Eine wichtige Aufgabe in der Fahrwerkskonstruktion ist die Überprüfung und Optimierung von statischen und dynamischen Fahrwerksparametern. Die Bestimmung der Radbewegung an einem fahrenden Fahrzeug wurde bisher meist mit mechanischen Systemen bewerkstelligt. Die optischen Ansätze lieferten im allgemeinen nur unvollständige Informationen wie z.B. Spur und Sturz ohne Achskoordinaten. Das hier vorgestellte WheelWatch-System ist in der Lage, alle sechs Freiheitsgrade der Radbewegung in absoluten Koordinaten im Fahrzeugkoordinatensystem zu messen. Das System besteht aus den Komponenten Beleuchtung, Kamera, FPGA-Bildverarbeitungshardware und Photogrammetriesoftware. Das System wird für die Messung am Fahrzeug befestigt und beobachtet das mit Signalmarken versehene Rad. Die Beleuchtung ist entscheidend für die Performance des Systems. Je kürzer die Lichtblitze sind, umso schnellere Bewegungsvorgänge können erfaßt werden. Gleichzeitig muß die Blitzenergie ausreichend sein. Das Beleuchtungssystem wurde speziell für retroreflektierende Signalmarken entworfen, deren Oberflächen aus kleinen Glaskügelchen von ca. 100 Mikrometer Durchmesser bestehen und das Licht mit einem Öffnungswinkel von wenigen Grad in die Einfallsrichtung zurückstrahlen. Die Ringbeleuchtung wurde mit Hochleistungs-LEDs realisiert. Als Kamera dient eine kommerziell verfügbare CMOS-Kamera. Bei der Bildverarbeitung stehen mit der FPGA-Programmierung - im Gegensatz zu einer Softwarelösung - mehr Methoden der Durchsatzerhöhung zur Verfügung. Im speziellen sind das die Parallelisierung von Prozessen und die Pipelineverarbeitung. Das Datenflussschema und der Aufbau der Photogrammetrie werden beschrieben. Das System ist für 150 Messungen pro Sekunde bei einer räumlichen Genauigkeit von 0,1 mm für die Position und 0,1 Grad für die Orientierung ausgelegt. Der Messbetrieb mit der Signalisierung, Kalibrierung und Durchführung einer Messung wird dargestellt. Praktische Betriebserfahrungen liegen noch nicht vor.
WheelWatch - Berührungslose Hochgeschwindigkeitsmessung der Radbewegung am fahrenden Fahrzeug
Non contacting high speed measurement of the wheel position on a driving vehicle
2004
11 Seiten, 4 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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