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Validation Virtuelle : l’étape clé des tests du véhicule autonome

Posté le par La rédaction dans Informatique et Numérique

Comment intégrer la validation virtuelle et VEOS à vos processus de développement ADAS/AD : suivez notre webinaire le jeudi 22 octobre à 14h ! (Inscription en fin d’article)

Le développement de nouvelles aides à la conduite (ADAS) et plus encore de la conduite autonome (AD) représente un enjeu technologique majeur qui soulève de nouveaux défis et de nouvelles contraintes. Le choix de méthodes et d’outils de développement et de test se révèle crucial pour maitriser les délais, la sécurité et les coûts.

L’utilisation de la validation virtuelle pour le développement de logiciels embarqués répond exactement à cet enjeu. D’autant plus, si les outils utilisés ont été pensés pour s’intégrer facilement au sein du processus existant.

 

La validation virtuelle au service d’un processus plus efficient

Le cycle de développement du logiciel embarqué est long et rigoureux. Certaines phases peuvent nécessiter des composants réels comme de nouveaux actionneurs et capteurs lors du développement ou comme le calculateur lors de la validation. L’approvisionnement de ces matériels peut être difficile ou retardé, engendrant des décalages importants sur la planification alors que la plupart des briques logicielles sont d’ores et déjà disponibles.

Tout au long du cycle, les spécifications du projet sont corrigées, ajustées, surtout dans le cadre de projets très novateurs comme celui d’un véhicule autonome. Il faut alors pouvoir être en mesure d’adapter le logiciel de manière rapide et sécurisée.

 

Pour ces raisons, une alternative à la validation réelle, reposant sur la simulation numérique, est nécessaire : la validation virtuelle.

Cette nouvelle approche rend le processus de développement et de test beaucoup plus flexible et efficace en permettant de :

  • développer et tester de nouvelles fonctions complexes dans un environnement entièrement virtuel plutôt que sur des bancs d’essai qui représentent un investissement plus important
  • simuler un calculateur entier sur un PC avant qu’un prototype ne soit disponible
  • préparer des modèles de simulation et des bibliothèques de tests sur un PC de développement ce qui réduit votre temps de préparation sur le simulateur Hardware-In-the-Loop (HIL)
  • réutiliser le même logiciel d’expérimentation que pour l’instrumentation et le contrôle de la simulation HIL lors des simulations sur votre PC.

C’est dans ce cadre que dSPACE a développé une nouvelle plate-forme de simulation appelée VEOS, afin de tester tout composant logiciel sur un PC en offrant puissance de calcul, ouverture et flexibilité.

 

Qu’est-ce que VEOS ?

VEOS est une plate-forme de simulation numérique sur PC dédiée au test du logiciel des calculateurs. VEOS peut être utilisé dès le début de la conception de briques logicielles, mais aussi tout au long du processus de validation, pour anticiper les tests dès les phases initiales du développement et poursuivre tout au long du cycle en intégrant les tests réels au fur et à mesure et en assurant la continuité entre les tests virtuels et les tests réels. Une grande variété de modèles peut être simulée avec VEOS sans nécessiter d’autre matériel qu’un PC.

Le calculateur est modélisé sous la forme d’un V-ECU (Virtual ECU ou calculateur virtuel). L’environnement du calculateur est modélisé par des modèles physiques tels que dynamique véhicule, groupe moto propulseur, capteurs, trafic.

VEOS offre un module qui permet de facilement intégrer le V-ECU et le simuler conjointement avec son environnement. Le calculateur virtuel est vu comme le système sous test, de la même manière que le calculateur sur banc de test.

Le V-ECU peut être généré de plusieurs façons. Une première méthode consiste à générer un composant de V-ECU directement à partir de TargetLink, l’outil de génération de code. Une deuxième méthode consiste à générer automatiquement le V-ECU à partir d’une architecture logicielle décrite dans SystemDesk. Pour une architecture AUTOSAR, la production du calculateur virtuel est entièrement automatisée grâce au module V-ECU de SystemDesk. L’ensemble des composants logiciels, ainsi que les messageries et la couche RTE sont modélisés. Il est également possible d’intégrer les couches basses dans le V-ECU pour encore plus de représentativité.

Quand l’architecture logicielle n’est pas AUTOSAR, il est également possible de générer le calculateur virtuel, mais une étape supplémentaire est alors nécessaire pour décrire l’architecture spécifique.

Les bus automobiles sont simulés avec un module dédié de VEOS. La configuration du modèle des bus, se fait avec le Bus Manager, soit le même outil que pour les plates-formes temps réel dSPACE.

 

Le deuxième type de modèle supporté par VEOS permet de décrire l’environnement du calculateur. Il s’agit de modèles dynamiques qui permettent de simuler l’ensemble du comportement du véhicule : moteur, boîte, machine électrique, suspension et pneus, route et aménagement urbain, véhicules compagnons, conducteur…

Les modèles d’environnement peuvent être au format Simulink®, mais également au format FMU (Functional Mock-up Units). Le standard FMU est supporté par un grand nombre d’outils de modélisation.

 

Les scénarios multi-modèles sont bien entendu supportés par VEOS. Après avoir importé plusieurs V-ECU ou modèles d’environnement, l’utilisateur pourra connecter les E/S des V-ECU ou des modèles d’environnement entre eux via une interface intuitive. La transmission des données d’un V-ECU à l’autre pourra également se faire via la simulation de bus de terrain tels que le CAN ou le LIN.

VEOS est donc capable d’exécuter un ou plusieurs calculateurs virtuels, de simuler plusieurs modèles d’environnement, de stimuler les données de bus de terrain afin d’avoir une représentation complète d’une architecture électronique.

 

Adapté aux applications ADAS et de conduite autonome

Le développement de nouvelles aides à la conduite (ADAS) et plus encore de la conduite autonome (AD) a nécessité de revoir les méthodes de développement et de validation des calculateurs. Les différents niveaux d’exigences liés à la conduite autonome demandent de pouvoir tester les composants logiciels dans une multitude de scénarios et d’avoir la garantie de leur bon fonctionnement sur des millions de kilomètres. Il n’est pas possible de répondre à un tel besoin avec les prototypes réels.

C’est là que VEOS apporte tous les bénéfices de la validation virtuelle. Tout d’abord, VEOS est en mesure à rejouer facilement et à l’infini tous types de scénario. Chaque évolution de spécifications ou de composants logiciels pourra être développée et validée dans de meilleurs délais.

De plus, les exigences des systèmes ADAS répondent à des critères précis et rigoureux. La complémentarité des outils d’ingénierie dSPACE, pour l’instrumentation et l’automatisation des tests, avec la plate-forme VEOS permet à tout ingénieur d’analyser avec finesse les résultats de l’ensemble des tests garantissant le bon fonctionnement de leur V-ECU et permettant de valider les fortes exigences notamment en matière de sécurité.

 

Et intégrable au processus de développement existant

VEOS est une plate-forme de tests virtuels complète. Elle supporte le standard XIL API, qui permet l’accès standardisé à la plate-forme de test à partir de tout outil d’instrumentation et d’automatisation des tests.

Comme nous l’avons vu, elle supporte également le standard FMU pour l’échange de modèles. Cela rend l’intégration de VEOS plus simple dans les processus de développement existants. Les mêmes outils d’instrumentation et de tests automatiques peuvent être ainsi utilisés pour les tests virtuels dès les phases initiales et ensuite pour les tests sur banc quand le calculateur est disponible.

Cela permet aussi de garantir une grande cohérence du cycle de développement et l’utilisateur peut facilement passer de la plate-forme de tests virtuels à la plate-forme de tests temps réel.

 

Une telle approche vous garantira ainsi une meilleure continuité à travers les différentes phases du cycle de développement et minimisera les efforts d’intégration ainsi que la diversité de compétences. Cette synergie aura un impact fort sur le déroulement de votre projet en vous permettant de maitriser vos coûts et vos délais.

 

Pour aller plus loin

Si vous souhaitez découvrir comment intégrer la validation virtuelle et VEOS à vos processus de développement ADAS/AD et en savoir plus sur les performances de notre plate-forme de simulation lors d’une démonstration, suivez notre webinaire le jeudi 22 octobre à 14h !

 

Pour aller plus loin

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