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SIMULATION TOOLKIT SCANER II
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  OBJECTIFS (Paper)  

Objectifs

ULTIMATE est un simulateur de conduite à hautes performances dynamiques, outil exceptionnel pour l’étude des systèmes d’aide à la conduite visant une meilleure sécurité routière.

L’amplitude de mouvement permet de rendre de façon réaliste les sensations kinesthésiques perçues pendant la conduite lors d’accélérations latérales et longitudinales.

Domaines d'application

Avec ULTIMATE, Renault ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de la simulation de conduite. Complémentaire des essais sur piste, ce simulateur permet de tester virtuellement de multiples innovations techniques. Son principal atout : optimiser la réalisation des prototypes afin de réduire les coûts et le temps de développement des nouveaux modèles.

ULTIMATE permet de réaliser des essais virtuels dans les domaines du confort de conduite, de la tenue de route, ainsi que de la mise au point des systèmes d’aide à la conduite.

En fonction du type de comportement dynamique recherché sur un véhicule, il est possible de paramétrer et de tester différentes configurations de liaison au sol, de direction ou de freinage. Le modèle numérique implanté au cœur d’ULTIMATE permet d’élaborer différentes stratégies, bien avant la production du prototype roulant d’un modèle.

Autre domaine d’application : l’ergonomie. Le simulateur permet de mesurer l’incidence sur la conduite des interfaces de planches de bord (écrans, satellites de commande, interface vocale …). Les implantations ou les systèmes jugés trop perturbants, sont ainsi écartés dès les phases de tests virtuels.

Enfin, ULTIMATE simule des situations « accidentogènes » et mesure de façon précise les réactions des conducteurs. Les données relevées sont ensuite analysées et sont utilisées lors de la conception de systèmes actifs d’aide à la conduite. Le degré de réalisme de l’image, du son et des mouvements garantit la représentativité des situations créées.

Architecture

ULTIMATE est basé sur une architecture matérielle très innovante dédié à l’optimisation des capacités de restitution de l’environnement dynamique de la conduite actuellement uniques en Europe.

Les principaux sous-systèmes de restitution de ce simulateur sont :

  • un cockpit générique modulaire, entièrement instrumenté
  • un écran embarqué panoramique haute résolution
  • une synthèse d’image hautes performances
  • une plate-forme mobile à vérins 6 axes
  • une plate-forme mobile à rails X et Y
  • un système de vibration siège
  • un système de synthèse sonore
  • un retour d’effort actif au volant

La vision du conducteur peut aussi être présentée par un casque de réalité virtuelle SEOS HMD 120x40° hautement performant mis au point dans le projet, permettant de conduire dans un poste de conduite entièrement virtuel lorsque l’intégration des composants physiques est impossible ou impraticable.

La simulation de conduite est animée par le logiciel SCANeR©II, développé par le CTS et déployé sur l’ensemble de ses simulateurs. Cette suite logicielle gère entre autres : la synthèse d’images, l’animation des véhicules, des scénarios, le son, la restitution du mouvement, l’interface conducteur, et propose un environnement convivial d’utilisation pour les opérateurs.

Différents scénarios routiers sont disponibles sur le simulateur : reproduction de pistes d’essais, autoroutes, montagne, routes de campagne et villes génériques, etc... Le générateur de trafic intégré dans SCANeR©II permet d’animer jusqu’à une centaine de véhicules dans tous ces environnements routiers, en fonction des scénarios demandés.

La modélisation de la dynamique automobile est réalisée par une version temps réel de l’outil MADA (Modélisation Avancée de Dynamique Automobile) développé par RENAULT ou sur des outils standards du marché tels que Carmaker.

La restitution des accélérations fait appel à un algorithme spécialement développé au CTS. Cette technique permet de restituer les accélérations calculées par MADA tout en respectant les contraintes physiques imposées par le système de mouvement, ainsi que des contraintes liées à la perception du mouvement : seuils de détection, facteurs d’échelle, inclinaison artificielle (« tilt coordination ») etc...

Projet européen

ULTIMATE a été développé dans le cadre d’un projet Européen Euréka Σ! 1493, de 2001 à 2004, mené par Renault.

Les partenaires du projet sont des acteurs importants dans le domaine de la simulation de conduite ou des leaders dans leur spécialité :

  • LPPA/CNRS-Collège de France (France, Laboratoire de Physiologie de la Perception et de l'Action),
  • RENAULT (France, Direction de la Recherche & Direction du Développement et de l’Ingénierie Véhicules, constructeur automobile),
  • REXROTH-HYDRAUDYNE (Hollande – fournisseur de plates-formes de mouvement),
  • SEOS (Royaume-Uni, fournisseur de systèmes d’affichage).

  PROJECT DESCRIPTION (Paper)  
   

Objectives

ULTIMATE is a high performance car driving simulator, an exceptional tool for the study of driver aid systems for a better road safety. Large motion amplitudes allow a realistic rendering of the kinesthetic sensations perceived while driving when significant lateral and longitudinal accelerations are involved, for instance in curves or during braking.

Domaines d'application

Application Fields With ULTIMATE, Renault is opening up new prospects in the field of driving simulation. The simulator's role complements that of track tests, by enabling the testing of a wide range of technical innovations in a virtual arena. Its key advantage is optimizing the process of producing prototypes, so as to cut costs and lead times when new models are developed. ULTIMATE can be used for the virtual testing of driving comfort and road handling, and the development of driver aid systems. Depending on the type of dynamic behaviour required for a particular vehicle, it is possible to adjust parameters and test different configurations for suspensions, steering and braking. The digital model located in the heart of ULTIMATE makes it possible to try out various strategies, well in advance of production of the driving prototype of a model. Another field of application is ergonomics. The simulator can measure the impact on driving of dashboard interfaces (such as screens, remote control satellites and vocal interfaces). If the location or the system is found to be too intrusive it can be eliminated at the virtual testing stage. Lastly, ULTIMATE can simulate situations that tend to generate accidents, and measures drivers' reactions with great precision. The data logged can then be analysed and used in the design of adequate active driver aid systems. The degree of realism of the image, sound and movements ensures that the situations created are genuinely representative of those encountered in real-life.

Architecture

ULTIMATE est basé sur une architecture matérielle très innovante dédié à l’optimisation des capacités de restitution de l’environnement dynamique de la conduite actuellement uniques en Europe.

Les principaux sous-systèmes de restitution de ce simulateur sont :

  • un cockpit générique modulaire, entièrement instrumenté
  • un écran embarqué panoramique haute résolution
  • une synthèse d’image hautes performances
  • une plate-forme mobile à vérins 6 axes
  • une plate-forme mobile à rails X et Y
  • un système de vibration siège
  • un système de synthèse sonore
  • un retour d’effort actif au volant

La vision du conducteur peut aussi être présentée par un casque de réalité virtuelle SEOS HMD 120x40° hautement performant mis au point dans le projet, permettant de conduire dans un poste de conduite entièrement virtuel lorsque l’intégration des composants physiques est impossible ou impraticable.

La simulation de conduite est animée par le logiciel SCANeR©II, développé par le CTS et déployé sur l’ensemble de ses simulateurs. Cette suite logicielle gère entre autres : la synthèse d’images, l’animation des véhicules, des scénarios, le son, la restitution du mouvement, l’interface conducteur, et propose un environnement convivial d’utilisation pour les opérateurs.

Différents scénarios routiers sont disponibles sur le simulateur : reproduction de pistes d’essais, autoroutes, montagne, routes de campagne et villes génériques, etc... Le générateur de trafic intégré dans SCANeR©II permet d’animer jusqu’à une centaine de véhicules dans tous ces environnements routiers, en fonction des scénarios demandés.

La modélisation de la dynamique automobile est réalisée par une version temps réel de l’outil MADA (Modélisation Avancée de Dynamique Automobile) développé par RENAULT ou sur des outils standards du marché tels que Carmaker.

La restitution des accélérations fait appel à un algorithme spécialement développé au CTS. Cette technique permet de restituer les accélérations calculées par MADA tout en respectant les contraintes physiques imposées par le système de mouvement, ainsi que des contraintes liées à la perception du mouvement : seuils de détection, facteurs d’échelle, inclinaison artificielle (« tilt coordination ») etc...

Projet européen

ULTIMATE a été développé dans le cadre d’un projet Européen Euréka Σ! 1493, de 2001 à 2004, mené par Renault.

Les partenaires du projet sont des acteurs importants dans le domaine de la simulation de conduite ou des leaders dans leur spécialité :

  • LPPA/CNRS-Collège de France (France, Laboratoire de Physiologie de la Perception et de l'Action),
  • RENAULT (France, Direction de la Recherche & Direction du Développement et de l’Ingénierie Véhicules, constructeur automobile),
  • REXROTH-HYDRAUDYNE (Hollande – fournisseur de plates-formes de mouvement),
  • SEOS (Royaume-Uni, fournisseur de systèmes d’affichage).