25 anos de história dos simuladores de direção no Renault Group: rumo a uma experiência de imersão total

Antes do advento das primeiras simulações numéricas, os protótipos dos futuros veículos desenvolvidos pelo Renault Group eram submetidos exclusivamente a testes de rodagem físicos (em estrada ou em banco de ensaio) para validar suas características e equipamentos. Uma operação onerosa, que atingiu níveis exorbitantes quando se tratava de validar equipamentos tecnológicos como os ADAS (sistemas de assistência à condução).

Desde a explosão da digitalização, a simulação numérica (da qual a simulação de direção é um dos campos de aplicação) mudou o panorama: economia de tempo e dinheiro, redução no número de protótipos produzidos – e uma redução significativa no custo de desenvolvimento dos veículos.

Desde 1998, com o HELIOS, até 2023, com o ROADS, conheça as cinco gerações de simuladores de ponta que sempre mantiveram o Renault Group na vanguarda do desenvolvimento digital.

1998: A HELIOS abre caminho para os simuladores

Desde o final da década de 90, a iluminação dos veículos era desenvolvida e validada em um simulador de iluminação. Antes disso, o desenvolvimento de um novo farol automotivo exigia a fabricação de vários protótipos físicos. Lançado em 1998 sob o nome de HELIOS (HEadLIght Operating System), ele permitiu, desde sua primeira versão, reduzir o número de protótipos físicos necessários para o desenvolvimento dos faróis, ao mesmo tempo em que melhorava a qualidade da iluminação das ópticas (alcance, homogeneidade da cor, nível de ofuscamento). Sem esquecer os testes de iluminação noturna… que passaram a ser possíveis em plena luz do dia.

Para acompanhar o ritmo da evolução tecnológica, o HELIOS passou por várias modernizações ao longo de seus anos de operação. Desde sua última atualização em 2017, o HELIOS reproduz a iluminação da estrada de forma ultrarrealista: oito projetores em altíssima definição 4K (o pixel não é mais visível a olho nu), um alto nível de contraste que permite uma visualização otimizada à noite, tudo isso em uma tela esférica de 225° que cobre todo o campo de visão do motorista.

Equipado com um sistema de cilindros hidráulicos, o HELIOS permite obter uma primeira simulação dos movimentos e vibrações do veículo. O HELIOS foi utilizado recentemente para validar a tecnologia Matrix LED Vision, empregada , entre outros, nos modelos Austral, Novo Espace e Novo Rafale.

2001: C-CARDS, o primeiro simulador dinâmico do Renault Group

O C-CARDS (Comprehensive Automobile Research and Development Simulator), o primeiro simulador de direção dinâmica do Renault Group, foi desenvolvido no âmbito de um projeto europeu e lançado em 2001. A imagem frontal era projetada em um campo horizontal de 150° e um sistema de movimentos permitia reproduzir acelerações de até 0,5 G. As versões sucessivas do C-CARDS aprimoraram, em particular, seu sistema de projeção com uma tela ampliada para 270°, abrangendo todo o campo de visão do motorista. O C-CARDS é utilizado para avaliar conceitos de ergonomia, interface homem-máquina (IHM) e, agora, naturalmente, o funcionamento dos sistemas de assistência à condução. O C-CARDS é particularmente adequado para estudos de inserção no tráfego com visão do ângulo morto, graças a uma tela traseira.

Para complementar os recursos de avaliação da ergonomia e das interfaces homem-máquina (IHM), o simulador de direção SEi (Simulador de Ergonomia e IHM) foi colocado em operação em 2013. Complementar ao C-CARDS, o SEi é um simulador de direção estático (sem reprodução de aceleração para o motorista) composto por um cockpit modular que reproduz a exibição dos painéis de instrumentos e dos sistemas multimídia. Esse cockpit está posicionado diante de três telas 4K que projetam a cena de direção.

2004: ULTIMATE, o simulador de alto desempenho dinâmico

Na época de seu lançamento, em 2004, o ULTIMATE foi uma novidade mundial no setor automotivo. Sua arquitetura única era composta por um painel de direção de carro e uma tela de visualização panorâmica. A instalação é complementada por um sistema de movimento composto por um hexapode e uma mesa cruzada. O hexapode permite reproduzir os movimentos do carro em todas as direções (inclinação, rolagem e guinada). A mesa cruzada (“mesa XY”), com seu curso de 5 metros x 5 metros, reproduz deslocamentos laterais e longitudinais simultaneamente e permite atingir 0,7 G de aceleração.

Essas características dinâmicas permitem reproduzir de forma realista as sensações cinestésicas percebidas durante a condução nas acelerações.

Antes do ROADS, o ULTIMATE era o maior simulador dinâmico do grupo. Uma de suas principais aplicações desde o início tem sido simular situações de risco de acidente, medindo com precisão as reações dos motoristas. O realismo da situação de simulação é reforçado pela variedade de cenários rodoviários e do tráfego gerado para o teste. Recentemente, ele foi utilizado para testar veículos elétricos, por exemplo, para a frenagem regenerativa, que melhora a autonomia da bateria, ou para o design sonoro desses veículos.

2013: CAVE, mais um passo em direção ao realismo visual

Um CAVE (Cave AutomaticVisualizationEnvironment) é uma sala imersiva cujas paredes, piso e teto são utilizados para exibir uma cena em 3D e em escala real. Ele complementa os dispositivos baseados em óculos de realidade virtual também utilizados no Renault Group. O CAVE implementado em 2014 é chamado de IRIS (Immersive Room & Interactive System). Essa ferramenta de visualização 3D imersiva permite observar e interagir com um veículo totalmente virtual, o “gêmeo virtual” do futuro carro. O usuário, posicionado dentro ou fora de um carro virtual, está equipado com óculos com sensores, que permitem que a imagem exibida em escala 1 acompanhe seus movimentos de cabeça. As imagens são atualizadas em tempo real para garantir uma imersão completa. O IRIS é utilizado, entre outras coisas, para validar a arquitetura do veículo (campo de visão através do para-brisa, etc.) ou ainda a qualidade percebida no interior e no exterior do veículo.

Esse tipo de ferramenta também foi implementado no centro de engenharia na Romênia (RTR), para a marca Dacia.

2023: ROADS surge como o simulador mais avançado do mundo

Único em seu gênero, o ROADS (Renault Operational Advanced Driving Simulator) é o simulador mais avançado do mundo. Inaugurado em 2023, ele está instalado em um prédio de 2.300 m², também batizado de ROADS.

Este simulador possui características impressionantes: aceleração de até 1 G nas direções lateral e longitudinal, deslocamento sobre trilhos de 25 metros x 25 metros (aproximadamente 10 vezes a área de operação do ULTIMATE), velocidade de deslocamento de 9 m/s, tempo de resposta inferior a 30 milissegundos (contra 250 ms do ULTIMATE), sistema de projeção no interior da cúpula composto por 15 videoprojetores de 2,5K para gerar uma imagem de alta definição em 360°, tanto em 2D quanto em 3D.

Para reforçar a sensação futurista desta instalação, o acesso ao interior da cúpula é feito por uma passarela fechada, situada a 4 metros de altura. O motorista avança em direção ao centro do simulador sem nunca ver seu mecanismo, o que permite mergulhá-lo melhor no exercício, dando-lhe a sensação de estar em uma situação real de direção. A cabine do veículo dentro da cúpula pode ser alterada para garantir uma boa coerência entre esse habitáculo físico e o veículo digital que está sendo avaliado.

Em comparação com as gerações anteriores de simuladores, o ROADS permite hoje avaliar sistemas de assistência à condução em condições extremas (frenagem de emergência, sistema de controle de trajetória etc.) e o comportamento em estrada dos futuros veículos com total segurança. Em suma, o ROADS permite ir mais longe em todas as avaliações dos futuros modelos da linha, alcançando uma nova dimensão: mais precisão, mais rapidez e, acima de tudo, mais imersão.