通過虛擬現(xiàn)實(shí)對裝甲越野車輛進(jìn)行仿真和測試

　　ITI是全球領(lǐng)先的系統(tǒng)仿真軟件及工程公司之一。SimulationX 標(biāo)準(zhǔn)工具用來評估技術(shù)系統(tǒng)中所有組件的相互作用，并支持Modelica語言。ITI與全球分公司、分銷商及伙伴共同合作，另外，它也是美國國家儀器聯(lián)盟伙伴之一。

　　TraceTronic 提供創(chuàng)新的解決方案、服務(wù)及軟件產(chǎn)品，用于開發(fā)和驗(yàn)證復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)。公司服務(wù)范圍包括了從電子控制單元(ECU)的軟件功能開發(fā)和測試，到HIL系統(tǒng)的全程開發(fā)。

　　開發(fā)多用途車輛的驗(yàn)證框架

　　為給國防部門以及警察和安全部隊(duì)配備更加先進(jìn)的移動、模塊化和防護(hù)技術(shù)，Kraus- Maffei Wegmann(KMW)以及其他一些公司接受挑戰(zhàn)，開發(fā)了新一代裝甲多用途車輛(AMPV)，它們不僅具有良好的移動性能，同時還提供最高水平的防護(hù)。它們使用裝甲鋼和復(fù)合裝甲創(chuàng)造出一種自我支持安全元件，為裝甲車輛制定了新標(biāo)準(zhǔn)。車輛超越了目前的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，并且重量顯著減輕。車輛操縱簡單，其內(nèi)部優(yōu)化人機(jī)界面(HMI)，使駕駛員和其他人員能夠?qū)Ｗ⒂谕瓿扇蝿?wù)，從而進(jìn)一步提高了防護(hù)水平。AMPV的駕駛越容易，人員和設(shè)備就越安全。我們 與經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件及硬件制造商密切合作，為車輛內(nèi)置系統(tǒng)制訂了完善的驗(yàn)證策略。

　　開發(fā)組合式HIL試驗(yàn)平臺

　　項(xiàng)目從實(shí)現(xiàn)HIL試驗(yàn)平臺開始。首先，我們分析了客戶要求和電子控制器單元(ECU)。分析結(jié)果為技術(shù)理念與試驗(yàn)平臺規(guī)格奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)有HIL仿真器的市場研究表明：目前尚無關(guān)于靈活性、集成度和價格方面滿足具體項(xiàng)目要求的標(biāo)準(zhǔn)解決方案，因此我們基于現(xiàn)有和專用組件開發(fā)了一個自定義系統(tǒng)。

　　我們選擇NI VeriStand作為實(shí)時平臺。此NI解決方案基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硬件，從而我們以非常合理的成本實(shí)現(xiàn)了高性能系統(tǒng)。另外，我們能夠以一種靈活且高性價比的方式，根據(jù)不斷增長的測試需求擴(kuò)展系統(tǒng)的計算能力。

　　為了快速計算實(shí)時模型，我們選擇了具有兩個2.53 GHz Intel Xeon處理器的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器。兩個處理器共有8個內(nèi)核。目前實(shí)時模型所導(dǎo)致的相對較低的負(fù)載提供了足夠的擴(kuò)展能力，甚至不需要升級硬件。

　　I/O硬件通過PXI擴(kuò)展機(jī)箱與PC相連。這只占用了一個PCI Express插槽，PXI底板提供了足夠數(shù)目的插槽用 來插入其他I/O板。試驗(yàn)平臺使用NI PXI控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 通信板卡以及模擬和數(shù)字I/O。對于模擬速度傳感器信號等嚴(yán)格時間要求信號，我們增加了一個NI PXI- 7831R現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)模塊。我們使用NI LabVIEW FPGA軟件開發(fā)FPGA程序。

　　另外，我們還選用了一個集成有故障模擬的信號調(diào)節(jié)單元，減少了試驗(yàn)臺復(fù)雜的接線，并且不會無故降低信號質(zhì)量。為了滿足兩種板載電壓電平車輛的要求，我們在試驗(yàn)臺中集成了兩個可控制電源。顯示器顯示處理器核的當(dāng)前負(fù)載，以及實(shí)時系統(tǒng)與實(shí)時模型的相關(guān)信息。

　　試驗(yàn)平臺硬件布局

　　組合式HIL試驗(yàn)臺的所有組件和接線完全集成在一個19英寸機(jī)架上。除了驗(yàn)證ECU軟件之外，我們還可以使用試驗(yàn)臺布局來測試小批量模塊系列，例如帶ECU的托架等。由于我們可以將車輛接線束直接與試驗(yàn)臺相連接，所以這也被證明可行。

　　實(shí)時模型

　　要求

　　隨著控制器功能越來越復(fù)雜，人們對于實(shí)時設(shè)備模型在能力和細(xì)節(jié)建模程度方面的要求也越來越高。特別地，現(xiàn)代車輛中的激勵器運(yùn)行時除了僅僅開與關(guān)之外，還越來越受到制約。為此，我們選用ITI SimulationX。