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VolksWagen rivoluziona la test automation delle auto self-driving con OpenShift

Stefano Marfella

Stefano Marfella, 26 settembre 2019 | Red Hat Openshift

Il settore automotive sta vivendo in questi ultimi tempi una rivoluzione radicale. I sistemi di parcheggio automatico e gli ausili alla guida sono oramai una realtà consolidata e oggi la vera sfida delle case automobilistiche sono i sistemi di guida autonoma.

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La ricerca in questo campo si è diffusa a tal punto da richiedere, da parte dell’ente internazionale di normazione nel campo dell’industria aerospaziale, automobilistica e veicolistica, la SAE (Society of Automotive Engineers), una classificazione per chiarire cosa si intende per guida autonoma. Sono stati dunque stabiliti sei livelli di guida autonoma:

Livello 0. Si tratta di auto dotate di sistemi di sicurezza che ci avvertono di alcuni aspetti della guida e di certe condizioni della strada, ma che in nessun caso possono prendere il controllo dell’auto.

Livello 1. Auto dotate almeno del sistema di mantenimento della corsia, ovvero di un sistema che interviene con piccole correzioni dello sterzo per mantenere l’auto in corsia, e di controllo della velocità adattivo.

Livello 2. Si tratta di auto dotate di sistemi che permettono al guidatore di togliere le mani dal volante momentaneamente, senza però che distolga l’attenzione dalla strada.

Livello 3. La vettura procede autonomamente, senza intervento umano, su tratti stradali mediamente controllati come autostrade e superstrade. Il sistema di guida autonoma in questo caso deve essere attivato espressamente dal guidatore, che deve prestare sempre attenzione.

Livello 4. L’auto può fare a meno dell’attenzione del guidatore, ma solo quando la vettura può contare su tutte le informazioni necessarie sull’ambiente circostante e sul percorso.

Livello 5. Il veicolo non dipende in nessun caso dall’intervento umano e i passeggeri a bordo dell’auto possono disinteressarsi completamente del percorso.

Attualmente al livello 5 non esiste alcun prototipo attivo, ma è al livello 4 che si stanno concentrando gli sforzi delle case automobilistiche. Tuttavia ogni livello implica l’installazione sulla vettura di un sistema di sensori e un sistema di controllo e tali sistemi devono essere necessariamente testati in varie condizioni per garantire la perfetta funzionalità in qualsiasi ambiente.

Le esigenze di Volkswagen

È proprio quello del test dei software che gestiscono i vari componenti del veicolo, uno dei più grandi problemi nello sviluppo di veicoli a guida autonoma. In questo ambito, Volkswagen AG, molto attiva nella ricerca nel campo dei sistemi self-driving, ha sentito l’esigenza di passare ad una nuova metodologia di test in quanto le numerose nuove funzioni per i sistemi di guida autonoma, non potevano essere testate con i metodi tradizionali. Il Gruppo Volkswagen progetta, produce e distribuisce veicoli passeggeri e commerciali, motocicli, motori e turbomacchine. La compagnia vende autovetture con marchi come Audi, Bentley, Bugatti, Lamborghini, Porsche, SEAT, Škoda e Volkswagen; motociclette con il marchio Ducati; e veicoli commerciali sotto i marchi MAN, Scania e Volkswagen.

Per Volkswagen la soluzione è stata quella di effettuare le prove su ambienti di test virtuali inseriti in containers negli ambienti OpenShift. I test di integrazione sono uno dei task più complessi nello sviluppo automobilistico in quanto i sistemi elettronici nell'auto sono costituiti da diversi componenti, quali sensori, attivatori e unità di controllo. Le unità di controllo contengono, a loro volta, componenti software che devono integrarsi l'uno con l'altro nell’unità stessa e tra unità di controllo diverse. Inoltre, spesso capita che i risultati dei test automatizzati non sono direttamente interpretabili dai tecnici, ma necessitano di ulteriori elaborazioni affinché siano interpretabili correttamente.

Tradizionalmente, per effettuare un test, era necessario innanzitutto creare un ambiente virtuale in cui si muove un’auto virtuale. Alla guida dell’auto virtuale deve necessariamente essere posto un guidatore virtuale, per capire come il cliente interagisce con l’intero sistema. Il test viene quindi eseguito su un particolare componente software, sull’intero sistema o su una/due funzioni specifiche. Lo stesso test deve poi essere effettuato in diverse condizioni al contorno. È ovvio che allestire un ambiente di testing di questo tipo richiede molto tempo e un tempo altrettanto lungo è richiesto per l’esecuzione dei test veri e propri.

Questa metodologia, come già accennato, comporta anche un altro notevole svantaggio: l’interpretazione dei risultati. L’output è solitamente un video e, come tale, deve essere interpretato necessariamente da un essere umano. Ma essendo tutto condotto in ambiente virtuale risulta difficoltoso avere la certezza che i processori grafici non abbiano trasformato in qualche modo l’ambiente di test e inquinato, di conseguenza, i risultati ottenuti.

La soluzione adottata per le auto self-driving

Sarebbe sicuramente più efficiente disporre di un banco di prova in cui tutti i componenti necessari sono esclusivamente software in esecuzione sui relativi componenti hardware. Quando i vari componenti come ambienti virtuali, analisi dei dati, strumenti, esecuzione di casi di test o simulazioni di traffico sono istanziati, il banco di prova potrebbe essere installato e pronto in pochi minuti, rispetto alle settimane richieste per un ambiente tradizionale. Ma anche questo tipo di soluzione non sarebbe ottimale in quanto non potrebbe supportare una eventuale crescita esponenziale dei test da eseguire. Ciò di cui Volkswagen ha veramente bisogno è una enorme scalabilità ed alto livello di automazione; livelli raggiungibili esclusivamente impiegando banchi di prova completamente automatizzati, in grado di eseguire centinaia di migliaia di casi di test senza il minimo sforzo manuale. Da qui la scelta di impiegare OpenShift come ambiente di automazione per i test.

I benefici dell’impiego di OpenShift per la test automation

Con la nuova soluzione adottata, i banchi di prova possono ora essere descritti come un modello OpenShift e tali modelli possono essere istanziati da un sistema di automazione intelligente. Con questo sistema è possibile azionare automaticamente centinaia di banchi prova soddisfacendo ampiamente i requisiti di scalabilità imposti dal mercato. Eseguire migliaia di test in condizioni diverse e su diversi sistemi e sottosistemi in tempi rapidi, ora non è più un problema per Volkswagen.

Volkswagen non è l’unico esempio di azienda che ha ottimizzato i propri processi grazie all'impiego di OpenShift. In generale, la capacità di avere successo in mercati in cui la richiesta di automazione attraverso le applicazioni è sempre maggiore e la domanda di sviluppo di applicazioni cresce molto più rapidamente rispetto alla relativa capacità IT, dipende essenzialmente dalla velocità di sviluppo delle applicazioni e OpenShift può fare la differenza in qualsiasi settore.

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