Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Interaktiver Simulator für Fahrzeuglenker

04.03.2014

Energieeffizienz, Betriebssicherheit oder Lebensdauer: Das Verhalten des Fahrers hat großen Einfluss auf ein Fahrzeug. Forscher haben einen Fahrsimulator entwickelt, der den »Faktor Mensch« für Entwicklungsingenieure berechenbarer machen soll.

Simulationen sind in der Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie ein wichtiges Entwicklungswerkzeug – denn sie erlauben einen Blick in die Zukunft: Mit ihrer Hilfe lassen sich Eigenschaften von Fahrzeugkomponenten wie etwa Unfallverhalten, Zuverlässigkeit oder Energieeffizienz untersuchen, bevor das erste Bauteil gefertigt wird.

Fahrzeugsimulator des Fraunhofer-Institits für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Der Fahrzeugsimulator des Fraunhofer-Institits für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM hat 18 Kameras, die ihre Bilder auf eine riesige Kuppel projizieren. Die Fahrerkabine kann nahezu jede Fahrsituation simulieren. © Fraunhofer ITWM

Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, müssen jedoch alle Einflüsse, denen das Fahrzeug im späteren Betrieb ausgesetzt ist, berücksichtigt werden – auch die des Menschen.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern haben mit RODOS (Robot based driving and operation simulator) einen interaktiven Fahrsimulator entwickelt, mit dem sich auch das Zusammenspiel zwischen Mensch und Fahrzeug realitätsnah analysieren lässt.

»Das Fahrerverhalten ist eine entscheidende Einflussgröße, die oft noch unzureichend in den Rechenmodellen berücksichtigt wird«, so Dr. Klaus Dreßler vom ITWM. Zwar gibt es Algorithmen, die den »Faktor Mensch« in der Simulation nachstellen sollen – doch diese werden der Komplexität des menschlichen Verhaltens nicht gerecht. D

ie Forscher am ITWM setzen daher auf das Konzept der hybriden Simulation. Das bedeutet, ein realer Mensch agiert innerhalb einer Simulationsumgebung – ein bekanntes Beispiel dafür sind Flugsimulatoren, in denen Piloten regelmäßig Extremsituationen üben. In der Automobil- und Nutzfahrzeugbranche verfügen bislang nur wenige Hersteller über derartige Anlagen, deren Entwicklung sehr aufwändig und teuer ist.

Riesiger Greifarm simuliert Bremsvorgänge und Kurven

Der Anlagenaufbau am ITWM besteht aus einer realen Fahrzeugkabine, in der die Testperson wie gewohnt Lenkrad, Gas oder Bremse bedienen kann. Die Fahrerkabine ist mit einem 6-achsigen Robotersystem verbunden, das wie ein riesiger Greifarm aussieht und durch Kippen oder Drehen Beschleunigungen, Bremsvorgänge oder das Fahren enger Kurven simulieren kann. »Mit unserem Roboter haben wir dabei einen viel größeren Bewegungsspielraum als mit heute üblicherweise eingesetzten Kinematik-Systemen. Gleichzeitig ist der Platzbedarf sehr gering«, so Projektleiter Michael Kleer.

Damit die Testperson sich authentisch verhält, muss sie das Gefühl haben, sich tatsächlich in einem fahrenden Auto zu befinden. Passen die Bewegungen des Simulators dabei nicht mit den visuellen Eindrücken zusammen, beeinflusst das nicht nur die Reaktion, sondern kann sogar zu Symptomen wie Schwindel und Übelkeit führen: Die Simulatorkrankheit wird wie die Reise- oder Seekrankheit durch widersprüchliche Sinneswahrnehmungen ausgelöst. »Um solche unangenehmen Begleiterscheinungen zu verhindern, entwickeln wir unsere Motion-Cueing-Algorithmen, welche die Steuersignale für den Roboter generieren, zusammen mit Kognitionsforschern«, erklärt Dreßler. Auf Grundlage dieses interdisziplinären Wissens lassen sich die Simulatorbewegungen so optimieren, dass sie von der Testperson als sehr natürlich wahrgenommen werden. Gleichzeitig sorgt ein riesiger Projektionsdom dafür, dass auch visuell der Eindruck einer realen Fahrt entsteht. 18 Projektoren ermöglichen situationsbezogen eine optimale Rundumsicht. »Man kann sich das ungefähr vorstellen wie in einem IMAX-Kino«, so Dreßler.

Fahrsimulationen, die auch menschliche Einwirkungen auf ein Fahrzeug berücksichtigen, dürften künftig an Bedeutung gewinnen: Allein durch die steigende Zahl an Assistenzsystemen wird die Mensch-Maschine-Schnittstelle im Automobil immer bedeutsamer. Die Anforderungen an eine Simulation werden dabei zusehends spezifischer. »Darin liegt ein weiterer Vorteil unseres Konzepts: Alle Algorithmen sind Eigenentwicklungen – wir können die einzelnen Parameter deshalb auch an projektspezifische Fragestellungen anpassen«, sagt Kleer.

Die Simulationsanlage am ITWM ist bereits in Betrieb – derzeit laufen dort zwei Projekte in Zusammenarbeit mit der Volvo Construction Equipment. Die Forscher zeigen die Technologie vom 7. bis 11. April auf der Hannover Messe am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand Digital Factory (Halle 7, Stand B10).

Dr. Klaus Dreßler | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Maerz/interaktiver-simulator.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Leuchtende Mikropartikel unter Extrembedingungen
28.02.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren
22.02.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften