25 anni di storia dei simulatori di guida nel Grouppo Renault: verso un'esperienza totalmente immersiva

Prima dell'avvento delle prime simulazioni numeriche, i prototipi dei futuri veicoli sviluppati dal Grouppo Renault venivano sottoposti esclusivamente a test di guida reali (su strada o al banco) per verificarne le caratteristiche e le dotazioni. Si trattava di un'operazione costosa, che raggiungeva livelli elevati quando si trattava di verificare dotazioni tecnologiche come i sistemi ADAS (sistemi di assistenza alla guida).

Con l'avvento della digitalizzazione, la simulazione numerica (di cui la simulazione di guida è uno dei campi di applicazione) ha rivoluzionato il settore: un risparmio di tempo e denaro, un minor numero di prototipi realizzati e una significativa riduzione dei costi di sviluppo dei veicoli.

Dal 1998 con HELIOS fino al 2023 con ROADS: scopriamo le cinque generazioni di simulatori di punta che hanno sempre posto il Grouppo Renault all’avanguardia nello sviluppo digitale.

1998: HELIOS apre la strada ai simulatori

Già dalla fine degli anni '90, l'illuminazione dei veicoli veniva sviluppata e verificata su un simulatore di illuminazione. Prima di allora, lo sviluppo di un nuovo proiettore per auto richiedeva la realizzazione di diversi prototipi fisici. Lanciato nel 1998 con il nome di HELIOS (HEadLIght Operating System), già dalla sua prima versione ha permesso di ridurre il numero di prototipi fisici necessari allo sviluppo dei proiettori, migliorando al contempo la qualità dell'illuminazione delle ottiche (portata, omogeneità del colore, livello di abbagliamento). Senza dimenticare i test di illuminazione notturna... che erano così possibili in pieno giorno.

Per stare al passo con l'evoluzione delle tecnologie, HELIOS è stato modernizzato più volte nel corso dei suoi anni di attività. Dall'ultimo aggiornamento nel 2017, HELIOS riproduce l'illuminazione stradale in modo ultrarealistico: otto proiettori in altissima definizione 4K (i pixel non sono più visibili all'occhio umano), un elevato livello di contrasto che consente una visualizzazione ottimizzata di notte, il tutto su uno schermo sferico a 225° che copre l'intero campo visivo del conducente.

Dotato di un sistema di cilindri, HELIOS consente di ottenere una prima simulazione dei movimenti e delle vibrazioni del veicolo. HELIOS è stato recentemente utilizzato per convalidare la tecnologia Matrix LED Vision, impiegata in particolare sui modelli Austral, Nouvel Espace e Nouveau Rafale.

2001: C-CARDS, il primo simulatore dinamico del Grouppo Renault

Primo simulatore di guida dinamica del Grouppo Renault, C-CARDS (Comprehensive Automobile Research and Development Simulator) è stato sviluppato nell’ambito di un progetto europeo e lanciato nel 2001. L'immagine frontale veniva proiettata in un campo orizzontale di 150° e un sistema di movimenti permetteva di riprodurre accelerazioni fino a 0,5 G. Le versioni successive di C-CARDS hanno in particolare migliorato il suo sistema di proiezione con uno schermo portato a 270°, ovvero l'intero campo visivo del conducente. C-CARDS viene utilizzato per valutare i concetti di ergonomia, interfaccia uomo-macchina (IHM) e, ovviamente, il funzionamento dei sistemi di assistenza alla guida. C-CARDS è particolarmente adatto per gli studi di inserimento nel traffico con una visione dell'angolo cieco grazie a uno schermo posteriore.

Per integrare gli strumenti di valutazione dell'ergonomia e delle interfacce uomo-macchina (IHM), nel 2013 è stato messo in funzione il simulatore di guida SEi (Simulatore di Ergonomia e IHM). Complementare a C-CARDS, SEi è un simulatore di guida statico (senza riproduzione dell'accelerazione per il conducente) composto da un cockpit modulare che riproduce la visualizzazione dei cruscotti e dei sistemi multimediali. Questo cockpit è posizionato davanti a tre schermi 4K che proiettano la scena di guida.

2004: ULTIMATE, il simulatore ad alte prestazioni dinamiche

Al momento del suo lancio nel 2004, ULTIMATE rappresentava una novità mondiale nel settore automobilistico. La sua struttura unica era composta da un abitacolo e da uno schermo panoramico. L'installazione è completata da un sistema di movimento costituito da un esapode e da una piattaforma a croce. L'esapode permette di riprodurre i movimenti dell'auto in tutte le direzioni (beccheggio, rollio e imbardata). Il tavolo incrociato ("tavolo XY"), con la sua escursione di 5 metri x 5 metri, riproduce spostamenti laterali e longitudinali simultanei e permette di raggiungere un'accelerazione di 0,7 G.

Queste caratteristiche dinamiche consentono di riprodurre in modo realistico le sensazioni cinestetiche percepite durante la guida in fase di accelerazione.

Prima di ROADS, ULTIMATE era il più grande simulatore dinamico del gruppo. Uno dei suoi utilizzi sin dall’inizio è stato quello di simulare situazioni «a rischio di incidente», misurando con precisione le reazioni dei conducenti. Il realismo della situazione di simulazione è rafforzato dalla varietà degli scenari stradali e del traffico generato per il test. Recentemente è stato utilizzato per testare i veicoli elettrici, ad esempio per la frenata rigenerativa che migliora l’autonomia della batteria, o per il loro design sonoro.

2013: CAVE, un ulteriore passo avanti nel realismo visivo

Un CAVE (Cave AutomaticVisualizationEnvironment) è una sala immersiva in cui pareti, pavimento e soffitto vengono utilizzati per visualizzare una scena in rilievo (3D) e in scala 1:1. Si tratta di uno strumento complementare ai dispositivi basati su visori per la realtà virtuale, anch’essi utilizzati dal Grouppo Renault. Il CAVE realizzato nel 2014 si chiama IRIS (Immersive Room & Interactive System). Questo strumento di visualizzazione 3D immersiva consente di osservare e interagire con un veicolo interamente virtuale, il «gemello virtuale» della futura auto. L’utente, posizionato all’interno o all’esterno di un’auto virtuale, è dotato di occhiali con sensori che permettono all’immagine visualizzata in scala 1:1 di seguire i suoi movimenti della testa. Le immagini vengono aggiornate in tempo reale per garantire una completa immersione. IRIS viene utilizzato, tra l'altro, per convalidare l'architettura del veicolo (campo visivo attraverso il parabrezza, ecc.) o la qualità percepita all'interno e all'esterno del veicolo.

Questo tipo di strumento è stato implementato anche presso il centro di ingegneria in Romania (RTR), per il marchio Dacia.

2023: ROADS si afferma come il simulatore più performante al mondo

Unico nel suo genere, ROADS (Renault Operational Advanced Driving Simulator) è il simulatore più avanzato al mondo. Inaugurato nel 2023, è ospitato in un edificio di 2.300 m² che porta lo stesso nome, ROADS.

Questo simulatore presenta caratteristiche impressionanti: accelerazione fino a 1 G in direzione laterale e longitudinale, spostamento su binari di 25 metri x 25 metri (circa 10 volte la superficie di movimento di ULTIMATE), velocità di spostamento di 9 m/s, tempo di risposta inferiore a 30 millisecondi (rispetto ai 250 ms di ULTIMATE), sistema di proiezione all'interno della cupola composto da 15 videoproiettori 2,5K per generare un'immagine ad alta definizione a 360° sia in 2D che in 3D.

Per accentuare l'atmosfera futuristica di questa installazione, l'accesso all'interno della cupola avviene tramite una passerella chiusa, situata a 4 metri di altezza. Il conducente si dirige verso il cuore del simulatore senza mai vedere il suo meccanismo, in modo da immergerlo meglio nell'esperienza e dargli la sensazione di trovarsi in una situazione di guida reale. L'abitacolo del veicolo collocato nella cupola può essere modificato per garantire una buona coerenza tra questo abitacolo fisico e il veicolo digitale che viene valutato.

Rispetto alle precedenti generazioni di simulatori, ROADS consente oggi di valutare i sistemi di assistenza alla guida in condizioni limite (frenata di emergenza, sistema di controllo della traiettoria ecc.) e il comportamento su strada dei futuri veicoli in totale sicurezza. In definitiva, ROADS consente di andare oltre in tutte le valutazioni dei futuri modelli della gamma, passando a una nuova dimensione: maggiore precisione, maggiore rapidità e, soprattutto, maggiore immersione.