Im Rahmen dieser Arbeit ist ausgehend von den physikalischen Grundlagen ein Algorithmus für die Rekonstruktion von Bewegungen aus gemessenen Beschleunigungen und Drehraten hergeleitet worden. Zur Messung der Beschleunigungen und Drehraten wurden geeignete miniaturisierte Inertialsensoren ausgewählt, genau spezifiziert und mit ihnen zwei Sensorsystemtypen inklusive Datenrekorder entwickelt. Da die Leistungsfähigkeit der Sensoren im Auslieferungszustand nicht den Anforderungen genügt, wurden zusätzlich auch entsprechende Kalibrierverfahren und -vorrichtungen entwickelt. Der Mehraufwand in der Versuchsdurchführung beschränkt sich auf eine geringe Erhöhung der Anzahl der taktilen Messpunkte durch die Sensorsysteme. Zur Gewinnung der Anfangsbedingung wird die Photogrammetrie nicht benötigt, vielmehr kann die Anfangsbedingung mit Randbedingungen aus der Anschleppphase abgeleitet werden. Die Inertialmesstechnik ergänzt die bestehende Messtechnik, indem sie präzise Informationen über hochdynamische Bewegungen, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Drehraten liefert. Diese Informationen vergrößern den Erkenntnisgewinn aus Crashversuchen und ermöglichen auf diese Weise eine Weiterentwicklung der Simulationsmodelle und letztendlich eine weitere Verbesserung der Crashsicherheit von Fahrzeugen bei verkürzten Entwicklungszeiten. Die nächsten Schritte zielen auf eine bessere Integration der Inertialmesstechnik in die konventionelle Messtechnik und eine weitere Reduktion des Aufwandes ab. So existiert bereits der Prototyp eines FPGA-basierten Datenrekorders, der sich durch eine Netzwerkschnittstelle in die bestehende Messtechnik der Automobilindustrie integrieren lässt. Die taktilen Vermessungen könnten durch Fotografien ersetzt werden, die sich noch an Ort und Stelle des Crashversuches aufnehmen ließen. Auf diese Weise könnten auch nachträgliche Deformationen der Karosserie ausgeschlossen werden, welche die taktile Nachvermessung verfälschen. Eine weitere unmittelbare Anwendung ist die Ausstattung von im Fahrzeug montierten Hochgeschwindigkeitsfilmkameras mit Inertialmesssystemen. Mit diesen können die Auswirkungen von hohen Beschleunigungen auf die Kameras kompensiert werden. Solche hybriden Messsysteme würden die Vorteile beider Konzepte miteinander verschmelzen.
3D-Inertial-Messsysteme für Karosserie-Bewegungsanalysen in Kraftfahrzeug-Crashtests
2012
134 Seiten, Bilder, Tabellen, 128 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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