Die 3D-Bewegungsanalyse
Aufbau des Messsystems

Der Aufbau des Messsystems besteht im Wesentlichen aus zwei Kameras, welche auf
einer Carbon-Basis befestigt sind. Aus der Länge der Carbon-Basis und der verwendeten Brennweite der Objektive ergibt sich die minimale und maximale Größe des Messvolumens. Durch Veränderung dieser Beziehung wird das Messvolumen individuell auf das zu messende Objekt eingestellt.

Dies garantiert die maximale Genauigkeit und ein perfekt angepasstes Messsystem auf die jeweilige Prüfsituation. Die optische Zugänglichkeit, d.h. die Sicht zum Objekt, muss stets zur selben Zeit für beide Kameras gewährleistet sein.

Vor Messbeginn wird das System mit den aktuellen Parametern auf die konkreten Umgebungsbedingungen eingestellt und auf das Messobjekt fokussiert.

Die anschließende Kalibrierung bestimmt die Sensorkonfiguration. Dies bedeutet, dass der Abstand und die Orientierung der Kameras zueinander berechnet werden. Mit diesen zusätzlichen Informationen ist es der Software möglich aus den 2D-Kamerabildern die 3D-Koordinaten der Messpunkte zu bestimmen. Die Grundlage für die Berechnung bildet die Stereophotogrammetrie und die mathematische Definition des räumlichen Vorwärtsschnittes.

Zuschlagversuche in der
Automobilindustrie

In der Automobilindustrie werden Zuschlagversuche durchgeführt, um zu untersuchen, wie sich Fahrzeugtüren, Front- und Heckklappen unter verschiedenen realen Einflüssen verhalten.

Dabei geben punktuelle Messstellen den 3D-Bewegungsabaluf wieder. Aus diesem werden im Wesentlichen die folgenden drei Aspekte genau betrachtet:

  • Positionsabweichung zur Referenz
  • Geschwindigkeit
  • Beschleunigung

Über die Positionsabweichung zum geschlossenen Zustand kann analysiert werden, wie weit die Tür beim Schließvorgang durchschlägt und eventuell auf die Karosserie oder auf Anbauteile des Fahrzeuges trifft . Auch die Analyse der Scheiben auf ein Nachschwingen beim Zuschlagen der Türen ist ein typischer Anwendungsfall. Mit Hilfe der optischen 3D-Bewegungsanalyse können hier sehr schnell verschiedenste Konfigurationen des Fahrzeugs ohne ein Umbauen des Messgerätes erfasst werden.

Durch den dynamischen Messvorgang liefern die Messdaten außerdem Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte zu jedem einzelnen 3D-Punkt. Somit kann bei einem Zuschlag der Fahrzeugtüre ermittelt werden, mit welcher Geschwindigkeit die Tür oder Klappe auftrifft und wie stark sie abgebremst wird. Die kombinierte Erfassung von absoluten, relativen und differentiellen Werten für eine unbegrenzte Anzahl von Punkten in einem Messvorgang ist ein großer Vorteil der optischen 3D-Bewegungsanalyse im Vergleich zu anderen Messmitteln wie einzelnen Beschleunigungs- und Geschwindigkeitssensoren.

Auch in der Darstellung und Präsentation der Messergebnisse stehen viele Möglichkeiten zur Verfügung wie beispielsweise Diagramme, Videosequenzen und die kombinierte Darstellung von dynamisch gemessenen 3D-Punktewolken mit CAD-Daten.

Typische Parameter

  • Frequenz: 500 – 1000Hz
  • Messvolumen: 2,5m