RODOS

01. März 2013 bis 31. Okt. 2019

Mit der Simulation von Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, sollen Eigenschaften wie Energieeffizienz, Produktivität, Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit untersucht werden. Dafür müssen alle äußeren Einflüsse auf das Fahrzeug – wie z. B. angreifende Lasten oder Einwirkungen, die durch den Bediener oder Fahrer der Maschine entstehen – berücksichtigt und möglichst gut abgebildet werden.

Da der Test dieser Parameter mithilfe von realen Prototypen sehr aufwändig ist, werden interaktive Simulatoren eingesetzt.

Im Projekt RODOS (RObot based Driving and Operation Simulator) entwickelte Fraunhofer FOKUS in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM den weltweit ersten interaktiven Simulator auf Basis eines Industrieroboters mit 1.000 kg Nutzlast. Ziel des Projektes war es, die Energieeffizienz, Produktivität, Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit von komplexen mechatronischen Systemen, wie z. B. Nutzfahrzeugen, zu erforschen und zu verbessern. Der Simulator ermöglicht es, das Verhalten eines Fahrers in komplexen Situationen detailliert und risikolos zu untersuchen und dabei die Fahrzeug- und Umgebungsparameter zu kontrollieren und zu beeinflussen.

Der Simulator basiert auf einer sechsachsigen Roboterkinematik mit 1.000 kg Nutzlast. Für die Projektion werden 18 Projektoren eingesetzt, die eine Visualisierung innerhalb eines Sichtfeldes von 110 x 300 Grad ermöglichen. Der Projektionsscreen hat eine kugelähnliche Form mit einem Durchmesser von neun Metern. Fraunhofer FOKUS hat für den Simulator eine Software entwickelt, um aus den 18 Projektoren mittels kamera-basierter Projektor-Autokalibrierung (Projector Auto-Alignment) ein nahtloses Gesamtbild der Rundum-Projektion zu gewährleisten. 18 Render-Kameras werden in der Unity-3D-Engine geometrisch mit Softedge-Blending zusammengesetzt. Durch eine Sichtpunktkorrektur (Real-time dynamic viewpoint adaption) werden trotz sich ständig bewegender Fahrerkabine Perspektiv-Verzerrungen in der Kuppel für den Fahrer in Echtzeit korrigiert, um die Immersion der Simulation zu perfektionieren.

Der Vorteil dieser Technologie ist es, dass bei einer Veränderung der Position der Projektoren - zum Beispiel durch Hitze oder Berührung - per Knopfdruck eine Neukalibrierung des Systems durchgeführt werden kann. Dadurch entfällt eine zeitaufwändige Kalibrierung der Projektoren per Hand.

Viscom, Projekt, ITWM Robolab
Interaktiver Bewegungssimulator am Fraunhofer ITWM Fraunhofer FOKUS