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CAR LIGHT SIMULATOR
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Objectifs

Le schéma classique de développement d'un nouveau projecteur automobile passe par la fabrication de plusieurs prototypes physiques. Ces prototypes sont évalués au cours d'essais nocturnes, puis modifiés suite au jugement des essayeurs.

Plusieurs itérations longues et coûteuses de fabrication de prototypes sont ainsi nécessaires avant d'obtenir un projecteur conforme au cahier des charges.

L’objectif du simulateur d’éclairage est de réduire les coûts et les délais de développement d’un nouveau projecteur tout en améliorant sa qualité, en faisant appel aux techniques d’IAO et d’affichage immersif en temps réel.

Concept

Le Centre Technique de Simulation de Renault a développé un logiciel de simulation d'éclairage permettant de reproduire, en temps réel et avec une grande précision, l'aspect visuel d'un faisceau de projecteur en images de synthèse.

Ce logiciel, intégré à SCANeR© II (logiciel complet de simulation de conduite, également développé au sein du Centre Technique de Simulation), exploite des données photométriques et colorimétriques caractérisant le projecteur.

Ces données sont issues de mesures effectuées sur un projecteur existant ou de calculs réalisés sur des maquettes numériques CAO de projecteurs. Dans ce dernier cas, un projecteur peut être évalué avant même d'en avoir construit un prototype physique.

Installé au poste de conduite du simulateur, le conducteur évolue dans une scène virtuelle (par ex. la reproduction d'un circuit d'essai réel, mais aussi une piste de synthèse réunissant plusieurs zones caractéristiques).

A l'aide des commandes du véhicule, il peut activer ses feux de route, de croisement ou d'antibrouillard. Il peut également modifier en temps réel le type ou la version du projecteur simulé.

Une interface utilisateur permet à l'opérateur de modifier en temps réel divers paramètres d'intégration du projecteur (position, rabattement, écartement) ou sa couleur. Des mesures photométriques peuvent être prises en tout point de la route, sur une grille qui s'affiche au sol. Enfin, l'outil peut afficher des vues aériennes du circuit, permettant de mieux apprécier et comparer les caractéristiques des projecteurs (portée, largeur).

Validation

Le simulateur d'éclairage a été validé qualitativement et quantitativement par les experts du Bureau d'Étude Éclairage et Signalisation de Renault, Direction du Développement de l'Ingénierie Véhicule, par les essayeurs spécialistes de la fonction éclairage véhicules légers et véhicules poids lourds, ainsi que la société Valeo, fournisseur de projecteurs pour Renault.

Le simulateur d'éclairage est exploité depuis 1998 sur tous les projets véhicules Renault. Les gains sont estimés à plusieurs prototypes physiques par projet.

Simulation d'éblouissement

La simulation d’éblouissement consiste à modéliser le comportement de l’œil du conducteur lorsque celui-ci rencontre des véhicules venant à contresens (phénomènes de halos et adaptation visuelle).

Elle permet d’élargir l’étude des projecteurs automobiles et d’améliorer le réalisme visuel et comportemental du conducteur en simulation de conduite.

Éclairage intelligent

La simulation d’éclairage intelligent permet d’afficher des faisceaux lumineux qui s’adaptent à la situation de conduite. Par exemple, elle permet d’ajuster la répartition de lumière en fonction de la direction, de la vitesse du véhicule.

Cette prestation offre au conducteur une meilleure visibilité et une sécurité accrue lors des trajets de nuit.

Fiche technique

Le simulateur a permis une réduction significative des délais de développement, une amélioration de la qualité du produit grâce à la maîtrise totale de l'environnement d'essai, et une amélioration évidente des conditions de travail des essayeurs.

Simulation de brouillard

Simuler la présence de conditions météorologiques dégradée est un point essentiel dans la conception des projecteurs et l’ergonomie visuelle.

Le simulateur d’éclairage offre la possibilité de simuler en temps réel la présence de brouillard et ainsi, d’étudier la lumière des projecteurs rétro diffusée par les gouttelettes d’eau en suspension. Cette solution permet d’anticiper certains défauts de conception souvent détectés trop tard dans le cycle de développement.

  • Rendu visuel : PC Linux et Windows, cartes graphiques NVidia
  • API graphiques : Performer, OpenGL, Qt (IHM)
  • Fréquence d'images de 60 Hz (mono), 30 Hz (stéréo)
  • Champ visuel horizontal de 210°
 


  ENGLISH OBJECTIVES  

Usually, the development of a new car projector requires the manufacturing of several physical prototypes. These prototypes are assessed through night tests and then modified according to the assessment of lighting experts.

Several long and costly prototype production iterations are necessary before obtaining a projector compliant with the specifications.

The aim of the headlight simulator is to reduce development costs and delays for new projectors, while enhancing its quality, thanks to computer assisted engineering techniques and real time immersive display.

Concept

The Technical Centre for Simulation from Renault has developed a headlight simulation software able to render a high precision visual aspect of a light beam on the road in real-time, thanks to computer generated images.

This software, integrated in SCANeR©kII (a compre-hensive driving simulation software, also developed by the Technical Centre for Simulation), accepts photometrical and color data characterising the projector.

These data are resulting from measurements taken on existing projectors or from computations based on CAD projector models. Thus, a projector can be assessed even before having any physical prototype.

The driver is seated at the simulator driving station. He drives through a virtual environment (e.g. the reproduction of an actual test track or virtual test track synthesizing interesting road stretches). Using the vehicle commands, he/she can switch from low to high beam or fog lights. He/she can also modify in real-time the projector type or version.

A graphical user interface allows to modify in real-time projector parameters such as position, pitch or color. Photometrical measurements can be taken on any point of the road. A grid is displayed on the road for this purpose. Finally, a top view of the track can be displayed, for a better comparison of projector characteristics.

Validation

The simulator has undergone qualitative and quantitative validation carried out by lighting experts from Renault and Valeo (one of Renault’s projector suppliers).

The headlight simulator is in use since 1998 in all of Renault’s vehicle projects. Its benefits include costs savings related to reduction of prototypes for each project.

Blooming simulation

The blooming simulation consists in modeling the behavior of driver’s eye when meeting vehicles (phenomenon of haloes and visual adaptation). It allows to widen the study of the vehicle headlights and to improve the visual and behavior realism of the driver in driving simulation.

Intelligent lighting

Intelligent lighting simulation allows to show beams of light which adapt to driving situation. For example, it allows to adjust the distribution of light according to the steering, to the speed of the vehicle.

This performance offers to the driver a better visibility and a safety increased during night driving.

Technical sheet

The headlight simulator allowed a significant reduction of development time. An improved projector quality is made possible thanks to total control of the test environment. Working conditions of lighting experts are obviously also enhanced.

Fog simulation

To simulate meteorological conditions is an essential point in the design of projectors and the visual ergonomics.

The headlight simulator offers the possibility to simulate in real time the presence of fog and such, of studying the light retro diffused projectors by the droplets of water in suspension. This solution allows to anticipate conception defects often discovered too late in the cycle of development.

  • Visual : Linux and Windows PC, NVidia Graphics Boards
  • Graphical API : Performer, OpenGL, Qt (IHM)
  • Refresh rate : 60 Hz (mono) and 30 Hz (stereo)
  • Horizontal field of view : 210°