Optische Technologien aus niedersächsischen Hochschulen

OPTISCHE MESSTECHNIK UND SENSORIK 24 | 25
Dynamisch-optische 3D-Messverfahren für
die Fahrzeugsicherheit
Internationale Richtlinien stellen immer
neue Anforderungen an die Sicherheit von
Fahrzeugen. Die Einhaltung der höheren
Standards muss die Automobilindustrie
in Fahrzeugsicherheitsversuchen am dreidimensionalen
beschleunigten Objekt
nachweisen. Bei der hohen Dynamik dieser
Crashtests reicht die herkömmliche dreidimensionale
Messtechnik nicht mehr aus.
Am Institut für Angewandte Photogrammetrie
und Geoinformatik (IAPG) der Fachhochschule
Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven
haben Wissenschaftler deshalb
ein neues 3D-Messsystem und -verfahren
entwickelt, das bei den Kooperationspartnern
bereits als Prototyp im Einsatz ist.
Eine Kamera für 3D-Messtechnik
Um dreidimensionale Objekte erfassen zu
können, werden in der Regel zwei Bilder
benötigt. Für Aufnahmen von dynamischen
Sequenzen auf. Nicht ausreichend texturierte
Oberflächen werden künstlich mit
einem geeigneten Muster versehen. Für die
visuelle Analyse werden zum Beispiel Anaglyphenbilder
(Rot-Grün-Bilder) hergestellt.
Anschließend werden die Flächenverformungen
nach speziellen Verfahren ausgewertet.
Die entstehenden Oberflächenmodelle
und Auswertungsergebnisse erlauben
eine qualitative und quantitative Beurteilung
des Verformungsprozesses.
Prozessen, also von bewegten Objekten, sind
daher zwei zueinander versetzte Kameras
erforderlich, die jeweils zeitgleich ein Bild aufnehmen.
Das heißt in der Praxis, dass zwei
qualitativ hochwertige und entsprechend
Messsystem auf Basis der Strahlteilung
> Fachhochschule Oldenburg/
Ostfriesland/Wilhelmshaven
Institut für Angewandte
Photogrammetrie und
Geoinformatik (IAPG)
Ofener Str. 16/19
26121 Oldenburg
> Forschungsbereiche
Optische 3D-Messtechnik
Geoinformatik
> Kooperationspartner
Porsche AG
Volkswagen AG
teure Hochgeschwindigkeitskameras samt
zusätzlicher Synchronisationseinrichtungen
beschafft werden müssen.
An der Fachhochschule in Oldenburg wurde
daher ein Messsystem entwickelt, das mit nur
einer Kamera auskommt. Es basiert auf dem
Prinzip der Strahlteilung. Die gewünschten
Stereobilder erzeugt die Hochgeschwindigkeitskamera
mit Hilfe eines Spiegelvorsatzes.
Der Einsatz dieses Messprinzips bringt
erhebliche Vorteile mit sich: Es ermöglicht
die direkte 3D-Erfassung von Objekten und
ist für diverse Objektgrößen beliebig konfigurierbar.
Außerdem ist es nicht nur kostengünstig
und flexibel, sondern auch für
schwer zugängliche Messbereiche wie den
Fußraum im Auto geeignet.
Anwendungsgebiet
3D-Punktverfolgung
Entsprechend der Richtlinie für Fußgängerschutzversuche
des „European Enhanced
Vehicle-Safety Committee” (EEVC) haben
die Wissenschaftler des IAPG das Messsystem
speziell für einen Messbereich von
1200 mm x 1200 mm x 400 mm bei einer
Aufnahmeentfernung von 2 Metern konzipiert
und praxistauglich gebaut.
Prinzip eines Fahrzeugsicherheitsversuches
mit Dummy-Bein
Bei Crashversuchen zeichnet das Ein-Kamera-
Bahnkurven, sogenannte 3D-Trajektorien,
stellen die Bewegung des Dummy-Beines bei
einem Aufprall dreidimensional dar und geben
Aufschluss darüber, ob die Sicherheitsparameter
zum Schutz von Fußgängern eingehalten
werden. Das kalibrierte Messsystem mit
einer Basislänge von circa 300 Millimeter
arbeitet hierbei mit einer Genauigkeit bis
zu ± 0,5 Millimeter.
Anwendungsgebiet
Oberflächenerfassung
Bei Fahrzeugsicherheitsversuchen kann das
Ein-Kamera-Messsystem auch für die Aufnahme
und Messung dynamischer Flächenverformungen
zum Einsatz kommen. Wiederum
zeichnet eine Hochgeschwindigkeitskamera
Weinberger Visario g2 Hochgeschwindigkeitskamera
Die an der Fachhochschule entwickelten
Messverfahren und -systeme beschränken
sich nicht auf Fahrzeugsicherheitsversuche,
sondern eignen sich für zahlreiche weitere
Aufgaben, in denen schnelle Bewegungsvorgänge
und Deformationen dreidimensional
erfasst werden sollen.
> Ansprechpartner
Prof. Dr. Thomas Luhmann
Tel.: 0441.7708-3172
Fax: 0441.7708-3170
Mail: luhmann@fh-oldenburg.de
Web: www.fh-oow.de/institute/iapg/
Messsystem beispielsweise den Aufprall
eines Dummy-Beines auf ein Fahrzeug auf.
Die Beinattrappe ist mit definierten Punkten
gekennzeichnet, die in der Bildsequenz verfolgt
werden (3D-Tracking). Die entstehenden
Dipl.-Ing. Heidi Hastedt
Tel.: 0441.7708-3364
Fax: 0441.7708-3170
Mail: heidi.hastedt@fh-oldenburg.de
www.fh-oow.de/institute/iapg/
Mit Textur überlagertes Oberflächenmodell