Valérie Hellequin, Arcale
Mise à jour de la section d’acquisition sur un simulateur de conduite pour examiner les systèmes qui cherchent à offrir une meilleure sécurité routière.
Utiliser le logiciel NI LabVIEW, des FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) et des technologies temps réel pour améliorer la fiabilité du système et reproduire les conditions de conduite réelles.
Le constructeur automobile français Renault dispose de 8 000 à 10 000 employés dans le Technocenter Guyancourt. Situé sur place, le Centre Technique de simulation (CTS) consacre des ressources au développement du « véhicule numérique », en tirant parti de la modélisation virtuelle et des outils de simulation de conduite.
Notre société, NI Partner Arcale, a été consultée au sujet du développement et de l’amélioration du dispositif simulateur de conduite Ultimate, comprenant un écran d’affichage et un cockpit de conduite polyvalent (type Laguna 3), instrumenté et installé sur un hexapode et une plate-forme mobile sur rail X-Y. L'utilisateur peut effectuer des tests virtuels concernant le confort de conduite et la tenue de route, et implémenter des systèmes assistés à la conduite.
Le logiciel de simulation de conduite SCANNeR, initialement développé par Renault, supervise la plate-forme globale, intégrant une douzaine d'ordinateurs et de stations de travail. L’utilisateur surveille l'environnement sonore pendant les tests, la simulation et le trafic.
La section d’acquisition comprend un ordinateur placé dans un environnement temps réel connecté à un châssis PXI à 8 emplacements via des câbles à fibre optique. L'application temps réel communique avec un autre ordinateur exécutant un système d'exploitation Windows sur lequel une interface homme-machine ultime permet à l’utilisateur de visualiser les données du capteur.
Dans le châssis PXI, nous avons utilisé un module d’E/S reconfigurables multifonctions (RIO) NI PXI-R pour contrôler les capteurs d’E/S analogiques et numériques situés sur le cockpit, un module NI PXI-CAN à 2 ports permettant de communiquer avec les unités du véhicule et une carte série qui s’interface avec un accéléromètre à 3 axes utilisant un Driver d'instruments Arcale. L'architecture est constituée d’une partie temps réel s'exécutant sur une cible distante et d’un système d'exploitation Windows contrôlant celle-ci.
Le CTS avait plusieurs exigences. Tout d’abord, il était nécessaire d’améliorer les performances du retour de force au conducteur pour imiter le plus possible la réalité. Cependant, nous devions développer une application d’exploitation facile à mettre au point et qui permet à l’utilisateur de facilement suivre les données. De plus, l’évolutivité est essentielle dans le domaine de la recherche si l’on souhaite anticiper des améliorations matérielles du cockpit.
Le logiciel Ultimate a été développé dans l'environnement de programmation graphique LabVIEW et utilise les modules LabVIEW Real-Time et LabVIEW FPGA. Nous avons suggéré de développer une architecture divisée en trois modules indépendants, codés en tant qu’éléments autonomes :
Au cœur de l’application, la section déterministe contrôle l’acquisition et l’analyse des capteurs du cockpit ainsi que le transfert des données acquises vers le modèle de véhicule via une mémoire réflective. Cela garantit l’échange de données, notamment des informations provenant des freins, du volant et des rapports de vitesse dans le modèle de simulation de véhicule. Près de 60 informations sont transférées entre la cible et l'hôte à une fréquence inférieure à 1 ms.
Le système d'exploitation Windows aide les utilisateurs à déclencher à distance les capteurs du cockpit et les commandes d'actionneur du véhicule, à afficher des capteurs pendant la conduite et à communiquer avec le module de surveillance afin de signaler des défaillances logicielles et d’enregistrer les erreurs. L'application utilise la technologie de variables partagées NI, qui rend les informations accessibles sur le réseau. L'interface homme-machine ultime lie les données à l'opérateur.
Pour compléter le projet, nous avons développé le système tout en y intégrant une expérience de contrôle. Chaque test est associé à un fichier journal qui fournit des notifications sur un ensemble de paramètres modifiables par l'utilisateur et d’erreurs enregistrées. Tout d’abord, il y a un processus de test qui permet d’établir la connexion entre la cible et l’hôte, de demander le fichier des paramètres de test, de diriger l’expérience et de déconnecter et boucler la première étape.
Nous avons passé deux mois et demi à mettre à jour le système, car nous avons pu réutiliser le code existant. De plus, il se peut que nous ayons besoin d’utiliser des technologies innovantes et de modifier la configuration initiale en fonction des applications envisagées, ce qui rend l’évolutivité essentielle.
Aujourd’hui, la section d’acquisition du simulateur de conduite Ultimate est opérationnelle et est utilisée par des clients externes et internes, notamment des étudiants en doctorat dans leurs cours universitaires et leurs services Renault. Nous avons également été chargés du portage de l’application vers d’autres simulateurs Renault pour la mise en commun de logiciels de simulation.
Valérie Hellequin
Arcale
Paris
France
Tél. : + 33 1 76 71 07 85
v.hellequin@arcale.net
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