Renault dispose désormais du meilleur simulateur 3D et HD avec le CAVE IRIS

Je me suis rendu cette semaine au Technocentre, à l'invitation de Renault qui voulait présenter son simulateur 3D de type CAVE*. Ce genre de simulateur n'est pas vraiment une nouveauté dans l'automobile (PSA en a un par exemple), mais la marque au losange dispose à ce jour de l'exemplaire présentant la meilleure qualité de restitution au monde. On se rapproche du réel avec une résolution de 70 millions de pixels en 3D, l'image venant s'afficher sur des écrans de forme concave répartis sur 5 faces (trois côtés, plus le ciel et le sol). Le système fait appel à 19 projecteurs 3D Sony à très haute définition, le tout étant piloté par 20 ordinateurs avec une capacité de calcul de plusieurs dizaines de téraflops.

Son nom de code est IRIS (Immersive Room and Interactive System). Cet engin est plus évolué que celui de Jaguar (qui a 4 faces) et présente une meilleure résolution que celui de Daimler (qui comporte également 5 faces), fait remarquer non sans fierté mon vieil ami Andras Kemeny, responsable du Centre de Réalité Virtuelle et Immersive chez Renault. Ce simulateur à échelle 1 permet d'afficher des images en relief et d'aider à la fois les ingénieurs et les designers, qui peuvent plus que jamais travailler ensemble.

Pour faire simple, le CAVE permet de faire une revue des projets en cours. Pendant qu'un technicien ou designer, portant des lunettes 3D, se balade virtuellement à l'extérieur ou à l'intérieur du véhicule, un autre écran collaboratif permet à une équipe de profiter de ces images avec un rendu très réaliste. L'objectif est de gagner plusieurs mois dans la conception des nouveaux modèles et d'éviter surtout les erreurs. Renault veut aussi s'en servir pour améliorer la qualité perçue.

Voici les lunettes qu'il faut porter pour visualiser les images en 3D. C'est mieux qu'un casque et vous remarquerez qu'il n'y a pas de fils. Dans cette configuration, c'est l'opérateur qui fait office de souris, le système faisant du tracking au niveau du regard. Ce qui permet d'adapter l'affichage en fonction des gestes. Il faut dire que c'est plutôt bluffant. J'ai par exemple vu la Clio 4 sur une route de montagne avec la route, le paysage et le ciel plus vrais que nature.

Ca ne se voit pas sur ces images, mais l'intérêt est de pouvoir étudier le véhicule dans ses moindres détails. Grâce à des logiciels spécialisés, on peut simuler le reflet sur les carrosseries. Cela permet par exemple de révéler certains défauts qui n'auraient été mis en évidence qu'au moment du premier prototype physique. Le plus impressionnant est l'immersion à l'intérieur du véhicule. On peut visualiser avec un degré de résolution étonnant des détails comme le grain de la planche de bord et même les coutures des sièges. C'est tellement réaliste qu'on a le sentiment de pouvoir pianoter sur la tablette R-Link ou le commodo derrière le volant. Pour l'anecdote, on peut aussi entrer dans l'habitacle en passant directement sa tête dans la lunette arrière. Une expérience assez étonnante.

Il manque justement encore le retour haptique au niveau du toucher. Mais, c'est prévu. De même, Renault envisage d'ajouter le bruit, les vibrations et l'odeur. Il est même question d'utiliser un smartphone ou une tablette pour piloter les programmes du CAVE. La démo nous a été faite avec la Clio 4. Mais, l'outil sert déjà au développement du futur Espace et d'autres futurs modèles de la gamme.

Quelque chose me dit que le CAVE pourrait faire son apparition dans le futur en modèle réduit, soit pour un salon automobile, soit pour une succursale où il pourrait permettre de découvrir et de configurer de nouveaux modèles.

*Cave Automatic Virtual Environment

OpenDS : un simulateur de conduite pour étudier l'impact de la connectivité

Le consortium GetHomeSafe* a mis au point le simulateur de conduite OpenDS. Unique en son genre, il permet aux chercheurs et aux industriels d’évaluer le comportement des conducteurs dans un environnement ultra réaliste, avec un accent particulier sur l'interface homme-machine. Le projet vise à développer des solutions efficaces et intuitives, basées sur le langage naturel, de façon à pouvoir utiliser la téléphonie et les fonctions multimédia (recherche de musique, gestion du carnet d’adresses et mise à jour de statut sur les réseaux sociaux) en limitant la distraction. L'idée est de développer ainsi une nouvelle génération de systèmes embarqués dont la priorité est d’assurer la sécurité des conducteurs connectés.

Le simulateur OpenDS permet de reproduire des lieux réels en environnement virtuel à l’aide d’une technique de modélisation d’images 3D novatrice, basée sur le traitement de points haute résolution dans le cloud. Pour garantir un réalisme optimal, le logiciel modélise le comportement d’un véhicule et le milieu environnant, y compris les conditions météorologiques, la consommation de carburant selon le style de conduite et le comportement des autres véhicules et des objets alentours.

Le choix de l’Open Source permettra à d’autres chercheurs et développeurs d’enrichir les solutions conçues par GetHomeSafe, tout en créant un écosystème favorable à l’innovation des PME, ce qui est l’un des principaux objectifs de l’EIT ICT Labs.
Cet outil novateur sera présenté en exclusivité à l’occasion de la conférence Nuance Automotive Summit d’Augsbourg, en Allemagne, en juin prochain.

*Financé par la Commission européenne et l’institut européen pour l’innovation et la technologie (EIT ICT Labs), ce consortium réunit Daimler, le centre allemand de recherche en intelligence artificielle (DFKI), IBM, Nuance et l’institut royal de technologie (KTH) de Suède.

Garmin dévoile le K2 : un cockpit numérique qui rend le véhicule connecté

A l'occasion du CES (Consumer Electronics Show) de Las Vegas, qui ouvre ses portes aujourd'hui, le géant américain du GPS dévoile la nouvelle plateforme de navigation embarquée K2, qui s'adresse aux constructeurs automobiles. Inspirée des technologies utilisées par la marque dans les domaines de l'aéronautique et du nautisme, mais développée par la division automobile, c'est une solution clé en main qui rend la voiture communicante. Le système s'appuie un grand écran tactile « multi-touch » de 10 pouces de diagonale, une commande vocale, des boutons infrarouges et un couplage simplifié avec les smartphones.

Installé au centre de la console centrale, le grand écran de la plateforme K2 est tactile et peut être manipulé avec des gants. Il est doublé par un autre écran de 12 pouces et reconfigurable, juste derrière le volant. Ce tableau de bord digital affiche des alertes et notifications relatives à la navigation, la communication, les informations sujr le véhicule, ou encore à la musique. L'ergonomie a été étudiée pour ne pas quitter la route des yeux.
Lorsque le conducteur voit s'afficher un SMS ou un email, il peut les faire lire en synthèse vocale et y répondre sans lâcher le volant. Il suffit pour cela d'utiliser la reconnaissance vocale, en langage naturel. Le mode vocal permet aussi d'obtenir des informations concernant la météo et la circulation, de consulter son agenda ou encore de chercher des adresses ou des points d'intérêt.
Il est également possible d'accéder à certaines fonctions grâce à la technologie infrarouge qui détecte automatiquement la présence de la main.
Une fois à l'arrêt, l'écran affiche d'autres menus, notamment l'accès à un centre de gestion de messagerie et d'agenda. Garmin envisage également de proposer des capteurs permettant au passager assis à l'avant d'accéder à un éventail de fonctionnalités plus complet, liées par exemple aux réseaux sociaux ou à internet, le tout sans distraire le conducteur.
La plateforme K2 s'appuie sur une architecture électronique de dernière génération, capable d'afficher de multiples écrans avec des graphismes en 3D, de la navigation GPS en 3D et une interface utilisateur en HTML 5 pour faciliter la personnalisation par les constructeurs. L'intégration d'informations en temps réel est également au rendez-vous, avec notamment les prix pratiqués dans les stations-services, les parkings, l'info-trafic (avec les images de webcams) et la météo.
Garmin a soigné l'intégration. Ainsi, le système avertit le conducteur lorsque le niveau de carburant est bas et indique automatiquement les stations-services présentes sur le parcours. Autre exemple : en combinant les informations de navigation et l'agenda, le système embarqué saura si le conducteur est en retard pour son prochain rendez-vous, et lui proposera automatiquement de prévenir les personnes concernées pour les en informer. Cela est rendu possible par l'intégration du smartphone (par Bluetooth) et un portail en ligne K2. Lequel peut accéder au contenu du mobile (SMS, e-mails, agenda, musique).

Ford et l'usine virtuelle

Dès 1997, Ford a été le premier constructeur automobile à planifier l’assemblage de véhicules dans différentes usines du monde par simulation numérique. Cette simulation fait désormais partie intégrante des procédures appliquées pour les nouveaux modèles. Cette méthode permet de simuler et d’analyser toutes les phases de construction d'un véhicule avec pour objectifs une réduction des coûts et une amélioration de la qualité. Grâce à la simulation d’assemblage final utilisée aujourd’hui, Ford va bien au-delà d’une simple planification des séquences de montage. Il est possible d'assembler pièce par pièce des véhicules entiers dans un espace virtuel, comme un gigantesque puzzle, et ainsi analyser la fabrication dans ses moindres détails.
  Concrètement, Ford fait appel à des caméras sophistiquées pour filmer et numériser ses usines réelles, puis créer des ateliers de montage tridimensionnels ultra-réalistes. Les scénarios de fabrication interactifs sont générés en réalité virtuelle 3D à partir de projecteurs spéciaux et en utilisant des écrans polarisants sensibles au mouvement. Il s’agit de simuler chacun des gestes accomplis au quotidien par les opérateurs de chaîne afin d’aider les ergonomistes de Ford à éliminer les postures pénibles et à optimiser les différentes étapes de l'assemblage.

L’employé virtuel (surnommé « Jack ») reproduit ainsi les gestes des hommes et des femmes qui travaillent sur les chaînes d’assemblage. Il teste et analyse en détail les procédures, y compris la liberté de mouvement des doigts des opérateurs dans un volume confiné. Pour aller plus loin, Ford envisage aussi de s’appuyer de plus en plus sur des véhicules en « réalité augmentée » afin de simuler des séquences de montage virtuelles. Ce dernier procédé présente l’énorme avantage de réduire les besoins en vrais prototypes de véhicules ou d’outillages à des fins d’évaluation, puisque les données de chaque pièce numérisée, chargées dans un espace de montage virtuel, permettent de simuler de bout en bout l’assemblage du véhicule.
À Cologne par exemple, Ford étudie les habitacles de ses modèles en cours de développement sur un dispositif baptisé CAVE (Cave Automatic Virtual Environment), qui met en œuvre des images 3D interactives avant de passer à la fabrication d’un prototype.

La robotique au service de la sécurité routière

A partir d'aujourd'hui et pendant trois jours, l'ANR (Agence Nationale de la Recherche) organise à Lyon un grand colloque sur les STIC (Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication). Il sera donc question de systèmes embarqués, de réseaux du futur, mais aussi de robotique avec notamment deux programmes qui visent à renforcer la sécurité routière en faisant appel à l'automatisme. Ils ont pour nom PERCOIVE (PERception COopérative Inter-Véhicules pour la sécurité routière) et RINAVEC (Reconnaissance d'Itinéraires et NAvigation en convoi de VEhicules Communicants).

Le premier projet, présenté par une équipe de jeunes chercheurs du laboratoire Heudiasyc – UMR CNRS 6599, vise à augmenter la sécurité à bord et autour d’un groupe de véhicules sur la route. L'idée est d'analyser l'évolution des paramètres de la dynamique du véhicule, en interaction avec l’environnement proche et les véhicules voisins. Plus précisément, il s’agit de faire appel à des capteurs embarqués (caméras, télémètres lasers, radar, récepteur GPS, système de cartes numériques) et de développer un réseau de communication pour partager les données avec plusieurs véhicules. L'objectif est d'anticiper avec des moyens techniques sur les dangers du réseau routier.

Le second projet vise à développer et évaluer des fonctions avancées de perception et de modélisation de l’Environnement, pour des véhicules évoluant en convoi sur un itinéraire inconnu a priori, en milieu ouvert (périurbain ou naturel). Le contexte applicatif concerne la navigation de convois humanitaires dans des zones de conflit ou accidentées, où pour diverses raisons (mines, autres véhicules ou personnes), la progression de tels convois est très difficile et dangereuse. L'idée est donc de rouler en convoi, avec un véhicule de tête qui modélise la trajectoire pour le groupe. Celui-ci construit une base en 3D avec des points fixes et indique les éventuels obstacles mobiles avec leur position et leur vitesse, le tout étant périodiquement envoyé aux autres véhicules. Pour éviter tout danger, les "suiveurs" doivent emprunter cette trajectoire, avec une déviation maximale de 10cm. Ce projet est proposé par trois partenaires : d'une part des équipes du LAAS -CNRS et du LASMEA , expertes dans les domaines Robotique Terrestre ou Véhicules Intelligents, et d'autre part, le département "Robotique et UAV" de Thales Optronique S. A. , réputé pour sa capacité à intégrer des systèmes robotiques.

Les outils virtuels révolutionnent la conception des Jaguar et des Land Rover

Dans une scène que l'on croirait sortie du film Minority Report de Steven Spielberg, Brian Waterfield, ingénieur en chef chez Jaguar Land Rover, arborant une paire de lunettes 3D, n'a qu'à brandir une baguette pour animer la silhouette virtuelle du Range Evoque. Comme par magie, le véhicule pivote sur un axe invisible, ce qui permet de voir chaque centimètre carré de sa carrosserie. Un coup de baguette vers l’avant et on se retrouve dans le coffre du véhicule. Une nouvelle rotation du véhicule et nous voici entre la transmission et la boîte de vitesses. Cette présentation virtuelle révèle non seulement la dynamique de ce nouveau véhicule, mais aussi la manière dont l’outil de réalité virtuelle et de conception assistée par ordinateur (CAO) de la société "The Cave" aide le constructeur à mieux concevoir ses produits.

Les ingénieurs et les designers du secteur automobile utilisent la CAO et les systèmes de réalité virtuelle depuis plusieurs dizaines d’années. La nouveauté, c'est le recours de plus en plus systématique à ces outils. Ainsi, la technologie a permis à Jaguar Land Rover d’augmenter de 40 % le rendement de son processus de développement de produits au cours des dix dernières années. Et l'impact s'en ressent sur les budgets. L’utilisation de la réalité virtuelle a considérablement réduit le nombre de prototypes et de modèles physiques, qui est passé de 250 à 130 (soit 50 % de réduction). La quantité d’argile et de maquettes de contrôle utilisée pour construire et concevoir des produits, et qui finissait à la décharge, a chuté également de plus de 25 %.

Les simulations par ordinateur permettent aux ingénieurs de visualiser des modèles de composants 3D grandeur nature, voire même le véhicule entier, bien avant que les pièces ne soient physiquement disponibles. Des images 3D en haute résolution permettent aux ingénieurs et aux designers de travailler sur les caractéristiques intérieures et extérieures de la voiture. Le système, qui utilise deux vidéoprojecteurs numériques Sony par écran pour afficher des images 3D d’une résolution quatre fois supérieure à celle d’un téléviseur HD, peut également rendre la carrosserie transparente afin de révéler les pièces et les systèmes qu’elle dissimule. Ce système permet également de modéliser des éléments externes susceptibles d’être introduits dans le véhicule et de s’assurer ainsi que des articles comme des sacs de golf peuvent entrer sans problème dans le coffre.

Jaguar Land Rover veut désormais amplifier son utilisation des outils de CAO et de réalité virtuelle. Des plans ont été élaborés pour créer une usine virtuelle de manière à ce que l’efficacité, l’ergonomie et les questions de garantie du processus d’assemblage puissent être entièrement évaluées. La société songe également à un simulateur de conduite incluant une interface homme-machine et en profitera pour produire des photos et des films HD réalistes pour soutenir le lancement des produits et les actions de marketing. Tiens toi bien Steven Spielberg.
« À l’avenir, dans le secteur automobile, la réalité virtuelle prendra une dimension tactile », annonce Brian Waterfield, ingénieur en chef chez JLR. « Elle permettra de toucher et sentir virtuellement – une technologie qui est déjà utilisée en médecine pour former les chirurgiens. »
Le but ultime est de créer une plateforme de fabrication virtuelle complète pour les modèles Range Rover et Land Rover, grâce à laquelle les véhicules seraient entièrement construits « sans outils », sans qu’aucun prototype physique n’ait besoin d’être construit.