Anwendung bewährter Robotertechniken in Automobilentwicklungsprozessen

SOA ermöglicht die Zerlegung von Automobilsystemen in einzelne Dienste, die über ein Netzwerk kommunizieren, wodurch skalierbarere und wiederverwendbarere Komponenten möglich werden. Dies ist besonders wichtig, da Fahrzeuge immer mehr zu „Computern auf Rädern“ werden und schnelle Entwicklungszyklen sowie eine größere Flexibilität erfordern, um neue Technologien oder Updates zu integrieren, ohne das gesamte System zu erneuern.

Die zunehmende Komplexität moderner Fahrzeugsysteme mit zahlreichen Sensoren und Aktoren, die reibungslos funktionieren müssen, treibt Renaults Übergang zu einer SOA voran. Durch die Einführung einer SOA kann Renault verschiedene Fahrzeugkomponenten unabhängig voneinander entwickeln und testen und gleichzeitig sicherstellen, dass sie reibungslos zusammenarbeiten.

Um diesen Übergang zu erleichtern, entwickelte Renault ein System, das schnelle und unabhängige Tests und Prototypen ermöglichte, lange bevor irgendetwas auf der Hardware implementiert wurde. Mithilfe der Simulink^®-Produkte konnte Renault die Arbeit mit Software-Komponenten und deren Zusammenstellung zu vollständigen Anwendungen optimieren und gleichzeitig den Übergang in eine auf SOA basierende Zukunft berücksichtigen.

Das von Pierre Muratory geleitete Integrationsteam konzentriert sich auf die Bereitstellung von Simulink -Modellen auf verschiedenen Zielen, darunter ROS-basierte Prototyping-Plattformen und die Produktionsplattform AUTOSAR, den globalen Standard für Softwarearchitektur in Fahrzeugen. Das Team führt kontinuierliche Integration und kontinuierliche Entwicklung (CI/CD) durch und aktualisiert die Pipeline für jedes Ziel automatisch, wenn eine Änderung vorgenommen wird.

„Der Vorteil für Entwickler, die Simulink verwenden, besteht darin, dass es völlig plattform- und zielunabhängig ist“, sagt Muratory. „Wir verwenden Simulink als plattformübergreifendes Tool, um dieselbe Codequelle aus dem Simulink -Modell auf verschiedenen Plattformen bereitzustellen.“

Dieser durch Simulink, eine Softwarefabrik, CI/CD-Pipelines und automatisierte plattformübergreifende ROS-Codegenerierung unterstützte Integrationsfluss ermöglicht Renault einen schnellen Übergang von der Modellfreigabe eines Entwicklers zur Ausführung des integrierten Codes für die Fahrzeugprototypisierung und -prüfung.

„Unser kontinuierlicher Integrationsfluss mit Simulink und ROS Toolbox ermöglicht es uns, in weniger als einer Stunde von der Entwicklerversion zum Prototyping und zur Bereitstellung auf echten Zielen zu gelangen“, sagt Muratory.

Die deutliche Reduzierung der Zykluszeiten von Tagen oder Wochen auf nur eine Stunde stellt für Renaults ADAS-Prototyping- und frühe Funktionsvalidierungsbemühungen einen Wendepunkt dar. Dieser beschleunigte Prozess wird durch automatisch generierten Code des Integrationsteams von Muratory ermöglicht und erlaubt es Ingenieuren, ROS-Knoten schnell hochzufahren, um modernste Funktionen lange vor der Produktionseinführung zu testen. Pascal Bedouet leitet ein Team, das diese Agilität voll ausnutzt und sich darauf konzentriert, die ROS-Infrastruktur für erweiterte Kommunikation und ADAS-Prototyping zu nutzen.

Auch Renault hat ROS 2 übernommen. Es handelt sich um eine verbesserte Version von ROS, deren Unterstützung Open Robotics, die gemeinnützige Organisation, die ROS unterstützt, in naher Zukunft einstellen will. ROS 2 bietet erhebliche Vorteile für das Automobildesign. Es unterstützt Echtzeitvorgänge, die für autonome Fahrfunktionen entscheidend sind, und umfasst erweiterte Middleware-Funktionen, die eine zuverlässigere Datenverteilung zwischen den miteinander verbundenen Systemen des Fahrzeugs ermöglichen, was mit der früheren Version von ROS nicht möglich war.

„Mit ROS 2 und neuer Middleware wie DDS (Data Distribution Service) sind wir heute in der Lage, Echtzeitleistung zu erreichen und umzusetzen“, erklärt Bedouet.

MathWorks unterstützte Renault bei der Umstellung und arbeitete unter anderem eng mit dem Engineering-Team zusammen, um Funktionen in die Toolbox zu integrieren, die besser mit SOA funktionieren. Dazu gehörten das Erstellen weiterer benutzerdefinierter Nachrichten für die verschiedenen Komponenten eines Systems, das Entwerfen eines ROS 2-Serverblocks in Simulink und das Erfüllen der spezifischen Echtzeitanforderungen von Renault. Durch die enge Zusammenarbeit mit MathWorks konnte Renault diese Herausforderungen bewältigen, ohne dass es zu nennenswerten Verzögerungen kam.

„Die Einführung von SOA ist ein strategischer Schritt für Renault und die wichtige Unterstützung für ROS 2-Serviceserver in Simulink war für die Weiterentwicklung unserer SOA-Anwendung von entscheidender Bedeutung“, sagt Muratory.

Das Feedback von Renault hat zur Aktualisierung der MathWorks ROS Toolbox beigetragen, von der auch andere Kunden profitieren werden. Laut YJ Lim, einem Produktmanager für Robotik bei MathWorks, ist dies besonders wichtig, da immer mehr Automobilunternehmen bei ihrer ADAS-Entwicklung auf ROS 2 zurückgreifen.

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von Simulink in Kombination mit ROS Toolbox besteht darin, dass sich Entwickler rein auf ihre Algorithmen konzentrieren können, anstatt sich mit Integrationsdetails oder Besonderheiten des ROS-Frameworks befassen zu müssen. Die Simulink-Modelle, die ihr Design enthalten, werden durch den kontinuierlichen Integrationsworkflow, der vom Integrationsteam von Renault mit MATLAB^® und Simulink eingerichtet wird, automatisch in bereitstellbaren Code für die verschiedenen Ziele umgewandelt..

„Es wäre großartig, Sicherheitszertifizierungen wie ASIL zu erreichen, was uns heute ohne zertifizierte Middleware nicht möglich ist“, sagte Bedouet.

Als Pionier bei der Integration von SOA-Prinzipien mit dem ROS-Framework und Model-Based Design unter Verwendung von Simulink etabliert sich Renault als Branchenführer für modulare, aktualisierbare, leistungsfähige und sicherheitszertifizierte Automobil-Softwaresysteme für die intelligenten Fahrzeuge von morgen.

„Die Unterstützung durch das MathWorks Team hat entscheidend dazu beigetragen, dass wir unsere ADAS-Funktionen der nächsten Generation vorzeitig bereitstellen und testen konnten“, sagt Bedouet. „Diese Agilität war ein Eckpfeiler für die erfolgreiche Einführung neuer Funktionen in unseren Fahrzeugen.“