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Labor für Fahrzeugmechatronik (G007)

Die Vernetzung von mechatronischen Systemen rund um das Fahrzeug und darüber hinaus sowie das Zusammenspiel der Bereiche Mechanik, Elektronik und Informatik stehen auch bei der Laborausstattung im Mittelpunkt. Highlights sind die Bereiche Fußgängerschutz, Fahrzeugsensorik & aktive Fahrzeugsicherheit sowie passive Fahrzeugsicherheit. Der Fokus liegt dabei in der Untersuchung und Entwicklung von unfallvermeidenden und unfallerkennenden mechatronischen Systemen sowie deren Testeinrichtungen und -verfahren.

Ziele und Idee

Ziel des Labors ist es, Studierenden den praktischen Einstieg in dem Forschungsbereichen der Mechatronik und speziell der Fahrzeugmechatronik zu ermöglichen. Dies wird durch die Verzahnung von Forschungs- und Lehraktivitäten sowie die modern ausgestattete Arbeitsplätze erreicht, die nicht nur für fortlaufende Praktika, Studentenprojekte und Abschlussarbeiten, sondern auch für interessante, angewandte Forschungsaktivitäten auch in Kooperationen mit internationalen Partneruniversitäten zur Verfügung stehen.Das Labor G007 ist eng mit dem Labor C020 sowie dem Forschungs- und Testzentrum CARISSMA verknüpft. Dies verstärkt die Verzahnung der Lehre mit der angewandten Forschung und ermöglicht so den Zugriff auf weitere Geräte und Testeinrichtungen (beispielsweise High Speed-Kameras, dGPS, etc.).

  1. Datenerfassungs-Messsysteme

Laborausstattung und Aktivitäten

Geräte und Funktion

Moderne ausgestattete Arbeitsplätze, Messsysteme und Gerätschaften sowie Auswerte- und Simulationssoftware sind Grundgerüst für erfolgreiches Studium bei Studierenden und ergebnisreichen Forschungsvorhaben bei Wissenschaftlern. Zusätzlich stehen modern ausgestattete Fahrzeuge wie BMW M5 und Audi Q7 für reale Fahrten und Experimente zur Verfügung.

Fahrzeugsicherheitstechnik:

  • Zug-Druck-Prüfmaschine Galdabini Quasar 50 (Untersuchungen von Material- und Komponenteneigenschaften sowie deren Körperschallentstehung)
  • Datenerfassungssysteme:
    - LLT24
    - LMS SCADAS 305
    - LTT 182 Transientenrecorder
  • Diverse Sensoren
    Impact-Generatoren:
    - Druckluft-Schussapparat für kleine Metallkugeln (Modalanalyse und Untersuchungen zur Körperschallausbreitung)
    - Pendel (verschiedenste Material- und Impact Versuche sowie Untersuchungen zur Körperschallentstehung und -ausbreitung)
    - Miniatur-Schlittenanlage für Crashversuche (verschiedenste Material- und Impact Versuche sowie Untersuchungen zur Körperschallentstehung und -ausbreitung)
  • Piezo-Shaker (bis 40 kHz) (Modalanalyse und Untersuchungen zur Körperschallausbreitung sowie von visko-elastischen Absorbern
  • X-Sense Kompaktsystem
  • Fußgängerdummy mit menschlichen Bewegungen (THI-Eigenentwicklung)
  • DGPS-Inertialmessystem ADMA-G eco+
  • Regensimulator (mit Wetterstation) zur Erzeugung von natürlichen Störeinflüssen
  • Radartrainer
  • Modellfahrzeuge mit Lernfähigkeiten zu autonomem Fahren
  • Steuermechanismen zur Längs- und Querdynamik für selbstfahrende Manöver   

Fahrzeugmesstechnik / Fahrdynamik:

  • Vier-Säulen Hebebühne
  • Fahrwerkmesssystem / Achsmessgerät
  • Fahrdynamikmesssystem (Längs- und Querdynamik)
  • Mobiler Rollenprüfstand
  • Busmesstechnik
  • MiL-, SiL-, HiL-Prüfstand
  • Fahrsimulator (statisch) basierend auf CarMaker
  • Rapid Prototyping System dSPACE MicroAutoBox
  • Simulationsdatenmanagement-Server

Geräte und Funktion

Moderne ausgestattete Arbeitsplätze, Messsysteme und Gerätschaften sowie Auswerte- und Simulationssoftware sind Grundgerüst für erfolgreiches Studium bei Studierenden und ergebnisreichen Forschungsvorhaben bei Wissenschaftlern. Zusätzlich stehen modern ausgestattete Fahrzeuge wie BMW M5 und Audi Q7 für reale Fahrten und Experimente zur Verfügung.

Fahrzeugsicherheitstechnik:

  • Zug-Druck-Prüfmaschine Galdabini Quasar 50 (Untersuchungen von Material- und Komponenteneigenschaften sowie deren Körperschallentstehung)
  • Datenerfassungssysteme:
    - LLT24
    - LMS SCADAS 305
    - LTT 182 Transientenrecorder
  • Diverse Sensoren
    Impact-Generatoren:
    - Druckluft-Schussapparat für kleine Metallkugeln (Modalanalyse und Untersuchungen zur Körperschallausbreitung)
    - Pendel (verschiedenste Material- und Impact Versuche sowie Untersuchungen zur Körperschallentstehung und -ausbreitung)
    - Miniatur-Schlittenanlage für Crashversuche (verschiedenste Material- und Impact Versuche sowie Untersuchungen zur Körperschallentstehung und -ausbreitung)
  • Piezo-Shaker (bis 40 kHz) (Modalanalyse und Untersuchungen zur Körperschallausbreitung sowie von visko-elastischen Absorbern
  • X-Sense Kompaktsystem
  • Fußgängerdummy mit menschlichen Bewegungen (THI-Eigenentwicklung)
  • DGPS-Inertialmessystem ADMA-G eco+
  • Regensimulator (mit Wetterstation) zur Erzeugung von natürlichen Störeinflüssen
  • Radartrainer
  • Modellfahrzeuge mit Lernfähigkeiten zu autonomem Fahren
  • Steuermechanismen zur Längs- und Querdynamik für selbstfahrende Manöver   

Fahrzeugmesstechnik / Fahrdynamik:

  • Vier-Säulen Hebebühne
  • Fahrwerkmesssystem / Achsmessgerät
  • Fahrdynamikmesssystem (Längs- und Querdynamik)
  • Mobiler Rollenprüfstand
  • Busmesstechnik
  • MiL-, SiL-, HiL-Prüfstand
  • Fahrsimulator (statisch) basierend auf CarMaker
  • Rapid Prototyping System dSPACE MicroAutoBox
  • Simulationsdatenmanagement-Server

Software

  • ADTF – Auswertesoftware
  • Fahrdynamiksimulation IPG CarMaker
  • Antriebsstrangsimulation AVL Cruise MADYMO – Insassenbewegungssimulation
  • Grundausstattung von Softwareprogrammen wie: Catia, Matlab, Ansys, dSpace, etc. 

Lehrveranstaltungen

Im Labor stehen ausreichende Arbeitsplätze für Studierende zur Verfügung. Im Winter- wie im Sommersemester werden regelmäßig Praktika und Studentenprojekte für Studiengänge der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik, und auch der Fakultät Maschinenbau durchgeführt. Dabei werden verschiedenste Fragestellungen aus dem Themengebiet der Mechatronik im Kontext von Fahrzeugsicherheit, Fahrzeugmesstechnik und Mess- und Datenanalyse bearbeitet.
Zahlreiche Praktikanten und Abschlussarbeiten, auch aus internationalen Partneruniversitäten werden pro Semester direkt im Labor und in diesen Themengebieten betreut und absolviert.
Mögliche Lehrveranstaltungen:
Kennenlernen von diversen GPS-Messungen (Single Position, Code-Differential Position, RTK Position, Geschwindigkeit, Zeit)

  • Kennenlernen von diversen Standardprotokollen (NMEA, RTCM, …). Arbeiten mit Rohdaten vom GPS Receiver und RTKLIB denkbar
  • Grundlagen der Körperschallentstehung und Ausbreitung in verschiedenen Materialien und deren praktische Anwendung für die Crasherkennung
  • Grundlagen der Crasherkennung auf Basis von
    - Körperschall
    - Beschleunigungen
    - Komplexen Deformationsanalysen [z. B. iCMS mit CFK]
    - Vorausschauender Sensorik (Kameras, Lidar, Radar)
    - Fahrzeugkommunikation und GPS
  • Inertialbasierte Positionsbestimmung und Sensordatenfusion
  • Vibrationen, deren Unterdrückung mittels viskoelastischer Absorber sowie deren Anwendung zur Verbesserung von Sensor- und Testsystemen
  • Sensor Technology and Signal Processing

Forschung

Die Forschungsaktivitäten im Bereich des Labors Mechatronik (G007) orientieren sich an der Forschungsprogrammatik des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA. In verschiedenen Arbeitsgruppen wird an der übergreifenden Aufgabe gearbeitet mit innovativen Entwicklungen und neuen Ansätzen einen Beitrag zum Fernziel von null Verkehrstoten zu leisten. Dabei gilt es sowohl die aktive (Unfallvermeidung) wie die passive (Unfallfolgenminderung) Sicherheit weiter zu erhöhen, als auch deren Zusammenspiel in integralen Sicherheitssystemen zu erforschen. Mithilfe des bionischen Prinzips sollen durch neue Sensortechnologien sowie über die Vernetzung mit anderen Systemen die Sinne nachgebildet werden, die es dem Menschen ermöglichen, Gefahren aus der Umgebung zu erkennen und abzuwenden. Bezogen auf das Fahrzeug bedeutet dies, Unfälle zu fühlen (z. B. Druckmesssystem PTS, Beschleunigungs- und Drehratensensoren), zu hören (Crash Impact Sound Sensing), zu sehen (Radar, Kamera) und zu kommunizieren (WLAN, Mobilfunk, LTE). Diese Innovationskraft war nicht zuletzt ausschlaggebend dafür, dass der Wissenschaftsrat am 2. Juli 2010 dem Bau des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA (Center of Automotive Research on Integrated Safety Systems and Measurement Area) zugestimmt hat.

Software

  • ADTF – Auswertesoftware
  • Fahrdynamiksimulation IPG CarMaker
  • Antriebsstrangsimulation AVL Cruise MADYMO – Insassenbewegungssimulation
  • Grundausstattung von Softwareprogrammen wie: Catia, Matlab, Ansys, dSpace, etc. 

Lehrveranstaltungen

Im Labor stehen ausreichende Arbeitsplätze für Studierende zur Verfügung. Im Winter- wie im Sommersemester werden regelmäßig Praktika und Studentenprojekte für Studiengänge der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik, und auch der Fakultät Maschinenbau durchgeführt. Dabei werden verschiedenste Fragestellungen aus dem Themengebiet der Mechatronik im Kontext von Fahrzeugsicherheit, Fahrzeugmesstechnik und Mess- und Datenanalyse bearbeitet.
Zahlreiche Praktikanten und Abschlussarbeiten, auch aus internationalen Partneruniversitäten werden pro Semester direkt im Labor und in diesen Themengebieten betreut und absolviert.
Mögliche Lehrveranstaltungen:

  • Kennenlernen von diversen GPS-Messungen (Single Position, Code-Differential Position, RTK Position, Geschwindigkeit, Zeit)
  • Kennenlernen von diversen Standardprotokollen (NMEA, RTCM, …). Arbeiten mit Rohdaten vom GPS Receiver und RTKLIB denkbar
  • Grundlagen der Körperschallentstehung und Ausbreitung in verschiedenen Materialien und deren praktische Anwendung für die Crasherkennung
  • Grundlagen der Crasherkennung auf Basis von
    - Körperschall
    - Beschleunigungen
    - Komplexen Deformationsanalysen [z. B. iCMS mit CFK]
    - Vorausschauender Sensorik (Kameras, Lidar, Radar)
    - Fahrzeugkommunikation und GPS
  • Inertialbasierte Positionsbestimmung und Sensordatenfusion
  • Vibrationen, deren Unterdrückung mittels viskoelastischer Absorber sowie deren Anwendung zur Verbesserung von Sensor- und Testsystemen
  • Sensor Technology and Signal Processing

Forschung

Die Forschungsaktivitäten im Bereich des Labors Mechatronik (G007) orientieren sich an der Forschungsprogrammatik des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA. In verschiedenen Arbeitsgruppen wird an der übergreifenden Aufgabe gearbeitet mit innovativen Entwicklungen und neuen Ansätzen einen Beitrag zum Fernziel von null Verkehrstoten zu leisten. Dabei gilt es sowohl die aktive (Unfallvermeidung) wie die passive (Unfallfolgenminderung) Sicherheit weiter zu erhöhen, als auch deren Zusammenspiel in integralen Sicherheitssystemen zu erforschen. Mithilfe des bionischen Prinzips sollen durch neue Sensortechnologien sowie über die Vernetzung mit anderen Systemen die Sinne nachgebildet werden, die es dem Menschen ermöglichen, Gefahren aus der Umgebung zu erkennen und abzuwenden. Bezogen auf das Fahrzeug bedeutet dies, Unfälle zu fühlen (z. B. Druckmesssystem PTS, Beschleunigungs- und Drehratensensoren), zu hören (Crash Impact Sound Sensing), zu sehen (Radar, Kamera) und zu kommunizieren (WLAN, Mobilfunk, LTE). Diese Innovationskraft war nicht zuletzt ausschlaggebend dafür, dass der Wissenschaftsrat am 2. Juli 2010 dem Bau des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA (Center of Automotive Research on Integrated Safety Systems and Measurement Area) zugestimmt hat.

Laborleitung

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