Mit der Indoor-Versuchsanlage werden in Fahrversuchen und Crashtests neue Sensorsysteme und Sicherheitsfunktionen bei konstanten Umgebungsbedingungen getestet. Fahrversuche mit Gesamtfahrzeugen erfolgen fahrrobotergestützt unter Nutzung eines Indoor-Ortungssystems im niedrigen bis mittleren Dynamikbereich (bis 50 km/h). Hierfür kommen Attrappen (z. B. Fu?g?nger, Fahrzeug), die auf überfahrbaren, autonomen Plattformrobotern montiert sind, zum Einsatz.
Indoor-Versuchsanlage

Wesentlicher Vorteil des Indoor-Betriebs sind die konstanten Umgebungsbedingungen. Insbesondere im Hinblick auf Auswirkungen von St?reinflüssen auf vorausschauende Fahrzeugsensorik lassen sich die Umgebungsbedingungen gezielt ver?ndern (Beleuchtung, Regen, Nebel). Für den Test neuer kooperativer Sicherheitsfunktionen im Gesamtfahrzeug werden mehrere vernetzte Fahrrobotersysteme mit erweiterten Sicherheitsmechanismen zur Verfügung stehen. Zus?tzlich soll im Rahmen eines integralen Testansatzes die Kombination aus Fahrversuch und Crash m?glich sein. Dabei k?nnen die realen Fahrversuche durch Einspeisung von simulierten (Umfeld-)Sensordaten in das fahrende Gesamtfahrzeug bis hin zu einem virtuellen Crash ver?ndert werden (Vehicle-in-the-Loop).
Ausstattung
Mit Hilfe der Regenanlage in der Indoor-Versuchshalle k?nnen realit?tsgetreue Regenszenarien nachgestellt werden. Die Reproduzierbarkeit der Witterungsverh?ltnisse steht im Mittelpunkt des Aufbaus. Durch eine beregnete Fl?che von ca. 250 m? k?nnen neben statischen Versuchen auch hochdynamische Sensor- und Fahrversuche realisiert werden. Die Regenst?rke ist einstellbar und kann dem gewünschten Regenszenario angepasst werden. Die 50 m L?nge der beregneten Fl?che lassen eine Erforschung der Auswirkungen auf die Fahrzeugumfeldsensorik auch auf gro?e 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 k?nnen ebenfalls die Auswirkungen von nassem Asphalt auf die Automotive Umfeldsensorik untersucht werden.
Die Anlage wird mit drei starken Wasserpumpen betrieben, die ein gro?fl?chiges Netz aus Rohren und Schl?uchen speisen. Druckminderer werden ben?tigt, um homogene Regeneigenschaften über die komplette Fl?che sicherzustellen. Anschlie?end wird das mit Druck anliegende Wasser aufgef?chert, sodass sich gro?fl?chig Wassertropfen bilden k?nnen.
Mit Hilfe der Nebelanlage in der Indoor-Versuchshalle k?nnen realit?tsgetreue Nebelszenarien aus Wasserpartikeln nachgestellt werden. Die Dichte und somit die Sichtweite des Nebels kann eingestellt werden, und erm?glicht somit reproduzierbare Sensortests. Sichtweiten <10 Meter erm?glichen die Nachstellung von Extremsituationen.
Durch eine benebelte Fl?che von ca. 250 m? k?nnen neben statischen Versuchen auch hochdynamische Sensor- und Fahrversuche realisiert werden. Die 50 m L?nge der benebelten Fl?che lassen eine Erforschung der Auswirkungen auf die Fahrzeugumfeldsensorik auch auf gro?e Distanzen zu.
Da sich der stehender Nebel im Bereich unter der Regenanlage bildet, sind ebenfalls Kombinationen aus Regen und Nebel m?glich.
Eine Vielfalt an Targets steht zur Verfügung, um verschiedenste Verkehrsszenarien nachzustellen. Die Targets k?nnen sowohl in statischen als auch hoch komplexen, dynamischen Versuchen eingesetzt werden. Dabei steht im Vordergrund, realistische Verh?ltnisse herzustellen, um beispielsweise das Verhalten von Sensoren zu erforschen.
- Der Fu?g?ngerdummy sieht nicht nur wie ein erwachsener Mensch aus, er verh?lt sich auch bei der Detektion mittels Radar- und Kamerasensoren wie ein Mensch. Die Beine k?nnen mittels Servomotoren eine Gehbewegung simulieren. Der Dummy l?sst 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 besch?digt. Standardisierte Tests nach Euro NCAP lassen sich mit der Fu?g?ngerattrappe realisieren.
- Neben dem Fu?g?nger k?nnen die Forscher ebenso auf eine Fahrradfahrerattrappe zurückgreifen, die drehbar gelagerte R?der enth?lt. Im Querverkehrsszenario ist die Attrappe für Crashgeschwindigkeiten bis zu 60km/h ausgelegt. Im Bereich der Radar-/Kamerasensorik verh?lt sich das Target ?hnlich seinem realen Vorbild.
- Das Fahrzeugtarget kann ebenfalls für Fahr- als auch Sensorikversuche genutzt werden. Durch die crashtaugliche Bauweise k?nnen Kollisionen bis zu 65 km/h stattfinden. Innerhalb von 2 Minuten l?sst sich das Target mit 2 Personen nach einem Crash wieder zusammenbauen. Die Crashtauglichkeit verhindert w?hrend aktiver Fahrversuche teure Blechsch?den sowohl am Fahrzeug als auch an den Kollisionspartnern. Eine mehrfache Verwendung ohne Besch?digung der Hardware ist damit sichergestellt.
- Das Euro NCAP Vehicle Target erfüllt die neuesten Bestimmungen gem?? EURO NCAP und IIHS. Dieses kann beispielsweise verwendet werden, um Notbremssysteme zu testen. Das Target wird ebenfalls von g?ngigen 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 k?nnen. Damit ist die Durchführung g?ngiger Crashversuche nach EURO NCAP (z. B. Offset Aufprall, Small Overlap, RCAR Frontaufprall, Pfahlaufprall) m?glich. Mit Hilfe des ebenfalls verfügbaren Barrierewagens k?nnen auch Komponententests einzelner Crashstrukturen durchgeführt werden. Dabei sind auch Crashversuche mit Leichtbau-Fahrzeugstrukturen (z. B. aus CFK) m?glich. Zur Versuchsdokumentation stehen Crashmesstechnik und High-Speed-Kameras zur Verfügung. Eine Besonderheit der Anlage ist der demontierbare Crashblock, wodurch die Versuchsfl?che 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
- Beleuchtungsst?rke am Fahrzeug bis zu 40 000 Lux
- Steuerbar per Netzwerk vom Anlagenleitrechner
- Pulsbetrieb zur Maximierung der Bildqualit?t ohne Gegenlicht
Kameratechnik:
- High-Speed Kameras: Imaging-SolutionsOsV? Serie
- Aufl?sung:
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 anschlie?end im Leitstand die Objektpositionen berechnet. Diese stehen dort zur weiteren Verarbeitung in Echtzeit zur Verfügung. Zur Zeitsynchronisation mit anderen Messger?ten 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 Indoorpositionierungssystem:
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
Frequenzb?nder: L1-Band (1575 MHz ± 15 MHz)
Zur Durchführung von automatisierten, reproduzierbaren Fahrman?vern stehen den Forschern Systeme zur ?bernahme der Fahrzeugl?ngs- und Fahrzeugquerführung zur Verfügung. Hierbei kommen mechanische Aktuatoren, die sowohl die Lenkung als auch die Pedale bet?tigen, zum Einsatz. Für unbemannte Fahrten wird ein redundantes, ferngesteuertes Notbremssystem, welches einen sicheren Fahrzeughalt gew?hrleistet, verwendet. Die für die Regelung ben?tigten Bewegungsdaten des Fahrzeugs k?nnen über eine entsprechende externe Inertialsensorik bereitgestellt werden. Zur Installation der Systeme sind unabh?ngig vom Fahrzeugtyp keine baulichen Ver?nderungen erforderlich. Zus?tzlich kann auch bei eingebauten Systemen ein menschlicher Fahrer das Testfahrzeug führen.
Anwendungsbeispiele
- Crashversuche mit Gesamtfahrzeug und Komponenten
- Durchg?ngige Crashversuche (mit Pre-Crash-Phase)
- Fahrzeugversuche mit Regen und Nebel
- Gezieltes St?ren von Umfeldsensorik mit Regen und Nebel
- Unfallsituationen zur Validierung vorausschauender Fahrzeugsicherheitsfunktionen mit Kamera-, Radar-, Lidar-Sensoren etc.
- Kooperative Fahrzeugsicherheitsfunktionen mit vernetzten Sensorsystemen und Car2X
Laborleitung und Team
Prof. Dr.-Ing. Thomas Brandmeier
Tel.: +49 841 9348-7460
Raum: H023
E-Mail: Thomas.Brandmeier@thi.de
Michael Graf, M.Sc.
Tel.: +49 841 9348-3418
Raum: H121
E-Mail: Michael.Graf@carissma.eu
Tanja Pongratz, M.Eng.
Tel.: +49 841 9348-3419
Raum: H120
E-Mail: Tanja.Pongratz@carissma.eu
Christopher Ruzok, M.Sc.
Tel.: +49 841 9348-3361
Raum: H120
E-Mail: Christopher.Ruzok@carissma.eu
Christoph Trost, M.Eng.
Tel.: +49 841 9348-3384
Raum: H120
E-Mail: Christoph.Trost@carissma.eu