{"id":43919,"date":"2021-11-22T09:31:41","date_gmt":"2021-11-22T08:31:41","guid":{"rendered":"https:\/\/www.avsimulation.com\/the-interview-hil\/"},"modified":"2024-08-23T12:01:52","modified_gmt":"2024-08-23T10:01:52","slug":"the-interview-hil-fr","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.avsimulation.com\/fr\/the-interview-hil-fr\/","title":{"rendered":"L’interview : Hardware in the Loop (HIL)"},"content":{"rendered":"

Pouvez-vous vous pr\u00e9senter en quelques mots ?<\/strong><\/h3>\n

\"\" Je m’appelle Gr\u00e9gory Rousseau, je suis Product Owner depuis 3 ans chez AVSimulation. Je suis charg\u00e9 de d\u00e9finir la feuille de route, de suivre l’avancement des d\u00e9veloppements tout en anticipant ou en \u00e9coutant les besoins pr\u00e9sents ou futurs des clients. Par ailleurs, je suis en charge de certains projets comme SERKET pour RUAG D\u00e9fense France, qui d\u00e9veloppe un simulateur pour la DGA, dans lequel nous int\u00e9grerons des interfaces logicielles d\u00e9velopp\u00e9es par notre \u00e9quipe. <\/p>\n

Pouvez-vous expliquer l’acronyme HiL ?<\/strong><\/h3>\n

HiL signifie Hardware in the Loop, ou Mat\u00e9riel dans la Boucle. Un banc HiL \u2013 g\u00e9n\u00e9ralement appel\u00e9 banc HiL \u2013 consiste \u00e0 faire fonctionner un \u00e9l\u00e9ment physique (capteur ou actionneur) dans une boucle de simulation.
Aujourd’hui, tous les v\u00e9hicules contiennent des ECU, qui sont des syst\u00e8mes d\u00e9finis par des entr\u00e9es et des sorties, et qui int\u00e8grent des lois de contr\u00f4le charg\u00e9es de r\u00e9guler des syst\u00e8mes (tels que les ADAS<\/a><\/a>la climatisation, les syst\u00e8mes d’\u00e9clairage, etc.).
Concr\u00e8tement, il s’agit de tester un ECU sur un banc avant de l’installer dans un v\u00e9hicule. Pour cela, il est n\u00e9cessaire d’alimenter les entr\u00e9es de l’ECU avec des mesures virtuelles (provenant d’une boucle de simulation) et ainsi observer l’\u00e9volution de ses valeurs de sortie. En d’autres termes, l’ECU recevra des informations de capteurs simul\u00e9s et agira sur des actionneurs,<\/strong>ou donnera des instructions \u00e0 d’autres ECU.
Un exemple simple est celui d’un levier de vitesses d’une bo\u00eete de vitesses pilot\u00e9e, manipul\u00e9 par une personne : un capteur r\u00e9cup\u00e8re la position du levier de vitesses et transmet l’information \u00e0 l’ECU (demande de changement de vitesse du conducteur). En retour, et si les conditions de validit\u00e9 sont v\u00e9rifi\u00e9es, l’ECU activera un syst\u00e8me de changement de vitesse. Pour un tel syst\u00e8me, le banc HiL peut \u00eatre utilis\u00e9 pour tester et valider soit le capteur de changement de vitesse, soit l’actionneur de la bo\u00eete de vitesses.
Les exemples li\u00e9s aux ADAS sont souvent plus complexes, impliquant diff\u00e9rents capteurs (r\u00e9els ou simul\u00e9s) et un ordinateur qui proc\u00e9dera \u00e9ventuellement \u00e0 la fusion des donn\u00e9es multi-capteurs pour valider le choix d’un point de consigne. <\/p>\n

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Pouvez-vous aussi expliquer bri\u00e8vement MIL, SIL, DIL ?<\/strong><\/h3>\n

MiL <\/span><\/strong>: Model in the Loop. Il s’agit d’un mod\u00e8le de test qui n’est pas compil\u00e9. Il ne r\u00e9pond pas encore \u00e0 toutes les contraintes d’utilisation et d’int\u00e9gration d’un logiciel embarqu\u00e9 (fr\u00e9quence de fonctionnement d\u00e9finie, couches basses, etc.). En d’autres termes, c’est un produit un peu brut qui permet de d\u00e9velopper la loi de contr\u00f4le et de r\u00e9aliser les premiers tests : seul l’algorithme du syst\u00e8me embarqu\u00e9 est \u00e9valu\u00e9.
SiL <\/span><\/strong>: Software in the Loop. Pour ce type de test, des lois de commande compil\u00e9es sont utilis\u00e9es, homog\u00e8nes \u00e0 ce qui sera dans l’ECU. Ces lois de commande constituent le logiciel embarqu\u00e9. Le reste de l’environnement, y compris la partie mat\u00e9rielle du logiciel embarqu\u00e9, reste simul\u00e9.
DiL <\/span><\/strong>: Driver in the Loop. Ici, il s’agit d’un test utilis\u00e9 lorsqu’un simulateur pilot\u00e9 par un conducteur est int\u00e9gr\u00e9 dans la boucle de simulation. D\u00e8s qu’une personne physique contr\u00f4le quelque chose pendant la simulation, on parle de DiL. L’objectif de ce type de banc est d’\u00e9valuer les r\u00e9actions du conducteur face \u00e0 un \u00e9v\u00e9nement qui se produit (affichage d’informations, \u00e9mission sonore d’un signal de pr\u00e9vention ou d’alerte, etc.). <\/p>\n

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Existe-t-il une alternative aux bancs de test HiL ? Comment les ing\u00e9nieurs faisaient-ils avant leur apparition ? <\/strong><\/h3>\n

Les bancs HiL peuvent \u00eatre utilis\u00e9s pour tester des ECU (Unit\u00e9s de Contr\u00f4le \u00c9lectroniques)<\/a> avec des lois de contr\u00f4le int\u00e9gr\u00e9es ou des capteurs. Cela est enti\u00e8rement li\u00e9 \u00e0 l’\u00e9mergence de l’\u00e9lectronique dans le domaine automobile : auparavant, les tests m\u00e9caniques suffisaient. L’industrie automobile \u00e9tait beaucoup moins mature qu’aujourd’hui. Les constructeurs automobiles concevaient donc des v\u00e9hicules prototypes et les testaient sur piste, avec un nombre limit\u00e9 de tests, ne serait-ce qu’en raison du faible nombre de prototypes.
Lorsque l’\u00e9lectronique a commenc\u00e9 \u00e0 appara\u00eetre, des bancs de test ou des tests en laboratoire ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s comme alternative aux bancs HiL. Les bancs de test permettent d’isoler une partie du v\u00e9hicule pour la tester de mani\u00e8re unitaire en alimentant l’ECU avec des donn\u00e9es virtuelles. <\/p>\n

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Quels types de probl\u00e8mes les bancs de test HiL peuvent-ils r\u00e9soudre ?<\/strong><\/h3>\n

Les bancs HiL r\u00e9solvent plusieurs probl\u00e8mes.<\/span> Tout d’abord, ceux li\u00e9s au co\u00fbt : les tests sur piste sont particuli\u00e8rement co\u00fbteux. Les bancs HiL repr\u00e9sentent un investissement initial, mais ils sont ensuite peu co\u00fbteux \u00e0 entretenir, et peuvent \u00eatre reli\u00e9s \u00e0 diff\u00e9rents produits \u00e0 tester ou valider. Ils deviennent donc tr\u00e8s rapidement rentables en termes d’\u00e9conomies r\u00e9alis\u00e9es. De plus, ils permettent de gagner beaucoup de temps<\/strong>. Par exemple, si nous souhaitons tester des lois de contr\u00f4le sur un capteur qui n’est pas encore d\u00e9velopp\u00e9 ou en cours de d\u00e9veloppement. Ce dernier, qui n’a pas encore \u00e9t\u00e9 lib\u00e9r\u00e9, peut \u00eatre test\u00e9 \u00e0 l’avance gr\u00e2ce \u00e0 la simulation. Enfin, les probl\u00e8mes de r\u00e9p\u00e9tabilit\u00e9 sont \u00e9vit\u00e9s. En effet, il est possible de r\u00e9p\u00e9ter le m\u00eame sc\u00e9nario \u00e0 l’infini, sans subir les variations (humaines ou mat\u00e9rielles) inh\u00e9rentes \u00e0 un test r\u00e9el. <\/p>\n

O\u00f9 se situent les bancs HiL dans le cycle en V ?<\/strong><\/h3>\n

Dans le cycle en V, il y a d’abord, lors de la phase de conception, le MiL. Cela consiste \u00e0 avoir des mod\u00e8les qui ne sont pas encore bien structur\u00e9s ou capables d’\u00eatre compil\u00e9s. C’est plut\u00f4t la qualit\u00e9 des algorithmes qui est test\u00e9e \u00e0 ce stade. Peu \u00e0 peu, les mod\u00e8les seront am\u00e9lior\u00e9s, puis industrialis\u00e9s pour \u00eatre compil\u00e9s et utilis\u00e9s dans le SiL, tels qu’ils sont lorsqu’ils sont int\u00e9gr\u00e9s dans un ECU. Lorsque l’on remonte le cycle en V pour la phase de test et validation, le HiL intervient, pour connecter un syst\u00e8me r\u00e9el \u00e0 une boucle de simulation, afin de le tester. Enfin, le ViL sera utilis\u00e9 pour tester le v\u00e9hicule et ses capteurs en temps r\u00e9el, partiellement aliment\u00e9 par un environnement simul\u00e9.<\/span><\/p>\n

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Quelles sont les caract\u00e9ristiques qui permettent \u00e0 SCANeR d’\u00eatre utilis\u00e9 dans un banc de test HiL ?<\/strong><\/h3>\n

Nous avons le module RTGateway <\/a>qui permet de connecter SCANeR <\/a>\u00e0 une cible en temps r\u00e9el et de r\u00e9cup\u00e9rer toutes les informations (capteurs par exemple) qui transitent sur le r\u00e9seau SCANeR.
D’autre part, chez AVSimulation, nous avons d\u00e9velopp\u00e9 un mod\u00e8le de dynamique de v\u00e9hicule, nomm\u00e9 CALLAS <\/a>RT, qui est \u00e9galement capable de fonctionner sur une cible en temps r\u00e9el, donc sur un banc HiL.
Aujourd’hui, ce sont les produits int\u00e9gr\u00e9s dans le pack Real Time Targets<\/a>, qui permettent d’utiliser SCANeR connect\u00e9 \u00e0 une cible en temps r\u00e9el, sur laquelle le mod\u00e8le de dynamique de v\u00e9hicule CALLAS RT peut fonctionner, afin de l’interface avec diff\u00e9rents syst\u00e8mes (capteurs ou actionneurs). Cet ensemble constitue le banc HiL, avec SCANeR comme boucle de simulation. <\/p>\n

Pouvez-vous nous donner des exemples de capteurs int\u00e9gr\u00e9s dans des bancs HiL et des exemples de bancs que vous avez construits ou sur lesquels vous travaillez ?<\/strong><\/h3>\n

Un exemple de banc de capteurs HiL peut \u00eatre con\u00e7u avec une cam\u00e9ra.
Le principe est de projeter l’image SCANeR sur un \u00e9cran, qui est ensuite film\u00e9 avec une cam\u00e9ra. Cette cam\u00e9ra est install\u00e9e dans une bo\u00eete (une sorte de caisson d’environ 1 \u00e0 2 m\u00b3) et ajust\u00e9e pour filmer l’\u00e9cran. L’id\u00e9e est d’\u00e9muler une sc\u00e8ne r\u00e9elle, via l’image SCANeR, et de la filmer avec la cam\u00e9ra comme si elle \u00e9tait install\u00e9e sur un pare-brise de voiture.
Ces cam\u00e9ras sont capables de d\u00e9tecter des cibles (pr\u00e9sence d’un v\u00e9hicule, vitesse, distance inter-v\u00e9hicules) afin d’\u00eatre utilis\u00e9es pour des fonctions telles que le ACC (r\u00e9gulateur de vitesse adaptatif). Connect\u00e9e \u00e0 un banc en temps r\u00e9el lui-m\u00eame reli\u00e9 \u00e0 SCANeR, la cam\u00e9ra transmet les cibles d\u00e9tect\u00e9es et leur vitesse : ce banc HiL devient un banc de test et de validation pour les fonctions ADAS, gr\u00e2ce \u00e0 la simulation.
Un autre usage d’un banc HiL est son utilisation avec un radar. De la m\u00eame mani\u00e8re que nous \u00e9mulons une image du monde r\u00e9el via un \u00e9cran, l’id\u00e9e est d’\u00e9muler les ondes d’un radar qui sont r\u00e9fl\u00e9chies par une sc\u00e8ne r\u00e9elle : cela se fait \u00e0 l’aide d’un banc radar. Aliment\u00e9 par un mod\u00e8le de capteur radar tel que le mod\u00e8le radar SCANeR L2<\/a>, le banc radar peut envoyer des ondes qui sont ensuite re\u00e7ues par un capteur radar r\u00e9el. En utilisant une couche de traitement des \u00e9chos Doppler, le radar fournit les cibles d\u00e9tect\u00e9es \u00e0 un syst\u00e8me ADAS. Dans un banc de test HiL enti\u00e8rement boucl\u00e9, le syst\u00e8me ADAS est connect\u00e9 \u00e0 un v\u00e9hicule SCANeR et peut \u00eatre test\u00e9 pour valider son fonctionnement dans des sc\u00e9narios menant \u00e0 des situations d’accidents.
Dans un de nos projets, nous avons travaill\u00e9 avec notre partenaire Conrad pour connecter le banc de test de cam\u00e9ra avec SCANeR. Sur ce dernier, la connexion HiL est mise en \u0153uvre avec une cam\u00e9ra Mobileye connect\u00e9e \u00e0 une cible en temps r\u00e9el qui acquiert le flux vid\u00e9o et les diverses informations envoy\u00e9es par la cam\u00e9ra.
Plus r\u00e9cemment, avec Keysight Technologies et le soutien d’OKTAL SE<\/a>, nous travaillons sur un projet pour d\u00e9montrer l’utilisation d’un radar L2 dans une application de banc radar. <\/p>\n

Un mot pour conclure ?<\/strong><\/h3>\n

Le ViL et le HiL sont des \u00e9l\u00e9ments cl\u00e9s de notre feuille de route SCANeR, c’est pourquoi nous travaillons depuis plusieurs ann\u00e9es \u00e0 \u00eatre compatibles avec un certain nombre de fournisseurs de cibles en temps r\u00e9el tels que National Instrument, dSpace, et bien d’autres. Le fonctionnement de notre mod\u00e8le de v\u00e9hicule CALLAS tel que nous l’utilisons dans des simulations massives sera le m\u00eame lorsque nous l’utiliserons sur une cible en temps r\u00e9el : nous travaillons pour converger au mieux vers la Continuit\u00e9 Num\u00e9rique.<\/a> <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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