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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 10 der Erfindung. Die Erfindung betrifft ferner eine Beleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 der Erfindung.
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Zur Bestimmung aerodynamischer Kenngrößen von Fahrzeugen, z. B. des c
w-Wertes, stellt die angeströmte Fahrzeugfläche, insbesondere Stirnfläche, eine wichtige Messgröße dar. Als Stirnfläche wird hierbei im Hinblick auf das üblicherweise an Fahrzeugen verwendete Koordinatensystem die maximale Ausdehnung der Schattenfläche in Y/Z-Richtung unabhängig von der Lage des Y/Z-Maximums in X-Richtung verstanden. Es existieren verschiedene Verfahren zur Vermessung der Stirnfläche des Fahrzeugs, die prinzipiell alle auf einer Traversierung des Fahrzeugumrisses orthogonal zur Fahrzeuglängsachse (X-Achse) des Fahrzeugs basieren. So ist aus der
DE 30 38 437 A1 ein Verfahren zum Messen des Flächeninhaltes der Projektion eines dreidimensionalen Gegenstandes auf einer Ebene bekannt, indem beispielsweise paralleles Licht eines Lasers mit nachgeschalteter Strahlungsaufweitungsoptik auf eine Fläche von 60 × 60 mm
2 aufgeweitet, die Lichtquelle mit einer ersten zweiachsigen Y/Z-Traversieranlage über den Gegenstand geführt und ein Schattenriss eines Teiles des untersuchten Gegenstandes in einer Größe von 60 × 60 mm
2 auf einer transparenten Mattscheibe erzeugt wird. Ein Sensor in Form einer elektronischen Kamera befindet sich auf einer zweiten zweiachsigen Y/Z-Traversieranlage, die synchron zur ersten Traversieranlage bewegt wird. Der gesamte Gegenstand wird durch eine Aneinanderreihung von Schattenrissen abgetastet und jeder Schattenriss wird von der besagten elektronischen Kamera aufgenommen. Aus den aufgenommenen Einzelbildern wird die jeweilige Teilfläche ermittelt. Abschließend werden die einzelnen Teilflächen zur Gesamtfläche aufsummiert. Es ergibt sich somit ein Zahlenwert, der der berechneten Gesamtfläche entspricht. Aus der
DE 34 09 522 A1 ist eine Einrichtung zum Messen des Flächeninhaltes der Projektion eines Prüfkörpers auf eine Ebene respektive eine Stirnflächenmessung mittels Kantentracking bekannt. Auch hier wird paralleles Laserlicht empfohlen und wird ein von der Lichtquelle erzeugter kleiner Lichtfleck mit einer zweiachsigen Traversieranlage über den Prüfkörper geführt. Der kleine Lichtfleck wird auf einer undurchsichtigen matten Projektionswand abgebildet. Hierbei sitzt der Sensor auf derselben Y/Z -Traversieranlage wie die Lichtquelle, wodurch eine zweite, synchron mit der ersten Traversieranlage verfahrene Traversieranlage vermieden ist. Als Sensor wird ein lichtempfindlicher Sensor verwendet, der detektiert, wann der Prüfkörper den Lichtstrahl zur Hälfte abschattet. Aus den jeweiligen Y/Z-Koordinaten des Lichtflecks wird die Kontur des Prüfkörpers ermittelt. Als Resultat sind Y/Z-Koordinaten zu verzeichnen, die die äußere Konturlinie des Prüfkörpers beschreiben. Aus der ermittelten Konturlinie kann eine Fläche berechnet werden. Den vorgenannten Lösungsvorschlägen zur Vermessung insbesondere einer Stirnfläche eines Fahrzeugs ist demgemäß gemein, dass die Beleuchtungseinheit zeitaufwändig in zwei Achsen traversiert werden muss. Des Weiteren muss der Sensor bzw. die Kamera synchron zur Lichtquelle bewegt werden. Damit verbunden sind Einschränkungen in Hinblick auf Realisierung, Leistungsfähigkeit und/oder Anwendbarkeit besagter Lösungsvorschläge zu verzeichnen, insbesondere bezüglich der Prüfzeit, der Kosten und der Größe der zu prüfenden dreidimensionalen Körper. Ferner können Problemstellen und Durchströmungen des Prüfkörpers nicht erkannt werden, da hier kein Gesamtbild des Prüfkörpers erzeugt wird, sondern lediglich dessen äußere Konturlinie ermittelt wird, aus der dann die Fläche (Stirnfläche) innerhalb der äußeren Konturlinie berechenbar ist. Kurz gesagt beschreiben die vorstehenden Lösungen vollständige Verfahren zur Flächenvermessung mit punktförmiger, bewegter Lichtquelle und Detektor.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers zu schaffen, die im Hinblick auf den Stand der Technik einfacher und kostengünstiger ist und erweiterte Möglichkeiten zur Auswertung der erzeugten Darstellung bietet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung soll ein Verfahren zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers angegeben werden. Schließlich soll dazu eine geeignete Beleuchtungseinrichtung bereitgestellt werden.
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Ausgehend von einer Vorrichtung zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers, mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung im Wesentlichen parallelen Lichts und zur Projektion eines Schattenbildes eines zwischen der Beleuchtungseinrichtung und einer zu derselben beabstandeten Projektionsfläche angeordneten Körpers auf die Projektionsfläche, wobei die Beleuchtungseinrichtung traversierend ausgebildet ist, und wobei die Projektionsfläche durch eine Schattenwand gebildet ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Lichtstreifen im Wesentlichen parallelen Lichts erzeugend ausgebildet ist und hinter oder vor der Schattenwand ein elektronischer Sensor zur parallelen Erfassung sich aus der Traversierung der Beleuchtungseinrichtung ergebender Streifenbilder des Körpers ortsfest angeordnet ist, wobei der Sensor mit einer Recheneinheit zur Weiterbearbeitung der mit der Traversierung parallel erfassten Streifenbilder verbunden ist, und wobei zumindest im Falle, der Sensor ist hinter der Schattenwand angeordnet, dieselbe transparent ausgebildet ist.
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Vorteilhaft ist im Unterschied zum Stand der Technik durch diese Maßnahme in kürzester Zeit ein Gesamtbild des besagten Körpers erzeugbar ist, das für beliebige Auswertungen geeignet ist. So können beispielsweise bezüglich aerodynamischer Kenngrößen des Körpers auch Problemstellen und Durchbrüche desselben schnell erkannt werden. Weiter vorteilhaft ist die Vorrichtung geeignet, ein Gesamtbild bereitzustellen, vermittels dessen beispielsweise auf Basis Kantentrackig der äußeren Konturlinie und etwaiger vorhandener Durchbrüche des Körpers sowohl die Bruttofläche als auch die Nettofläche des Körpers berechnet werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich zum eingangs gewürdigten Stand der Technik demnach im Wesentlichen dadurch, dass hier nicht die Vermessung, sondern die parallele Abbildung und dazu parallele Erfassung großer streifenförmiger Schattenflächen favorisiert wird, aus denen ein vollständiges Gesamt-Schattenbild des dreidimensionalen Körpers erzeugbar ist. Demgegenüber liefert die eingangs gewürdigte
DE 34 09 522 A1 lediglich eine Information aus Koordinaten des Schattenrisses, aus dem eine Fläche berechnet werden kann. Die
DE 30 38 437 A1 liefert lediglich einen Zahlenwert, der einer Fläche entspricht.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann die Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft, einen vertikal angeordneten Lichtstreifen im Wesentlichen parallelen Lichts erzeugend, horizontal traversierend oder einen horizontal ausgerichteten Lichtstreifen im Wesentlichen parallelen Lichts erzeugend, vertikal traversierend ausgebildet sein. Die Traversierungsrichtung kann demgemäß so gewählt werden, dass für bevorzugte Anwendungsfälle ein schnellstmögliches Überfahren des Körpers durch die Beleuchtungseinrichtung realisiert ist. Weiter vorteilhaft kann der Lichtstreifen im Wesentlichen parallelen Lichts stufenförmig ausgebildet sein. Ein derartiger stufenförmiger Lichtstreifen resultiert aus einer äußerst einfachen und kostengünstigen Beleuchtungseinrichtung, die ihrerseits durch eine Lichtquelle mit einem derselben nachgeordneten telezentrischen Objektiv gebildet ist, an welches sich ein Spiegelarray mit einer Mehrzahl im Lichtweg hintereinander geschalteter planer Spiegel anschließt. Die Spiegel sind dabei in der Draufsicht auf dieselben gesehen derart zueinander seitlich versetzt, vorzugsweise derart unmittelbar nebeneinander angeordnet, dass der besagte stufenförmige Lichtstreifen parallelen Lichts erzeugt wird. D. h., mittels einer einzigen punkförmigen Lichtquelle, die beispielsweise durch zumindest eine LED (LED = lichtemittierende Diode) gebildet ist, wird ein mittels des telezentrischen Objektivs aufgeweitetes Licht (Lichtfleck) erzeugt. Der Vorteil von LED's liegt im Wesentlichen darin, dass dieselben ihr Licht von vornherein gerichtet in einem Raumwinkel von <180° abstrahlen, welches sich günstig auf die Erzeugung parallelen Lichts mittels des telezentrischen Objektivs auswirkt, wohingegen herkömmliche Punktlichtquellen ihr Licht in einem Raumwinkel von nahezu 360° abstrahlen. In Abhängigkeit vom Durchmesser des gebildeten Lichtflecks und von den Abmaßen der Spiegel ist die Erzeugung des Lichtstreifens in einer in weiten Grenzen einstellbaren Länge gestattet. So können Lichtstreifen parallelen Lichts erzeugt werden, die eine Länge von 3000 mm und mehr aufweisen. Vorteilhaft ist der Sensor ortsfest angeordnet und bildet vorzugsweise die komplette Schattenwand ab. Demgegenüber kann es auch angezeigt sein, und ist demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, den Sensor so einzustellen, dass dieser „lediglich“ ausgewählte Bereiche der Schattenwand abbildet, welches sich insbesondere dann anbietet, wenn lediglich ein Teilbereich des Körpers sensiert werden soll oder der Körper im Verhältnis zur Schattenwand über weit geringere Abmessungen verfügt. Vorteilhaft kann der Sensor durch eine elektronische Kamera, insbesondere eine hochauflösende, digitale Hochgeschwindigkeitskamera gebildet sein, welche bei geringem Zeitaufwand flächenhafte Darstellungen in Form qualitativ hochwertiger Aufnahmen, nämlich hochaufgelöster, elektronischer, digitaler Kamerabilder für die elektronische Weiterverarbeitung derselben durch Berechnung eines Gesamtbildes aus aufgenommenen Streifenbildern bereitstellt.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Vorrichtung zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers in Form eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs.
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Die Erfindung betrifft ferner auch eine Beleuchtungseinrichtung für eine Vorrichtung zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers, die vorteilhaft durch eine Lichtquelle mit einem derselben nachgeordneten telezentrischen Objektiv gebildet ist, an welches sich ein Spiegelarray mit einer Mehrzahl im Lichtweg hintereinander geschalteter planer Spiegel anschließt, wobei die Spiegel in der Draufsicht auf dieselben gesehen derart zueinander seitlich versetzt, vorzugsweise derart unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, dass ein stufenförmiger Lichtstreifen parallelen Lichts erzeugt wird.
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Das Verfahren zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers zeichnet sich durch folgende Schritte aus:
- a) Bereitstellung einer traversierend ausgebildeten Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines Lichtstreifens im Wesentlichen parallelen Lichts, insbesondere eines stufenförmigen Lichtstreifens parallelen Lichts,
- b) Bereitstellung einer Projektionsfläche in Form einer Schattenwand und Anordnung derselben beabstandet zur Beleuchtungseinrichtung,
- c) Anordnung eines Körpers zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Schattenwand,
- d) Beleuchtung des gesamten Körpers oder eines ausgewählten Bereiches des Körpers samt der jeweils angrenzenden Bereiche der Schattenwand mittels des Lichtstreifens parallelen Lichts derart, dass besagter Lichtstreifen infolge traversierender Bewegung der Beleuchtungseinrichtung besagten Körper oder den ausgewählten Bereich des Körpers samt der jeweils angrenzenden Bereiche der Schattenwand überstreicht,
- e) parallele Erfassung einer Vielzahl von auf der transparenten Schattenwand nacheinander erzeugten Streifenbildern mittels eines hinter oder vor der Schattenwand ortsfest angeordneten und die komplette Schattenwand oder einen ausgewählten Bereich der Schattenwand abbildenden Sensors, wobei zumindest im Falle, der Sensor ist hinter der Schattenwand angeordnet, dieselbe transparent ausgebildet ist, und
- f) Übertragung der Vielzahl von Streifenbildern an eine Recheneinheit sowie Berechnung eines Gesamtbildes der Schattenwand mit der Abbildung des Körpers oder eines Gesamtbildes eines ausgewählten Bereiches der Schattenwand mit der Abbildung des ausgewählten Bereiches des Körpers.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 äußerst schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht (Variante 1),
- 2 eine erste vorteilhafte Ausgestaltungsvariante einer Beleuchtungseinrichtung als wesentlichen Bestandteil der Vorrichtung nach 1 in einer perspektivischen Vorderansicht,
- 3 eine äußerst schematische Funktionsdarstellung der Beleuchtungseinrichtung nach 2,
- 4 die Ansicht „A“ nach 3,
- 5 die Ansicht „B“ nach 3,
- 6 die Ansicht „C“ nach 5,
- 7 die Ansicht „D“ nach 3,
- 8 beispielgebend ein mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Streifenbildern berechnetes Gesamtbild, und
- 9 äußerst schematisch eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht (Variante 2).
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Variante 1:
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Gemäß der 1 umfasst die Vorrichtung zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers 1, vorliegend eines Kraftfahrzeugs, eine Beleuchtungseinrichtung 2 zur Erzeugung parallelen Lichts 3 und zur Projektion eines Schattenbildes 4 (vgl. 7) des zwischen der Beleuchtungseinrichtung 2 und einer orthogonal zur Projektionsrichtung 5 ausgerichteten Projektionsfläche angeordneten dreidimensionalen Körpers 1 auf besagte Projektionsfläche. Die Projektionsfläche ist durch eine an sich bekannte transparente Schattenwand 6 gebildet, hinter welcher in Projektionsrichtung 5 gesehen ein elektronischer Sensor 7, vorliegend in Form einer elektronischen Kamera, vorzugsweise einer hochauflösenden, digitalen Hochgeschwindigkeitskamera ortsfest angeordnet ist. Besagter Sensor 7 respektive die elektronische Kamera ist mit einer elektronischen Recheneinheit 8 verbunden, auf welche nachfolgend näher eingegangen wird.
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Die Beleuchtungseinrichtung 2 ist vorliegend an einer Rahmenstruktur 9 mit einer Tragschiene 10 und einer Bodenschiene 11 einachsig traversierend, vorliegend horizontal traversierend gelagert (2). Als Traversierantrieb für die Beleuchtungseinrichtung 2 kann vorteilhaft ein hier nicht näher dargestellter Elektroantrieb Verwendung finden. Unter Traversierung wird im weitesten Sinne die Bewegung der Beleuchtungseinrichtung 2 „von einem Punkt A zu einem Punkt B“ verstanden, wobei die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Traversier-Einrichtung, bestehend aus insbesondere der Rahmenstruktur 9 mit Tragschiene 10 und Bodenschiene 11 sowie dem Antrieb beschränkt ist, sondern jedwede andere an sich bekannte geeignete Traversier-Einrichtung, wie beispielsweise eine Robotereinrichtung, die besagte Beleuchtungseinrichtung 2 trägt, mit erfasst.
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Die Beleuchtungseinrichtung 2 ist derart ausgebildet, dass dieselbe einen vorliegend vertikal angeordneten Lichtstreifen 12 bzw. einen Lichtbalken parallelen Lichts 3 erzeugt, der seinerseits während des Betriebs der Vorrichtung orthogonal zur Ebene der Schattenwand 6 hin gerichtet ist. Unter parallelem Licht 3 wird dabei verstanden, dass die Lichtstrahlen respektive Projektionsstrahlen zueinander parallel sind und das Projektionszentrum sich im „Unendlichen“ befindet.
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Gemäß der 3 ist die Beleuchtungseinrichtung 2 im Wesentlichen durch eine Lichtquelle 13 mit einem derselben nachgeordneten telezentrischen Objektiv 14, welches bekanntermaßen einer Parallelisierung des Licht-Strahlengangs dient, gebildet. An das telezentrische Objektiv 14 schließt sich ein Spiegelarray 15 mit einer Mehrzahl von im Lichtweg 16 hintereinander geschalteten planen Spiegeln 17 an. In den 3 bis 6 ist beispielgebend ein Spiegelarray 15 mit fünf im Lichtweg 16 hintereinander geschalteten planen Spiegeln 17 gezeigt, jedoch findet aktuell in einer Versuchsanlage der Anmelderin ein Spiegelarray 15 mit sechszehn derartigen Spiegeln 17 Anwendung (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Lichtweg 16 ausgehend von der Lichtquelle 13 vertikal von oben nach unten gerichtet, wobei die Spiegel 17 hierzu um 45° geneigt angeordnet sind, um das parallele Licht 3 orthogonal zur Ebene der Schattenwand 6 umzulenken. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine derartige Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 2, sondern erfasst beispielsweise auch eine Beleuchtungseinrichtung 2, deren Lichtweg 16 ausgehend von der Lichtquelle 13 vertikal von unten nach oben gerichtet ist (nicht zeichnerisch dargestellt). Insbesondere sind auch Ausgestaltungsvarianten der Erfindung mit erfasst, bei denen die Beleuchtungseinrichtung 2 nicht horizontal, sondern vertikal traversierend ausgebildet ist und der Lichtweg 16 ausgehend von der Lichtquelle 13 horizontal von links nach rechts oder umgekehrt gerichtet ist. Eine diagonale Traversierung respektive Bewegung der Beleuchtungseinrichtung 2 und/oder eine diagonale Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 2 respektive dessen Lichtstreifens 12 scheinen unter bestimmten Umständen auch zweckmäßig und sind demgemäß durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst, ebenso eine beliebige Kombination obiger Traversiervarianten (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Damit die Spiegel 17 des Spiegelarrays 15 sich nicht gegenseitig abdecken, sind gemäß den 4 bis 6 die Spiegel 17 in der Draufsicht auf dieselben gesehen derart zueinander seitlich versetzt, vorliegend derart unmittelbar nebeneinander angeordnet, dass ein stufenförmiger Lichtstreifen 12 parallelen Lichts 3 erzeugt wird (vgl. insbes. auch 7). So kann mittels einer einzigen punkförmigen Lichtquelle 13, die vorzugsweise durch eine oder mehrere LED's (LED = lichtemittierende Diode) gebildet ist, ein mittels des telezentrischen Objektivs 14 aufgeweitetes Licht nach Art eines Lichtflecks 18 erzeugt werden. In Versuchen wurde ein geeigneter Lichtfleck 18 mit einem Durchmesser von 300 mm erzeugt.
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Der Vorteil von LED's liegt im Wesentlichen darin, dass dieselben ihr Licht von vornherein gerichtet in einem Raumwinkel von <180° abstrahlen, welches sich günstig auf die Erzeugung parallelen Lichts 3 mittels des telezentrischen Objektivs 14 auswirkt, wohingegen herkömmliche Punktlichtquellen ihr Licht in einem Raumwinkel von nahezu 360° abstrahlen.
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In Abhängigkeit vom Durchmesser des gebildeten Lichtflecks 18 und von den Abmaßen der Spiegel 17 ist die Erzeugung des Lichtstreifens 12 in einer in weiten Grenzen einstellbaren Länge gestattet. So können Lichtstreifen 12 parallelen Lichts 3 erzeugt werden, die eine Länge von 3000 mm und mehr aufweisen, wodurch auch Körper 1 mit großen Abmaßen, wie besagte Kraftfahrzeuge, über ihre gesamte Erstreckung in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) oder Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) beleuchtet werden können.
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Nachstehend wird die Erfindung weiter in ihrer Funktion beschrieben. Auf der transparenten Schattenwand 6 entsteht das Abbild des Lichtstreifens 12 (1), bevorzugt in Form eines stufenförmigen Streifenbildes (7). Die Beleuchtungseinrichtung 2 wird derart verschoben, dass der Lichtstreifen 12 nacheinander alle relevanten Punkte der Schattenwand 6 beleuchtet. Eine Vielzahl von nacheinander erreichten Positionen des Lichtstreifens 12 werden parallel zur Traversierung mit dem Sensor 7, vorliegend in Form der elektronischen Kamera, vorzugsweise einer hochauflösenden, digitalen Hochgeschwindigkeitskamera erfasst respektive fotografiert und an die oben bereits erwähnte Recheneinheit 8 zur weiteren Verarbeitung elektrisch oder berührungslos, beispielsweise mittels Funk, übertragen. In der besagten Recheneinheit 8 wird dann aus den sich ergebenden Streifenbildern ein Gesamtbild 19 der Schattenwand 6 berechnet.
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Befindet sich nunmehr ein Körper 1, gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Kraftfahrzeug im Strahlengang zwischen dem Spiegelarray 15 der Beleuchtungseinrichtung 2 und der Schattenwand 6, wird dieser Körper 1 mit allen Details als ein sich aus den in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) fortlaufenden Lichtstreifen 12 ergebendes Schattenbild 4 auf der Schattenwand 6 abgebildet (7). Das Resultat der Weiterverarbeitung der parallel zur Traversierung der Beleuchtungseinrichtung 2 erfassten bzw. fotografierten Streifenbilder mittels der Recheneinheit 8 ist ein Gesamtbild 19 der Schattenwand 6 mit dem Schattenbild 4 des Körpers 1 (8).
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Durch die Anmelderin wurde eine an die Fahrzeugpalette derselben angepasste Versuchsanlage realisiert, bei der innerhalb von ca. 40 Sekunden das parallele Licht 3 eine Fläche von ca. 3m x 3m überstreicht. Die Berechnung des Gesamtbildes 19 benötigte weitere 30 Sekunden. Durch einfache Änderungen am Spiegelarray 15 und an der Traversierung konnten in weiten Grenzen leicht andere Abmessungen realisiert werden.
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Bevorzugt wird der gesamte Körper 1 (Kraftfahrzeug) samt der Schattenwand 6 vom bewegten Lichtstreifen 12 überstrichen und wird ein Gesamtbild 19 der Schattenwand 6 samt Abbildung des Körpers 1 als Schattenbild 4 berechnet. Demgegenüber kann es jedoch auch angezeigt sein und ist demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, lediglich einen ausgewählten TeilBereich des Körpers 1 oder auch nacheinander mehrere ausgewählte Teil-Bereiche des Körpers 1 samt der jeweils angrenzenden Bereiche der Schattenwand 6 erfindungsgemäß zu beleuchten und daraus erfindungsgemäß ein Gesamtbild 19 zu berechnen (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Variante 2:
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Die Ausführungsvariante gemäß 9 unterscheidet sich zur vorbeschriebenen Variante im Wesentlichen dadurch, dass der elektronische Sensor 7 in Projektionsrichtung 5 gesehen nicht hinter, sondern vor der Schattenwand 6 angeordnet ist. In diesem Fall muss die Schattenwand 6 nicht transparent ausgebildet sein. Der Sensor 7 ist vorzugsweise ebenfalls in Form einer digitalen Hochgeschwindigkeitskamera ausgebildet und ortsfest an einer separaten Traverse 20 angeordnet. Der Sensor 7 bzw. die Hochgeschwindigkeitskamera kann gemäß 9 in einem Bereich zwischen der Schattenwand 6 und der Beleuchtungseinrichtung 2 oberhalb der Projektionsstrahlen des parallelen Lichts 3 angeordnet sein. Demgegenüber kann der Sensor 7 beispielsweise auch an der die Beleuchtungseinrichtung 2 tragenden Rahmenstruktur 9 angeordnet sein (nicht zeichnerisch dargestellt). Wie der 9 noch zu entnehmen ist, kann die Schattenwand 6 (strichpunktierte Linienführung) auch schräg zum Lichtstreifen 12 bzw. Lichtbalken parallelen Lichts 3 angeordnet sein, zweckmäßigerweise derart, dass der Sensor 7 in Form der Hochgeschwindigkeitskamera orthogonal auf die Schattenwand 6 gerichtet ist, wodurch eine vereinfachte Sensierung des Schattenbildes 4 ermöglicht ist.
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Die vorstehenden Ausführungsbeispiele respektive -varianten bevorzugen eine Vorrichtung mit einer besonderen Beleuchtungseinrichtung 2, die ihrerseits einen stufenförmig ausgebildeten Lichtstreifen 12 parallelen Lichts 3 erzeugt. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Beleuchtungseinrichtung 2, sondern erfasst auch jedwede anderen an sich bekannten und geeigneten Beleuchtungseinrichtungen 2, die demgegenüber z. B. einen geradlinigen Lichtstreifen 12 parallelen Lichts 3, gegebenenfalls auf Basis Laserlicht erzeugen (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung einer flächenhaften Darstellung eines dreidimensionalen Körpers 1 in einen an sich bekannten Windkanal für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, oder in einem jedweden anderen begrenzten Raum integriert werden/sein (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Körper
- 2
- Beleuchtungseinrichtung
- 3
- paralleles Licht
- 4
- Schattenbild
- 5
- Projektionsrichtung
- 6
- Schattenwand
- 7
- Sensor
- 8
- Recheneinheit
- 9
- Rahmenstruktur
- 10
- Tragschiene
- 11
- Bodenschiene
- 12
- Lichtstreifen
- 13
- Lichtquelle
- 14
- Objektiv
- 15
- Spiegelarray
- 16
- Lichtweg
- 17
- Spiegel
- 18
- Lichtfleck
- 19
- Gesamtbild
- 20
- Traverse
