Industrialisation des acquisitions d’un simulateur de conduite chez Renault

Valérie Hellequin, Arcale

"L’application utilise la technologie des variables partagées de NI, qui rend accessibles les informations par le réseau."

- Valérie Hellequin, Arcale

Le défi:

Mettre à jour la partie «acquisitions» d’un simulateur de conduite pour l’étude des systèmes visant une meilleure sécurité routière.

La solution​:

Utiliser les technologies FPGA et temps réel pour améliorer la fiabilité du système et reproduire les conditions réelles de conduite.

Le constructeur d’automobiles Renault regroupe huit à dix milles collaborateurs au Technocentre de Guyancourt. Situé sur le site, le Centre Technique de Simulation (CTS) est un lieu de compétences et de moyens dédiés au «véhicule numérique», s’appuyant sur des outils de maquettage virtuel et de simulation de conduite.

 

C’est dans le cadre de l’évolution et l’amélioration du simulateur de conduite Ultimate que la société Arcale a été consultée.

 

Ultimate est composé d’un écran de visualisation et d’un cockpit de conduite générique (type Laguna 3) entièrement instrumenté, fixé sur un hexapode et sur une plate-forme mobile à rails X et Y.

 

Il 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.

 

Le principe du système

Le logiciel de simulation de conduite SCANeR©, initialement développé par la société RENAULT et aujourd’hui en partenariat avec OKTAL qui en assure la commercialisation et les évolutions industrielles, supervise la plate-forme globale qui intègre une dizaine d’ordinateurs et de stations de travail. Ceux-ci gèrent l’ambiance sonore lors du test, les simulations, le trafic…

 

En parallèle de cela, la partie «acquisitions» se compose d’un ordinateur sous environnement temps réel relié par fibre optique à un châssis PXI à huit emplacements. L’application RT communique avec un autre ordinateur - équipé de Windows, sur lequel on trouve une Interface Homme-Machine (IHM) Ultimate permettant principalement de visualiser les données des capteurs.

 

Dans le châssis PXI, on trouve une carte FPGA NI PXI-7831R utilisée pour la gestion des capteurs (E/S analogiques et numériques) situés au niveau du cockpit, une carte NI PXI-CAN deux ports pour communiquer avec les organes véhicules, une carte série qui interface un accéléromètre trois axes dont le driver d’instruments a été redéveloppé par Arcale.

 

Pour résumer, l’architecture est la suivante :

-  une partie temps réel tournant sur une cible déportée

-  une partie Windows pour le contrôle de la cible à distance.

 

 

 

Les besoins énoncés par Renault

Les exigences du CTS sont multiples : d’une part, il est nécessaire d’améliorer les performances en termes de retour d’effort au conducteur afin de reproduire au mieux la réalité. D’autre part, il faut développer une application débogable en exploitation pour espionner facilement les données. Enfin, étant dans le domaine de la recherche, la modularité est indispensable en prévision d’évolutions matérielles cockpit.

 

Une solution restituant au mieux la réalité

Le logiciel Ultimate a été développé sous l’environnement de programmation graphique NI LabVIEW et avec ses modules Real-Time et FPGA.

Arcale a proposé une architecture subdivisée en trois modules indépendants, eux-mêmes codés en briques autonomes :

- couche modèles (embarqués ou externes)

- couche organes (volant, commodos, portière…)

- couche matériels (cartes CAN, DAQ, PXI…)

 

 Cœur de l’application, la partie déterministe gère l’acquisition/analyse des capteurs du cockpit, l’envoi des données acquises vers le modèle véhicule via une mémoire réflective. Cette mémoire assure l’échange des données type freins, volant, clignotant, rapports de vitesses…avec le modèle de simulation véhicule. Une soixantaine d’informations sont transférées entre la cible et l’hôte à des cadences inférieures à quelques millisecondes.

 

La partie Windows sert au lancement à distance de la gestion des capteurs/actionneurs du cockpit véhicule, à l’affichage des capteurs en cours de conduite, au dialogue avec le module de surveillance pour signaler des défauts logiciels, et à l’enregistrement des erreurs.

 

L’application utilise la technologie des variables partagées de National Instruments qui rend accessibles les informations par le réseau. L’IHM Ultimate relit ainsi les données qu’elle propose à l’opérateur.

 

Pour compléter le projet, Arcale a développé le système en intégrant une gestion d’expérience. À chaque essai est associé un fichier de log notifiant un jeu de paramètres modifiables par l’utilisateur et les erreurs enregistrées. Le déroulement d’un essai est donc, tout d’abord, d’établir la connexion entre la cible et l’hôte, de demander le fichier de paramétrage de l’essai, de réaliser l’expérience, puis de se déconnecter et de boucler à nouveau sur la première étape.

 

 

Vers une mutualisation des logiciels

Au total, le développement a duré deux mois et demi. L’équipe a répondu à quelques challenges, comme par exemple la réutilisation d’un code déjà existant. De plus, le CTS faisant appel à des technologies très innovantes, une modification de la configuration initiale peut être nécessaire en fonction des applications étudiées, d’où l’importance de la modularité.

 

Aujourd’hui la partie «acquisitions» du simulateur de conduite Ultimate est opérationnelle et utilisée par des clients externes et internes, notamment des thésards pour la mise au point de leurs recherches et par les services Renault (ergonomie, sûreté de fonctionnement…). 

 

Dans le cadre de la mutualisation des logiciels de simulation, Arcale s’est vu confier le portage de l’application sur d’autres simulateurs de Renault.

 

Author Information:

Valérie Hellequin
Arcale
Paris
France
Tel: + 33 1 76 71 07 85
v.hellequin@arcale.net

La suite logicielle SCANeR reproduit les scénarii réels de conduite (trafic, images, mouvement, son…).
IHM Ultimate : onglet Tableau de bord.