25 de ani de istorie a simulatoarelor de conducere în cadrul Renault Group: pe drumul către o experiență de imersiune totală

Înainte de apariția primelor simulări numerice, prototipurile viitoarelor vehicule dezvoltate de Renault Group erau supuse exclusiv unor teste de rulare fizice (pe șosea sau pe banc de încercare) pentru a le valida caracteristicile și echipamentele. O operațiune costisitoare, care a atins cote maxime atunci când a fost vorba de validarea echipamentelor tehnologice precum ADAS (sisteme de asistență la conducere).

Odată cu explozia digitalizării, simularea numerică (unul dintre domeniile de aplicare fiind simularea condusului) a schimbat complet situația: economii de timp și bani, mai puține prototipuri realizate – și o reducere semnificativă a costurilor de dezvoltare a vehiculelor.

De la HELIOS în 1998 până la ROADS în 2023, descoperiți cele cinci generații de simulatoare de referință care au menținut întotdeauna Renault Group în avangarda dezvoltării digitale.

1998: HELIOS deschide calea pentru simulatoare

Încă de la sfârșitul anilor '90, sistemele de iluminare ale vehiculelor erau dezvoltate și validate pe un simulator de iluminare. Înainte de această dată, dezvoltarea unui nou far auto presupunea fabricarea mai multor prototipuri fizice. Lansat în 1998 sub numele de HELIOS (HEadLIght Operating System), acesta a permis, încă de la prima sa versiune, reducerea numărului de prototipuri fizice necesare pentru dezvoltarea farurilor, îmbunătățind în același timp calitatea iluminării optice (raza de acțiune, omogenitatea culorii, nivelul de orbire). Fără a uita de testele de iluminare pe timp de noapte... care erau astfel posibile în plină zi.

Pentru a ține pasul cu evoluția tehnologiilor, HELIOS a fost modernizat de mai multe ori de-a lungul anilor de funcționare. De la ultima sa actualizare din 2017, HELIOS redă iluminarea drumului într-un mod ultrarealist: opt proiectoare de înaltă definiție 4K (pixelul nu mai este vizibil cu ochiul liber), un nivel ridicat de contrast care permite o vizualizare optimizată pe timp de noapte, totul pe un ecran sferic de 225° care acoperă întregul câmp vizual al șoferului.

Dotat cu un sistem de cilindri hidraulici, HELIOS permite o primă simulare a mișcărilor și vibrațiilor vehiculului. HELIOS a fost utilizat recent pentru validarea tehnologiei Matrix LED Vision, folosită în special la modelele Austral, Nouvel Espace și Nouveau Rafale.

2001: C-CARDS, primul simulator dinamic al Renault Group

Primul simulator de conducere dinamică al Renault Group, C-CARDS (Comprehensive Automobile Research and Development Simulator), a fost dezvoltat în cadrul unui proiect european și lansat în 2001. Imaginea frontală era proiectată într-un câmp orizontal de 150°, iar un sistem de mișcări permitea reproducerea unor accelerații de până la 0,5 G. Versiunile succesive ale C-CARDS au îmbunătățit în special sistemul de proiecție, ecranul ajungând la 270°, adică întregul câmp vizual al șoferului. C-CARDS este utilizat pentru a evalua conceptele de ergonomie, interfața om-mașină (IHM) și, desigur, funcționarea sistemelor de asistență la conducere. C-CARDS este deosebit de potrivit pentru studiile de inserție în trafic cu vizibilitate în unghiul mort, datorită unui ecran posterior.

Pentru a completa mijloacele de evaluare a ergonomiei și a interfețelor om-mașină (IHM), simulatorul de conducere SEi (Simulator Ergonomie & IHM) a fost pus în funcțiune în 2013. Complementar cu C-CARDS, SEi este un simulator de conducere static (fără redare a accelerației pentru șofer) compus dintr-un cockpit modular care reproduce afișajul tablourilor de bord și al sistemelor multimedia. Acest cockpit este amplasat în fața a trei ecrane 4K care proiectează scena de conducere.

2004: ULTIMATE, simulatorul cu performanțe dinamice ridicate

La momentul lansării sale în 2004, ULTIMATE a reprezentat o premieră mondială în rândul constructorilor auto. Arhitectura sa unică era alcătuită dintr-un post de conducere al mașinii și un ecran panoramic. Instalația este completată de un sistem de mișcare compus dintr-un hexapod și o masă încrucișată. Hexapodul permite reproducerea mișcărilor mașinii în toate direcțiile (înclinare, ruliu și girație). Masa încrucișată („masa XY”), cu o cursă de 5 metri x 5 metri, reproduce simultan deplasările laterale și longitudinale și permite atingerea unei accelerații de 0,7 G.

Aceste caracteristici dinamice permit redarea realistă a senzațiilor kinestezice resimțite în timpul conducerii, în momentul accelerării.

Înainte de ROADS, ULTIMATE era cel mai mare simulator dinamic al grupului. Una dintre utilizările sale încă de la început a fost simularea situațiilor „accidentogene” prin măsurarea precisă a reacțiilor șoferilor. Realismul situației de simulare este sporit de varietatea scenariilor rutiere și a traficului generat pentru test. Recent, acesta a fost utilizat pentru testarea vehiculelor electrice, de exemplu pentru frânarea regenerativă care îmbunătățește autonomia bateriei sau pentru designul sonor al acestora.

2013: CAVE, un nou pas înainte în realismul vizual

Un CAVE (Cave AutomaticVisualizationEnvironment) este o sală imersivă ale cărei pereți, podea și tavan sunt utilizate pentru a afișa o scenă tridimensională (3D) la scară 1:1. Acesta completează dispozitivele bazate pe căști de realitate virtuală, utilizate și ele în cadrul Renault Group. CAVE-ul implementat în 2014 se numește IRIS (Immersive Room & Interactive System). Acest instrument de vizualizare 3D imersiv permite observarea și interacțiunea cu un vehicul complet virtual, „geamănul virtual” al viitoarei mașini. Utilizatorul, așezat în interiorul sau în exteriorul unei mașini virtuale, este echipat cu ochelari cu senzori, care permit imaginii afișate la scara 1 să-i urmărească mișcările capului. Imaginile sunt reîmprospătate în timp real pentru a garanta o imersiune completă. IRIS este utilizat, printre altele, pentru a valida arhitectura vehiculului (câmpul vizual prin parbriz etc.) sau calitatea percepută în interiorul și în exteriorul vehiculului.

Acest tip de instrument a fost implementat și la centrul de inginerie din România (RTR), pentru marca Dacia.

2023: ROADS se impune ca cel mai performant simulator din lume

Unic în genul său, ROADS (Renault Operational Advanced Driving Simulator) estecel mai performant simulator din lume. Inaugurat în 2023, acesta se află într-o clădire de 2 300 m², numită și ea ROADS.

Acest simulator are caracteristici impresionante: accelerație de până la 1 G pe plan lateral și longitudinal, deplasare pe șine cu dimensiunile de 25 metri x 25 metri (aproximativ de 10 ori suprafața de mișcare a sistemului ULTIMATE), viteză de deplasare de 9 m/s, timp de răspuns sub 30 de milisecunde (față de 250 ms pentru ULTIMATE), sistem de proiecție în interiorul cupolei compus din 15 videoproiectoare de 2,5K pentru a genera o imagine de înaltă definiție la 360°, atât în 2D, cât și în 3D.

Pentru a accentua aspectul futurist al acestei instalații, accesul în interiorul cupolei se face printr-o pasarelă închisă, amplasată la o înălțime de 4 metri. Șoferul se îndreaptă spre centrul simulatorului fără a-i vedea niciodată mecanismul, pentru a-l cufunda mai bine în exercițiu, oferindu-i senzația de a se afla într-o situație reală de conducere. Cockpitul vehiculului amplasat în cupolă poate fi modificat pentru a asigura o bună coerență între acest habitaclu fizic și vehiculul digital care este evaluat.

În comparație cu generațiile anterioare de simulatoare, ROADS permite astăzi evaluarea sistemelor de asistență la conducere în condiții extreme (frânare de urgență, sistem de control al traiectoriei etc.), precum și a comportamentului rutier al viitoarelor vehicule, în deplină siguranță. În concluzie, ROADS permite aprofundarea tuturor evaluărilor viitoarelor modele din gamă, trecând la o nouă dimensiune: mai multă precizie, mai multă rapiditate și, mai ales, mai multă imersiune.