Ziele und Idee

Wesentlicher Vorteil des Indoor-Betriebs sind die konstanten Umgebungsbedingungen. Insbesondere im Hinblick auf Auswirkungen von Störeinflüssen auf vorausschauende Fahrzeugsensorik lassen sich die Umgebungsbedingungen gezielt verändern (Beleuchtung, Regen, Nebel). Für den Test neuer kooperativer Sicherheitsfunktionen im Gesamtfahrzeug werden mehrere vernetzte Fahrrobotersysteme mit erweiterten Sicherheitsmechanismen zur Verfügung stehen. Zusätzlich soll im Rahmen eines integralen Testansatzes die Kombination aus Fahrversuch und Crash möglich sein. Dabei können die realen Fahrversuche durch Einspeisung von simulierten (Umfeld-)Sensordaten in das fahrende Gesamtfahrzeug bis hin zu einem virtuellen Crash verändert werden (Vehicle-in-the-Loop).

Ausstattung

Mit Hilfe der Regenanlage in der Indoor-Versuchshalle können realitätsgetreue Regenszenarien nachgestellt werden. Die Reproduzierbarkeit der Witterungsverhältnisse steht im Mittelpunkt des Aufbaus. Durch eine beregnete Fläche von ca. 250 m² können neben statischen Versuchen auch hochdynamische Sensor- und Fahrversuche realisiert werden. Die Regenstärke ist einstellbar und kann dem gewünschten Regenszenario angepasst werden. Die 50 m Länge der beregneten Fläche lassen eine Erforschung der Auswirkungen auf die Fahrzeugumfeldsensorik auch auf große Distanzen zu.
Mit spezieller Messtechnik wurde realer Regen vermessen, um Referenzwerte für die Auslegung der Regenanlage zu erhalten. Die Ergebnisse flossen in stetige Optimierungen der Anlagentechnik ein.
Neben dem Regeneffekt können ebenfalls die Auswirkungen von nassem Asphalt auf die Automotive Umfeldsensorik untersucht werden.
Die Anlage wird mit drei starken Wasserpumpen betrieben, die ein großflächiges Netz aus Rohren und Schläuchen speisen. Druckminderer werden benötigt, um homogene Regeneigenschaften über die komplette Fläche sicherzustellen. An den Kegeldüsen wird das mit Druck anliegende Wasser aufgefächert, sodass sich großflächig Wassertropfen bilden können.

Eine Vielfalt an Targets steht zur Verfügung, um verschiedenste Verkehrsszenarien nachzustellen. Die Targets können sowohl in statischen als auch hoch komplexen, dynamischen Versuchen eingesetzt werden. Dabei steht im Vordergrund, realistische Verhältnisse herzustellen, um beispielsweise das Verhalten von Sensoren zu erforschen.

  • Der Fußgängerdummy sieht nicht nur wie ein erwachsener Mensch aus, er verhält sich auch bei der Detektion mittels Radar- und Kamerasensoren wie ein Mensch. Die Beine können mittels Servomotoren eine Gehbewegung simulieren. Der Dummy lässt sich sowohl in aktiven als auch passiven Versuchen einsetzen, die er bis zu einer gewissen Kollisionsgeschwindigkeit unbeschadet übersteht. Auch der Kollisionspartner, z.B. ein autonom fahrendes Fahrzeug, wird durch die spezielle Bauweise des Dummys im Rahmen spezifizierter Versuche nicht beschädigt. Standardisierte Tests nach Euro NCAP lassen sich mit der Fußgängerattrappe realisieren.
  • Neben dem Fußgänger können die Forscher ebenso auf eine Fahrradfahrerattrappe zurückgreifen, die drehbar gelagerte Räder enthält. Im Querverkehrsszenario ist die Attrappe für Crashgeschwindigkeiten bis zu 60km/h ausgelegt. Im Bereich der Radar-/Kamerasensorik verhält sich das Target ähnlich seinem realen Vorbild.
  • Das Fahrzeugtarget kann ebenfalls für Fahr- als auch Sensorikversuche genutzt werden. Durch die crashtaugliche Bauweise können Kollisionen bis zu 65 km/h stattfinden. Innerhalb von 2 Minuten lässt sich das Target mit 2 Personen nach einem Crash wieder zusammenbauen. Die Crashtauglichkeit verhindert während aktiver Fahrversuche teure Blechschäden sowohl am Fahrzeug als auch an den Kollisionspartnern. Eine mehrfache Verwendung ohne Beschädigung der Hardware ist damit sichergestellt.
  • Das Euro NCAP Vehicle Target erfüllt die neuesten Bestimmungen gemäß EURO NCAP und IIHS. Dieses kann beispielsweise verwendet werden, um Notbremssysteme zu testen.  Das Target wird ebenfalls von gängigen Sensoren erkannt.


Für Crashversuche steht den Forschern eine hochmoderne Seilzug-Crashanlage inklusive Filmgrube zur Verfügung, mit der Fahrzeuge mit einem Gewicht von bis zu 3 Tonnen auf 65 km/h beschleunigt werden können. Damit ist die Durchführung gängiger Crashversuche nach EURO NCAP (z. B. Offset Aufprall, Small Overlap, RCAR Frontaufprall, Pfahlaufprall) möglich. Mit Hilfe des ebenfalls verfügbaren Barrierewagens können auch Komponententests einzelner Crashstrukturen durchgeführt werden. Dabei sind auch Crashversuche mit Leichtbau-Fahrzeugstrukturen (z. B. aus CFK) möglich. Zur Versuchsdokumentation stehen Crashmesstechnik und High-Speed-Kameras zur Verfügung. Eine Besonderheit der Anlage ist der demontierbare Crashblock, wodurch die Versuchsfläche für fahrrobotergestützte Fahrversuche im Gesamtfahrzeug genutzt werden kann.

•    Erprobung von Pre-Crash-, Crash- und Post-Crash Systemen der Fahrzeugsicherheit
•    Demontierbarer Crashblock für „Car to Car – Crashtests“
•    Anlaufstrecke: 60 m
•    Fahrzeuggeschwindigkeit bis 64 km/h
•    Fahrzeugmasse bis 3000 kg
•    Barrierewagen für Seitencrashversuche und Komponentenversuche
•    Filmgrube für Unterbodenaufnahmen am Fahrzeug / Versuchsobjekt

Antrieb:
•    Elektrische Antriebsmaschine (DC-Motor)
•    Leistung: 340 kW
•    Hydraulisches Brems und Seilspannsystem

Beleuchtung:
•    24 Messring M-Light LED Scheinwerfer mit je: 1 kW Leistung
•    Beleuchtungsstärke am Fahrzeug bis zu 40 000 Lux
•    Steuerbar per Netzwerk vom Anlagenleitrechner
•    Pulsbetrieb zur Maximierung der Bildqualität ohne Gegenlicht

Kameratechnik:
•    High-Speed Kameras: Imaging-SolutionsOsV³ Serie
•    Auflösung:
     1920x1280 Pixel bei 2700 Bilder/Sekunde
     1920x1080 Pixel bei 3200 Bilder/Sekunde
•    8 GB Ringspeicher
•    Beschleunigungsfest bis 200 g
•    Motion Tracking

Crashmesstechnik:

•    Datenerfassungseinheit: Messring M-Bus-Pro System
•    Uni- und triachsiale Beschleunigungssensoren (Messbereich 2000g)
•    Anbindung von Prototypensensoren
•    Sensorzellen zur Kraft- und Momentenmessung (Kraftmesswand

Beschreibung:
Zur Positionsbestimmung von Objekten auf der Indoor-Versuchsanlage steht den Forschern ein radarbasiertes Ortungssystem zur Verfügung. Das Messprinzip beruht auf einer Laufzeitmessung der Funksignale zwischen Transpondern (an den Objekten, z.B. Fahrzeug) und den Basisstationen (14 Stück rund um das Messfeld). Dabei werden die aktiven Transponder (in der aktuellen Konfiguration maximal fünf) sequenziell zur Messsignalabgabe aufgefordert. Aus den einzelnen Signallaufzeiten werden anschließend im Leitstand die Objektpositionen berechnet. Diese stehen dort zur weiteren Verarbeitung in Echtzeit zur Verfügung. Zur Zeitsynchronisation mit anderen Messgeräten werden die Positionsdaten mit einem UTC-Zeitstempel versehen. Für die Zeitstempelung ist in der Indoor-Versuchsanlage ein GPS-Repeater-System verfügbar. Mittels des Repeaters wird in der gesamten Anlage ein statisches GPS-Signal mit aktueller UTC-Zeit bereitgestellt.

Technische Daten LPM-System:
Positionsgenauigkeit:        ± 10 cm (dynamisch); ± 3 cm (statisch)
max. Messfrequenz:        1000 Hz
Anzahl der Messpunkte:    bis zu 5 Objekte
Frequenzbereich:        5,725 – 5,875 GHz

Technische Daten GPS-Repeater:
Signalabdeckung:        Gesamte Versuchsanlage (100 m x 18 m) inkl. Seitengassen
Frequenzbänder:        L1-Band (1575 MHz ± 15 MHz)

Zur Durchführung von automatisierten, reproduzierbaren Fahrmanövern stehen den Forschern Systeme zur Übernahme der Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerführung zur Verfügung. Hierbei kommen mechanische Aktuatoren, die sowohl die Lenkung als auch die Pedale betätigen, zum Einsatz. Für unbemannte Fahrten wird ein redundantes, ferngesteuertes Notbremssystem, welches einen sicheren Fahrzeughalt gewährleistet, verwendet. Die für die Regelung benötigten Bewegungsdaten des Fahrzeugs können über eine entsprechende externe Inertialsensorik bereitgestellt werden. Zur Installation der Systeme sind unabhängig vom Fahrzeugtyp keine baulichen Veränderungen erforderlich. Zusätzlich kann auch bei eingebauten Systemen ein menschlicher Fahrer das Testfahrzeug führen.

Technische Daten:

- Längsdynamikeinheit:

  • Stelleinheit Fahrzeugbremse
  • Max. Stellkraft: 350 N
  • Max. Stellgeschwindigkeit: 0.3 m/s
  • Redundante Notbremseinheit
  • Stelleinheit Fahrpedal
  • Max. Stellmoment: 15 Nm
  • Max. Stellgeschwindigkeit: 900 °/sQuerdynamikeinheit:

- Querdynamikeinheit:

  • Max. Lenkmoment: 75 Nm @ 1170 °/s
  • Max. Lenkgeschwindigkeit: 1700 °/s @ 18 Nm
  • Lastpunkt 70 Nm: 1200 °/s @ 70 Nm


Ziel:
•    Stehender Nebel auf einer Länge von 50 Meter
•    Reproduzierbarkeit für Sensortests
•    Stufenlose Intensitätseinstellung der Dichte des Nebels
•    Kombinationsmöglichkeit mit der Regenanlage von CARISSMA
•    Wassernebel äquivalent zur Natur

Anwendungsbeispiele

  • Crashversuche mit Gesamtfahrzeug und Komponenten
  • Durchgängige Crashversuche (mit Pre-Crash-Phase)
  • Unfallsituationen zur Validierung vorausschauender Fahrzeugsicherheitsfunktionen mit Kamera-, Radar-, Lidar-Sensoren etc.
  • Kooperative Fahrzeugsicherheitsfunktionen mit vernetzten Sensorsystemen und Car2X

Laborleitung und Team

Wissenschaftliche Leitung CARISSMA; Stellv. wiss. Leiter ZAF
Prof. Dr.-Ing. Thomas Brandmeier
Tel. : +49 841 9348-7460
Raum : H023
E-Mail :
Versuchsingenieur CARISSMA - Indoor-Versuchsanlage
Christian Gudera, M.Eng.
Tel. : +49 841 9348-6409
Raum : H120
Fax : +49 841 9348-996409
E-Mail :
Versuchsingenieur CARISSMA - Crashanlage
Christopher Ruzok, M.Sc.
Tel. : +49 841 9348-3361
Raum : H120
E-Mail :
Versuchsingenieur CARISSMA - Integral
Martin Schwabe, M.Eng.
Tel. : +49 841 9348-3378
Raum : H120
E-Mail :
Versuchsingenieur CARISSMA - Integral
Christoph Trost, M.Eng.
Tel. : +49 841 9348-3384
Raum : H120
E-Mail :

Poster zu Forschungsaktivitäten