 SUT의 출력을 참조 데이터와 비교하여 핵심 성과 지표(KPI)를 계산하는 데에도 사용할 수 있습니다. 전체 데이터 리플레이 시스템은 gRPC 및 XIL API를 사용하여 원격으로 작동하고 모니터링할 수 있습니다.
단일 FPGA 기반 환경 센서 인터페이스 유닛(ESI 유닛)은 모든 관련 유형의 MFC 모듈을 사용하여 최대 16개의 카메라 인터페이스에 원시 센서 데이터를 주입할 수 있습니다(예: FPD-Link, GMSL, ASA 모션 링크 또는 MIPI CSI). 모듈은 독립적으로 작동할 수 있음으로, ESI 유닛은 여러 SUT에서 raw 데이터 스트림을 병렬로 리플레이할 수 있습니다. 반면, SCALEXIO LabBox 실시간 시스템 또는 더 많은 처리 능력이 필요한 경우 SCALEXIO Processing Unit은 라이다 포인트 클라우드와 같은 프레임 기반 버스 센서 데이터의 낮은 지터 실시간 리플레이를 유지하고, 전체 리플레이 과정에서 차량 상태 정보를 제공하고 DUT를 예상 작동 지점에 유지하는 데 필요한 restbus 시뮬레이션을 설정합니다. SCALEXIO는 표준 및 자동차 이더넷(UDP, TCP/IP, SOME/IP), CAN/CAN FD 버스 네트워크, LIN, 그리고 FlexRay까지 지원합니다. ESI 유닛과 마찬가지로, SCALEXIO의 각 버스 채널은 독립적으로 작동할 수 있어서 단일 SCALEXIO 유닛으로 여러 DUT에 버스 데이터를 동시에 주입할 수 있습니다. 또한 SCALEXIO LabBox 또는 SCALEXIO Processing Unit은 모든 데이터 스트림의 HW 기반 gPTP 동기화 덕분에 데이터 재생의 정확성을 유지합니다. 이는 성공적인 인식 검증을 위한 필수 전제 조건입니다. SCALEXIO 유닛은 일반적으로 PTP timeTransmitter 역할을 하며, 실시간 클록을 기반으로 개별 SUT에 대한 별도의 리플레이 동기화를 설정합니다. ESI 유닛과 잠재적으로 SUT도 PTP timeReceiver입니다. 그러나 DUT가 PTP timeTransmitter 역할을 하는 다른 방식으로도 작동합니다. 단일 및 모듈식 ESI 유닛과 여러 SUT에서의 리플레이를 위해 gPTP로 동기화된 SCALEXIO 시스템의 조합은 높은 효율성과 최적화된 비용 대비 성능비를 제공합니다. 이 방식은 품질 저하 없이 여러 개의 낮은 수준 리플레이 시스템을 병렬로 사용하여 각각 하나의 SUT에 데이터를 주입하는 방식에 비해 덜 복잡하고, 공간을 덜 차지하며, 유지보수 노력도 적게 듭니다.
또 다른 장점은 ADAS/AD 도메인 컨트롤러나 HPC와 같은 더 복잡한 인식 ECU를 검증해야 하는 프로젝트 간 전환 시 유연성을 제공한다는 것입니다. 이러한 경우, 입증된 테스트 장비는 raw 및 버스 데이터 주입을 위한 다수의 데이터 스트림을 구축하기에 이미 충분한 성능을 제공하므로 변경하지 않고 그대로 사용할 수 있습니다. 향후 수요가 더 증가하더라도 높은 확장성 덕분에 추가 ESI 및 SCALEXIO 구성 요소를 통해 설정을 쉽게 확장하여 이러한 수요를 충족할 수 있습니다. dSPACE 하드웨어 재처리 솔루션을 사용하는 또 다른 이점은 최소한의 노력으로 테스트 시스템을 조정하여 closed-loop 시뮬레이션과 시나리오 기반 테스트를 지원할 수 있다는 것입니다.
