Test de systèmes autonomes avec AV elevate
Dans le dernier volet de notre série de blogs en trois parties sur la plateforme AV elevate™ de rFpro, nous nous intéressons à la dernière phase critique du développement des véhicules autonomes : les essais. Nous nous sommes entretenus avec Josh Wreford, chef de produit pour AV elevate, afin d'explorer comment la simulation permet une validation évolutive, sûre et rentable des systèmes ADAS et de conduite automatisée.
Q : Qu'entend-on par "essais" dans le contexte des véhicules autonomes, et en quoi diffèrent-ils de la mise au point et de la formation ?
Josh : C'est lors des tests que tout se joue. Le réglage consiste à configurer vos capteurs pour qu'ils capturent les meilleures données, et la formation consiste à apprendre à votre système de perception à comprendre ces données. Le test est la phase au cours de laquelle vous évaluez si le système complet, c'est-à-dire la perception, la prise de décision et le contrôle, fonctionne comme prévu dans une grande variété de scénarios.
C'est aussi, et de loin, la partie la plus vaste et la plus complexe du processus. Vous pouvez tester des composants individuels de manière isolée ou effectuer des simulations complètes. L'objectif est toujours le même : développer et faire mûrir le système autant que possible virtuellement avant que les prototypes physiques ne soient prêts pour la route - et utiliser ensuite les simulations pour explorer les cas limites que vous ne rencontrerez peut-être jamais dans votre propre conduite dans le monde réel.
Les utilisateurs peuvent importer des centaines de scénarios de test directement dans AV elevate et commencer à tester immédiatement.
Q : Par où les développeurs commencent-ils généralement ?
Josh : Au niveau des composants. Un exemple simple serait de tester la détection des piétons. Vous vous concentrez uniquement sur la couche de perception et évaluez l'algorithme de détection des objets. Une fois que cela fonctionne, vous pouvez ajouter les couches de prise de décision et de contrôle, en vous demandant : "Que doit faire le véhicule lorsqu'il voit le piéton ?" Il peut s'agir de freiner, de faire un écart ou de s'arrêter complètement.
Au fur et à mesure que vous ajoutez des composants dans la boucle, comme le modèle complet du véhicule, la simulation devient plus complexe, mais aussi plus représentative. L'intérêt de la simulation est qu'elle permet de construire progressivement et d'effectuer les tests de manière répétée dans des conditions contrôlées
Q : Quels types de tests sont pris en charge par AV elevate ?
Josh : Nous prenons en charge toutes les principales architectures de test, qu'il s'agisse de software-in-the-loop (SiL), de hardware-in-the-loop (HiL) ou de driver-in-the-loop (DiL). Vous pouvez tester des piles de perception individuelles dans le nuage ou injecter des données de capteurs réels dans des calculateurs physiques. Pour les scénarios "driver-in-the-loop", comme le maintien de la trajectoire ou les manœuvres d'évitement, vous pouvez même injecter ces mêmes données dans une plateforme de mouvement pour observer comment le conducteur humain, ou le passager, réagit.
La flexibilité est ce qui distingue AV elevate. Qu'il s'agisse de valider un calculateur, d'exécuter des réseaux neuronaux dans le nuage ou de simuler des scénarios Euro NCAP complets, la plateforme est capable de tout faire.
La simulation permet aux équipementiers de valider des systèmes tels que l'AEB ou les systèmes de maintien de la trajectoire avant les essais sur piste.
Q : Pouvez-vous donner un exemple d'un flux de travail de test typique utilisant AV elevate ?
Josh : Bien sûr, disons que vous testez un système de freinage d'urgence automatisé. Tout d'abord, vous définissez votre ego véhicule (châssis et système de contrôle) et configurez les capteurs (caméra, radar, LiDAR, etc.). Ensuite, les données des capteurs sont intégrées dans votre système de perception ou les données de terrain peuvent être transmises au système de planification et de contrôle. Grâce à notre outil d'édition de scénarios, vous pouvez élaborer et modifier un scénario de test, tel qu'un piéton se trouvant sur la trajectoire d'un véhicule. Vous définissez l'itinéraire, le trafic, l'heure, les conditions météorologiques, etc.
Une fois que c'est fait, le test peut être massivement mis à l'échelle à travers de multiples variations. Par exemple, différentes conditions d'éclairage, différents types de piétons, différents angles de traversée ou simplement différents lieux. Les tests sont exécutés localement ou dans le nuage, et AV elevate collecte toutes les données en arrière-plan.
Les tests sont tellement variés et spécifiques à chaque cas d'utilisation que nous avons permis aux utilisateurs de créer leurs propres calculateurs métriques. Ainsi, les données peuvent être évaluées automatiquement avec un critère de réussite ou d'échec.
Q : Que se passe-t-il si les développeurs n'ont pas le temps de créer de grandes bibliothèques de tests à partir de zéro ?
Josh : C'est un défi courant, et nous l'avons relevé en prenant en charge l'importation de scénarios à partir de normes industrielles telles qu'OpenScenario, ainsi que l'intégration avec des bases de données de scénarios tierces. Cela signifie que les utilisateurs peuvent importer des centaines de scénarios de test directement dans AV elevate et commencer à tester immédiatement. L'architecture API ouverte permet également à la plateforme de simulation AV elevate d'être connectée à n'importe quel contrôleur de scénario.
Une fois qu'une base de données est construite, elle peut être réutilisée dans le cadre de projets futurs. C'est un gain de temps considérable, en particulier pour les flux de validation répétés ou les tests de régression après une mise à jour logicielle.
AV elevate peut automatiquement varier le scénario de test de base pour créer des tests plus rigoureux.
Q : Ce type de tests de simulation concerne-t-il uniquement les véhicules automobiles ou est-il également utilisé pour les systèmes d'aide à la conduite (ADAS) ?
Josh : C'est tout à fait pertinent pour l'ADAS. En fait, l'un des principaux moteurs actuels est la conformité avec les protocoles ADAS d'Euro NCAP et d'autres systèmes similaires. La simulation aide les équipementiers à valider des systèmes tels que l'AEB ou les systèmes de maintien de la trajectoire avant les essais sur piste. En fin de compte, cela améliorera les résultats en matière de sécurité, réduira les coûts de développement et augmentera la confiance des équipementiers dans la réussite des tests.
Pour évaluer la robustesse des systèmes ADAS, Euro NCAP commence à varier les configurations de ses tests. C'est une excellente nouvelle pour les consommateurs, car cela devrait se traduire par des systèmes qui fonctionnent mieux dans le monde réel, mais c'est un casse-tête pour les équipementiers qui devront les tester de manière plus approfondie. AV elevate peut faire varier automatiquement les tests de base en fonction de certains paramètres pour réaliser ce type de tests.
Q : Comment AV elevate aide-t-il ses clients à gérer la complexité de ces tests ?
Josh : L'une des choses que les clients apprécient le plus, c'est qu'ils peuvent tout faire sur une seule plate-forme. Rendu en temps réel et par traçage de rayons, SiL, HiL et DiL, évaluation du système de perception - tout cela est possible au sein du même écosystème de simulation.
Il n'est pas nécessaire de disposer d'outils distincts pour chaque cas d'utilisation. Cela signifie que les ressources numériques créées peuvent être réutilisées, par exemple les modèles de véhicules, les emplacements et les scénarios d'essai, dans tous les départements et dans toutes les phases de mise au point, de formation et d'essai.
Q : Comment optimiser la simulation pour les essais ?
Josh : En fin de compte, cela dépend de ce qui est testé. Si vous validez un système de perception dans des conditions de faible éclairage ou de nuit, par exemple, vous aurez besoin de données de la meilleure qualité possible, et vous utiliserez donc notre technologie de rendu par traçage de rayons. Cela prend plus de temps mais simule plus précisément le comportement de la lumière. Mais pour de nombreux tests basés sur le contrôle ou les tests de perception HiL, notre moteur en temps réel est beaucoup plus rapide.
Une approche courante consiste à utiliser le moteur en temps réel pour les premiers tests et à passer au ray tracing une fois que vous avez identifié les cas limites ou les défaillances qui nécessitent une entrée de capteur plus précise.
Q : Certains clients utilisent-ils aujourd'hui AV elevate pour soutenir leurs programmes de test ?
Josh : Oui, AMD en est un excellent exemple. Elle utilise AV Elevate pour valider ses systèmes de stationnement automatisé. Ils ont mis en place des configurations HiL, avec la perception, la décision et le contrôle en temps réel, et des entrées de capteurs injectées dans de vraies unités de contrôle électronique.
Là encore, pour optimiser les simulations et rendre le processus initial plus efficace, ils ont commencé par utiliser le modèle de véhicule interne d'AV elevate plutôt qu'un modèle de châssis personnalisé. Lorsqu'ils ont testé leurs systèmes de stationnement, ils ont pu développer le système pour qu'il se dirige et s'arrête rapidement au bon endroit grâce à l'utilisation de la simulation, qui est devenue un élément central de leur processus de développement. Au fur et à mesure qu'ils passent à des manœuvres dynamiques plus complexes, la possibilité d'utiliser des modèles de châssis personnalisés est très appréciée et est mise en place.
Q : Enfin, pourquoi les tests constituent-ils une partie aussi importante du processus de développement de l'audiovisuel ?
Josh : Le test est le point de référence. C'est là que vous validez tous les efforts que vous avez déployés pour la mise au point et la formation. Et compte tenu de l'ampleur des essais requis pour les systèmes audiovisuels, qui impliquent des millions de kilomètres de conduite en conditions réelles, la simulation est la seule option pratique pour raccourcir les délais et explorer des cas d'essai qu'il serait difficile ou dangereux de trouver dans le cadre d'essais en conditions réelles.
AV elevate permet toutes les formes de tests à n'importe quel stade du processus de développement. Que vous validiez un seul capteur ou un système complet, nous vous donnons les outils pour le faire avec précision, efficacité et de manière répétée. C'est la puissance d'une plateforme de simulation entièrement intégrée.
