Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Virtuelle Fahrzeugentwicklung: Reale Umweltdaten in Echtzeit für Simulationen nutzen

01.04.2016

Um Fahrzeuge am Computer zu entwickeln, benötigt man genaue Daten unterschiedlicher Umwelteinflüsse. Nur so können die Entwickler wie in echten Autos testen. Fraunhofer-Forscher zeigen auf der Hannover Messe ein System, das reale Daten bei normaler Fahrgeschwindigkeit mit Laserscannern sammelt und in Echtzeit als Fein- oder Grobdaten für 3D-Fahrzeugsimulationen aufbereitet – schnell und günstig (Halle 7, Stand E11).

Heute arbeiten bei den großen Autobauern Abteilungen, die in der virtuellen Produktentwicklung simulationsgestützt Fahrzeuge entwickeln. Dort werden physikalische Eigenschaften der Autos im Voraus berechnet – mit dem Ziel, die jahrelangen Erprobungsschleifen mit realen Testfahrzeugen erheblich zu verkürzen.


© Foto Fraunhofer ITWM

Die virtuelle Fahrzeugentwicklung wird immer bedeutender. Fraunhofer-Forscher bieten ein System an, das realistische Umwelteinflüsse wie Straßenbelag, Wetter und Fahrmanöver in Fahrsimulationen berücksichtigt.

Das macht man zum Beispiel bei passiver Sicherheit, Akustik, Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit oder Energieeffizienz, Verbrauch und Emissionen. Aktuell lassen sich die Fahrzeuge selbst sehr gut am Rechner modellieren, aber nicht die Umwelteinflüsse, die während der Fahrt auf sie einwirken, obwohl Straßenbelag, Wetter oder Fahrmanöver wesentlichen Einfluss auf die Fahrzeugentwicklung haben. Die Experten arbeiten oft mit Annahmen statt mit realen Daten.

Denn diese zu ermitteln und für Simulationen nutzbar zu machen, ist aufwändig und teuer. »Wir arbeiten schon seit Jahren eng mit Automobil- und Nutzfahrzeugherstellern zusammen, haben diesen Bedarf erkannt und uns zur Aufgabe gemacht, günstige Lösungen für die Simulation der Umwelteinflüsse zu entwickeln«, sagt Dr. Klaus Dreßler vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern.

Big-Data-Know-how zähmt große Datenmengen

Auf der Hannover Messe 2016 stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein System vor, das aus einem Messfahrzeug, einer geo-referenzierten Datenbank und einem Fahrzeugsimulator besteht (Halle 7, Stand E11). Das Messfahrzeug REDAR (Road & Environmental Data Acquisition Rover) sammelt bei normaler Fahrgeschwindigkeit mit zwei 360-Grad-Laserscannern enorme Datenmengen seiner Umgebung. »Wir sprechen von Punktwolken.

Das heißt, zu jeder 3D-Koordinate liegen uns Informationen vor«, sagt Dreßler. Den ITWM-Forschern ist es gelungen, die Terabyte großen Datenmassen so aufzubereiten, dass sie in Echtzeit in interaktiven 3D-Fahrsimulationen genutzt werden können. »Das Datenvolumen ist so groß, dass die Daten nicht einfach in den Speicher eines Rechnersystems eingespeist werden können. Wir haben deshalb ein Out-of-core-Verfahren entwickelt, um nur die Daten zu verarbeiten, die zur Laufzeit im Simulator notwendig sind.«

REDAR nimmt rechts und links die Gebäudefronten, vorne und hinten die Straße in einer Distanz von 200 Metern auf. Das Straßenprofil scannt das Messfahrzeug mit einer Auflösung von unter einem halben Zentimeter. Eine Inertialplattform rechnet die Bewegung des Fahrzeugs während der Fahrt aus den Rohdaten der Laserscanner heraus, so dass diese objektiv von einer Software verarbeitet werden können. »Ein solch komplexes Messsystem aufzubauen und die Daten durch entsprechende Algorithmen konsistent aufzubereiten, waren dabei die größten Herausforderungen«, sagt Dreßler. Das Messfahrzeug ist seit 2015 im Einsatz und sammelt bereits Daten für einzelne Kundenprojekte.

Fein- mit Grobdaten verknüpfen

Der ITWM-eigene Fahrsimulator RODOS (Robot based Driving and Operation Simulator) verarbeitet die von REDAR gesammelten Messdaten. Er besteht aus einer Fahrzeugkabine, in der sich Lenkrad, Gas oder Bremse bedienen lassen. Die Fahrerkabine ist mit einem 6-achsigen Robotersystem verbunden, das Beschleunigungen, Bremsvorgänge oder das Fahren enger Kurven realistisch darstellen kann.

»Der Testfahrer bewegt sich durch eine virtuelle Welt, in die man sich bereits nach wenigen Minuten sehr gut hineinversetzt fühlt«, erklärt Dreßler. Die Simulationen werden mit Informationen aus dem Datenbanksystem Virtual Measurement Campaign (VMC) unterstützt. Dort ist das Straßennetz der Welt mit seiner Topographie, seinen Regularien, seinen Wetterinformationen und weiteren geo-referenzierten Daten hinterlegt. »Mit den Daten des Messfahrzeugs legen wir reale Feindaten über die Grobdaten von VMC. Beide Welten zu verknüpfen, ist ein wichtiger Schritt, um Erprobungsszenarien für die virtuelle Konstruktion straßengebundener Fahrzeuge zu entwickeln«, sagt Dreßler.

Am Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft auf der Hannover Messe zeigen die Forscher, wie die fein aufgelösten Daten von REDAR in die grob aufgelöste Welt der 3D-Fahrsimulationen eingespielt werden.

Ilka Blauth | Forschung Kompakt – Sonderausgabe Hannover Messe / 1.4.2016
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2016/april/reale-umweltdaten-in-echtzeit-fuer-simulationen-nutzen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Forscher decken die grundsätzliche Limitierung im Schlüsselmaterial für Festkörperbeleuchtung auf

Zum ersten Mal hat eine internationale Forschungsgruppe den Kernmechanismus aufgedeckt, der den Indium(In)-Einbau in Indium-Galliumnitrid ((In, Ga)N)-Dünnschichten begrenzt - dem Schlüsselmaterial für blaue Leuchtdioden (LED). Die Erhöhung des In-Gehalts in InGaN-Dünnschichten ist der übliche Ansatz, die Emission von III-Nitrid-basierten LEDs in Richtung des grünen und roten Bereiches des optischen Spektrums zu verschieben, welcher für die modernen RGB-LEDs notwendig ist. Die neuen Erkenntnisse beantworten die langjährige Forschungsfrage: Warum scheitert dieser klassische Ansatz, wenn wir versuchen, effiziente grüne und rote LEDs auf InGaN-Basis zu gewinnen?

Trotz der Fortschritte auf dem Gebiet der grünen LEDs und Laser gelang es den Forschern nicht, einen höheren Indium-Gehalt als 30% in den Dünnschichten zu...

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Enzym mit überraschender Doppelfunktion

24.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neuartiger hoch-produktiver Prozess für robuste Schichten auf flexiblen Materialien

24.01.2018 | Messenachrichten

Neuartiger Sensor zum Messen der elektrischen Feldstärke

24.01.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics