Vision System Hardware: simulation and test automation

Abstract

This dissertation addresses the challenge of efficiently developing and testing software in hardware-dependent systems, with a specific focus on simulating hardware used in the Vision Software project of Smartex. Smartex is a company that applies AI solutions to the textile industry, particularly to the quality inspection cycle in fabric production. The primary motivation behind this research is to overcome delays in the software development life cycle caused by the software having physical hardware dependencies, whose unavailability can injure the software development life cycle. To achieve this, this dissertation aims to develop software capable of simulating the Vision Software’s hardware components and provide an application programming interface (API) for seamless interaction with the simulation software. The research objectives encompass several key aspects. Firstly, the development of simulation software to faithfully simulate the hardware components of the Vision System. Secondly, the creation of an automated test pipeline that leverages the simulation software to enhance Smartex’s Quality Assurance processes for the Vision Software. Additionally, the reliability and effectiveness of the hardware simulation solution will be thoroughly tested. Lastly, the impact of this work on Smartex’s software life cycle, specifically for the Embedded Systems and Quality Assurance teams, will be carefully measured and evaluated. This dissertation offers a comprehensive approach to hardware simulation through the use of software as well as automated software testing, effectively addressing a critical challenge in modern software development. The achieved solution significantly improved the overall software life cycle for the Embedded Systems and Quality Assurance teams at Smartex, enabling the testing and development of the Vision Software without the need for physical hardware dependencies.

Esta dissertação foca-se em abordar o desafio de desenvolver e testar com eficácia software em sistemas que dependem de hardware, com um foco específico na simulação do hardware usado no projeto Vision Software da Smartex. A Smartex é uma empresa que aplica soluções de inteligência artificial à indústria têxtil, em particular ao ciclo de inspeção de qualidade na produção de tecidos. A principal motivação por detrás desta investigação é ultrapassar atrasos no ciclo de vida de desen volvimento de software causados pelo facto de o software ter dependências físicas de hardware, cuja indisponibilidade pode prejudicar o ciclo de desenvolvimento de software. Para tal, esta dissertação tem como objetivo desenvolver software capaz de simular os componentes de hardware do Vision Software e fornecer uma interface de programação de aplicações (API) para uma interação perfeita com o software de simulação. Os objectivos da investigação abrangem vários aspectos fundamentais. Em primeiro lugar, o desen volvimento de software de simulação para simular fielmente os componentes de hardware do sistema de visão. Em segundo lugar, a criação de um pipeline de testes automatizados que aproveita o software de simulação para melhorar os processos de garantia de qualidade da Smartex para o Vision Software. Além disso, a fiabilidade e a eficácia da solução de simulação de hardware serão testadas exaustivamente. Por último, o impacto deste trabalho no ciclo de vida do software da Smartex, especificamente para as equipas de Sistemas Embebidos e Quality Assurance, será cuidadosamente medido e avaliado. Esta tese oferece uma abordagem abrangente à simulação de hardware através da utilização de software, bem como de testes automatizados de software, abordando efetivamente um desafio crítico no desenvolvimento moderno de software. A solução alcançada melhorou significativamente o ciclo de vida global do software para as equipas de Sistemas Embebidos e Quality Assurance da Smartex, permitindo o teste e o desenvolvimento do Vision Software sem a necessidade de ter disponíveis as suas dependências físicas de hardware.