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作者：Hisafumi Nishida - CalsonicKansei Corporation
“使用NI硬件和軟件來構建汽車行業產品的HIL測試系統是非常有效的。”
使用NI LabVIEW軟件和PXI硬件為車載儀表電子控制單元(ECU)開發一個自動化測試系統，該系統能測試ECU中的多個功能。
汽車計算機化正在迅速發展，已經成為提高汽車安全技術和二氧化碳和氮氧化合物排放控制技術不可缺少的一部分。裝有微控制器的ECU是使汽車計算機化的基礎，它的發展決定了汽車的性能和駕馭舒適性。
車載控制網絡的發展也遵循這一演變過程，隨著名為“線控技術(X-by-Wire)”的電氣控制機制逐步取代機械傳動機制， LIN總線、 CAN總線和FlexRay等通信技術正在引起廣泛注意。
在CalsonicKansei（株式會社），我們在日本的扎晃縣建立了測試、研究和開發中心，并將我們實驗設備擴展到了日本的Sano（三洋）集團。當我們開始開發車載指示器（在下文中叫儀表）ECU的自動化測試系統時，我們也同Peritec公司合作，該公司在ECU測試方面具有很強的實力。
開發車載儀表ECU面臨的五大挑戰
從“操作員在環測試”中脫離
因為在由操作員主導并憑借視覺觀察進行判斷的測試（操作員在環測試）中更容易產生誤差，所以需要自動化的測試系統。然而儀表僅僅是一個顯示單元，通常在測試中不提供反饋。
支持多種儀表種類
在可靠性評估部分，必須對不同種類的儀表進行測試。每一個儀表中指針、指示器和LCD的位置和有無都是不一樣的。為使我們的設備具有通用性，我們不得不針對每一個產品來改變獲取圖片的位置。克服這個問題是最大的挑戰。
高分辨率的圖像處理
為了測試儀表指示器的角度和LCD的顯示，我們必須使用高幀率和高分辨率的相機來捕獲圖像，然后再處理圖像。
指示器測試和蜂鳴器測試
我們需要測試儀表中指示器的顯示和蜂鳴器的聲音模式。
駕駛方案
我們創建了一套駕駛和用戶操作方案，并進行了實際車輛行駛仿真。
解決我們的開發中的挑戰
構件硬件在環系統
我們使用NI PXI-7833R多功能智能數據采集卡、PXI-4070數字萬用表（DMM）、PXI-5402任意函數發生器、PXI-8464 CAN接口、PXI-2569通用開關模塊和PXI-6251工業數字I/O模塊作為基礎硬件，開發了一個PXI系統。為了取代視覺觀察測試（操作員在環測試），我們構建了一個具有圖像采集（相機）功能和使用NI LabVIEW開發的圖像處理和測試功能的硬件在環（HIL）汽車測試系統。
支持多種儀表種類
為了克服不同種類儀表的差異性問題，我們在安裝了一個可以移動照相機位置的臺架后重做了測試，在測試開始之前進行了學習和初步測試，并創建了測試配置文件。
高分辨率的圖像處理
為了測試儀表指示器的角度和LCD的顯示，我們移動臺架調整相機位置，讓高分辨率相機可以捕獲到細節圖像。我們使用LabVIEW的圖像處理功能來采集和處理圖像。
儀表測試和蜂鳴器測試
為了進行儀表測試，我們使用了一個裝有儀表的暗箱。為進行蜂鳴器的測試，我們在相機中安裝了一個麥克風和一個揚聲器，通過DMM的數字化儀功能來記錄聲音，并測試了聲音的頻率和模式。
駕駛方案
在行駛和用戶操作方案中，我們通過開發NI TestStand測試序列文件，為每個模塊準備了由LabVIEW創建的HIL標準功能。
使用HIL測試系統的結果
使用支持多種儀表種類的“XY工作臺控制-移動相機”概念，我們解決了這個問題。此外，我們通過提供一個相機和一個用于指示器測試的麥克風，構建了一個可以進行所有測試的系統。NI產品包括幾個測量模塊和可定制的LabVIEW和NI TestStand軟件，是實現我們的測試所必要的基本架構。與人工測試相比，完成這個系統我們至少可以減少一半的時間和成本。
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序號 |
問題 |
有效解決方案 |
NI 產品 |
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1 |
脫離MIL測試 |
構建一個HIL汽車測試系統 |
以一個CAN通信模塊為中心的PXI平臺 |
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2 |
支持多種樣式 |
XY平臺控制和創建設置文件 |
IEEE 1394 圖像采集和記錄板 |
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3 |
高分辨率圖像處理 |
XY平臺控制和使用專用相機 |
LabVIEW 圖像處理功能 |
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4 |
指示器測試和蜂鳴器測試 |
使用暗箱、專用相機、麥克風和波形記錄板卡 |
具有相機接口的圖像采集和錄音板和LabVIEW 頻率分析功能 |
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5 |
駕駛方案 |
使用測試管理軟件創建HIL標準功能 |
LabVIEW, NI TestStand |
使用NI硬件和軟件來構建汽車行業產品的HIL測試系統是非常有效的。我們正在使用自動化測試系統來開發安裝在日本國內主要的汽車制造商制造的汽車上的儀表，這些日本汽車制造商都是我們的商業伙伴。
隨著可靠性管理團隊的發展，我們大膽地改進了測試的自動化程度以應付汽車的快速計算機化。這包括ECU測試的HIL標準功能，如電池電壓測試和暗電流測試，同時也可應用于其它ECU測試。另外，我們正在考慮展開空調ECU或安全氣囊ECU的開發。而且我們期望提供跟汽車行業一致的測量解決方案。
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