Fahrbahnsimulation

Hightech-Scanner digitalisiert jetzt auch Offroad-Strecken

20.08.2008 | Redakteur: Thomas Kuther

3D-Track ist ein Verfahren zum Vermessen von Fahrbahnoberflächen zur Erzeugung von virtuellen 3D-Strecken, z. B. für Simulationen oder zur Ermittlung von Streckencharakteristiken
3D-Track ist ein Verfahren zum Vermessen von Fahrbahnoberflächen zur Erzeugung von virtuellen 3D-Strecken, z. B. für Simulationen oder zur Ermittlung von Streckencharakteristiken

Welchen Komfort der Autofahrer am Steuer empfindet und welche Charakteristik ein Kraftfahrzeug prägt, hängt mit von der Abstimmung des Fahrwerks und der Reifen ab. Um das Fahrzeugverhalten entsprechend vorhersagen und optimieren zu können, greifen Konstrukteure und Entwickler immer häufiger auf Computersimulationen zurück. TÜV SÜD Automotive betreibt mit dem so genannten „3D-Track“ ein Messsystem, das die notwendigen Streckendaten präzise liefert.

Bei den Simulationsberechnungen zur Optimierung im Fahrwerksbereich oder bei der Verbesserung von Reifen sind die Ingenieure auf verlässliche Daten von Fahrbahnoberflächen und -strukturen angewiesen. TÜV SÜD Automotive liefert mit dem 3D-Track-System realitätsnahe Daten. Das Profil der Straßenoberfläche wird dabei dreidimensional exakt vermessen und im erdfesten Koordinatensystem bereitgestellt. Und das auf einer einfachen Track-Breite von bis zu vier Metern, die durch Mehrfach-Scan noch zusätzlich erweitert werden kann. „Mit diesen Daten unterstützen wir aktiv die Ingenieure der Automobilindustrie und deren Zulieferer im Entwicklungsprozess“, erklärt Steffen Witschaß, Produktmanager 3D-Track von TÜV SÜD Automotive.

Interessierte Nutz- und Geländefahrzeughersteller

Die Spezialisten von TÜV SÜD haben in den vergangenen Jahren für zahlreiche große OEMs in Europa Komfortstrecken im öffentlichen Straßenverkehr vermessen und zudem zahlreiche Testgelände. Die zweite Generation des 3D-Track-Systems ermöglicht neben der Erfassung „normaler“ Straßenprofile nun auch die Digitalisierung von Schlechtweg- bis hin zu Offroad-Strecken. „Speziell Nutz- und Geländefahrzeughersteller zeigen hier großes Interesse“, sagt Witschaß. Neben industriellen Nutzern wie Fahrzeug- und Reifenherstellern, System- und Komponentenlieferanten profitiert auch die Welt des Motorsports von der 3D-Track-Technik – im Speziellen sind dies Streckenbetreiber oder Rennställe mit ihren Simulations- und Messteams. Die Vermessung des Nürburgring, so Witschaß, wird derzeit exklusiv von TÜV SÜD Automotive durchgeführt.

Tausende Aufnahmen pro Minute

Das 3D-Track-System besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: einem Laser-Lichtschnitt-System, einer Inertial-Plattform (IMU, Inertial Measurement Unit) und einem DGPS (Differential Global Positioning System, GPS mit Zentimetergenauigkeit). Das Laser-Lichtschnitt-System erzeugt – quer zur Fahrtrichtung – eine durchgehende Linie auf der Straßenoberfläche. Zwei Kameras bilden mit Tausenden von Aufnahmen pro Sekunde diese Linie als Höhenprofil mit einer relativen Genauigkeit von besser als 1 mm fortwährend in digitaler Form ab. Es entsteht quasi ein „Schnittprofil-Teppich“. Da das Messfahrzeug während der Aufnahmen bewegt wird, müssen die exakten Lagewinkel und die Position des Messaufbaus permanent erfasst und bei der späteren Generierung der virtuellen Streckendaten entsprechend berücksichtigt werden – dies geschieht über die so genannte Intertial-Plattform. Mit Hilfe des DGPS wird sichergestellt, dass die durch das Inertialmesssystem ermittelte Position im Weltkoordinatensystem bis auf wenige Zentimeter genau bestimmt werden kann.

Erfassung im rollenden Verkehr möglich

Damit sind Messungen bis zu einer Geschwindigkeit von 80 km/h möglich. Witschaß: „Für eine Digitalisierung sind Streckensperrungen, wie sie von herkömmlichen, statischen Messverfahren bekannt sind, nicht notwendig. Messungen auf öffentlichen Straßen – auch auf Autobahnen – können im rollenden Verkehr durchgeführt werden.“ Die Daten dienen übrigens nicht nur der Fahrkomfortsimulation und der Betriebsfestigkeitssimulation bei Fahrzeugen, sondern können auch bei der Abnahme von Neubaustrecken und beim Aufspüren von Aquaplaning-Gefahren zum Einsatz kommen.

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