-
Die Erfindung betrifft ein System zur Vermessung von Kraftfahrzeugen vor und nach einem Aufprallversuch gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Vermessung von Kraftfahrzeugen gemäß Anspruch 10.
-
Um die Verformung eines Kraftfahrzeugs beziehungsweise einer Kraftfahrzeug-Karosserie in einem Aufprallversuch quantifizieren zu können, wird das unverformte Kraftfahrzeug vor dem Aufprallversuch vermessen. Nach dem Aufprallversuch wird das verformte Kraftfahrzeug erneut vermessen, und die Ergebnisse der Vermessungen vor und nach dem Aufprallversuch werden verglichen. Für die Vorvermessung des Fahrzeugs wird derzeit typischerweise ein taktiles Koordinatenmessgerät eingesetzt, welches die Kraftfahrzeug-Karosserie punktweise antastet und somit punktweise eine hochgenaue, die Kraftfahrzeug-Geometrie repräsentierende Punktewolke erzeugt. Nach dem Aufprallversuch wird das verformte Kraftfahrzeug typischerweise photogrammetrisch vermessen. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, dass taktile Koordinatenmessgeräte sehr teuer und aufwändig zu bedienen sind. Die Vorvermessung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines großen Kraftfahrzeugs wie beispielsweise eines Lastkraftwagens benötigt daher eine lange Zeit. Im Rahmen der Vermessung nach dem Aufprallversuch sind insbesondere bei großen Kraftfahrzeugen wie Lastkraftwagen Flächendigitalisierungen nur schwierig möglich, sodass auch die optische Vermessung derzeit im Wesentlichen als photogrammetrische Punktvermessung durchgeführt wird. Auch dieses Verfahren ist vergleichsweise zeitaufwändig, wenn auch in deutlich geringerem Umfang als die Vermessung des Kraftfahrzeugs mithilfe eines taktilen Koordinatenmessgeräts. Jedenfalls ist mithilfe der bekannten Vorgehensweise nur eine vergleichsweise kleine Zahl von Kraftfahrzeugen pro Zeiteinheit vermessbar, sodass keine Kapazitäten zur Bewältigung steigender Zahlen von Aufprallversuchen zur Verfügung stehen. Eine Vermessung von großen Kraftfahrzeugen wie beispielsweise Lastkraftwagen ist kaum oder gar nicht möglich.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zu schaffen, welche eine schnellere Vermessung von Kraftfahrzeugen im Rahmen eines Aufprallversuchs ermöglichen, wobei eine größere Zahl von Kraftfahrzeugen pro Zeiteinheit vermessen werden kann, und wobei auch große Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, vermessbar sind. Weiterhin soll es ohne Weiteres möglich sein, zusätzlich zu Punktvermessungsmethoden auch Methoden der Flächendigitalisierung anzuwenden.
-
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein System zur Vermessung von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird.
-
Dadurch, dass das System mindestens eine Mehrfach-Messkammer aufweist, die sowohl eine Photogrammetrie-Messeinrichtung zur optischen Einzelpunktmessung als auch eine optische Abtasteinrichtung zur Flächenvermessung aufweist, können in der Mehrfach-Messkammer photogrammetrische Punktvermessungen und Flächendigitalisierungen durchgeführt werden. Es ist also ohne Weiteres möglich, schnelle und hochgenaue Gesamtvermessungen der Kraftfahrzeug-Karosserie vorzunehmen, wobei die verschiedenen Methoden kombiniert angewendet werden können, um Messzeit einzusparen. Weiterhin ist es möglich, das Kraftfahrzeug photogrammetrisch vorzuvermessen und so auf die langwierige, taktile Vorvermessung mithilfe eines Koordinatenmessgeräts zu verzichten. Dies erhöht weiter den Durchsatz an Fahrzeugen, die pro Zeiteinheit vermessen werden können. Schließlich ist es möglich, in der Mehrfach-Messkammer ohne Weiteres auch große Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen, zu vermessen.
-
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Mehrfach-Messkammer mindestens einen Drehtisch zur drehbaren Aufspannung eines zu vermessenden Kraftfahrzeugs aufweist. Dabei spricht der Begriff „Aufspannung” eine definierte Positionierung des Kraftfahrzeugs in der Mehrfach-Messkammer an, sodass ein von dem Kraftfahrzeug aufgespanntes Kraftfahrzeug-Koordinatensystem zumindest bezüglich seiner Relativdrehung um zwei definierte Achsen – mit Ausnahme der Drehachse des Drehtischs – in eine vorherbestimmte, wohldefinierte und reproduzierbare Orientierung relativ zu einem durch die Mehrfach-Messkammer aufgespannten Koordinatensystem gebracht werden kann. Der Drehtisch ist vorzugsweise mit vier unabhängig voneinander höhenverstellbaren Stempeln ausgestattet, auf denen das Kraftfahrzeug anordenbar ist. So ist es möglich, eine sich entlang einer Höhe des Kraftfahrzeugs erstreckende Z-Achse des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems durch gegebenenfalls iteratives Einstellen der unabhängig voneinander höhenverstellbaren Stempel so auszurichten, dass sie senkrecht auf einer durch eine Bodenplatte der Mehrfach-Messkammer definierten Ebene steht. Auf diese Weise ist eine Relativdrehung des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems zu dem durch die Mehrfach-Messkammer aufgespannten Koordinatensystem um zwei Achsen wohldefiniert und reproduzierbar einstellbar, sodass als rotatorischer Freiheitsgrad lediglich noch eine Drehung des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems um die Drehachse des Drehtischs verbleibt. Im Übrigen ist die Anordnung des Kraftfahrzeugs dann bis auf einen noch zu bestimmenden Verschiebungsvektor vorgegeben.
-
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass an mindestens einer Wand der Mehrfach-Messkammer eine Vielzahl von Messmarken, insbesondere Photogrammetrie-Marken, angebracht ist. Diese spannen innerhalb der Mehrfach-Messkammer ein Photogrammetrie-Koordinatensystem auf beziehungsweise bezeichnen einzelne Punkte innerhalb des Photogrammetrie-Koordinatensystems. Eine photogrammetrische Punktvermessung des Kraftfahrzeugs erfolgt vorzugsweise derart, dass ein Punkt auf der Kraftfahrzeug-Karosserie mit einem Taster angetastet wird, der Teil eines Photogrammetrie-Sensors ist, welcher außerdem eine Kamera umfasst. Mit der Kamera wird eine Aufnahme einer Wand der Mehrfach-Messkammer aufgenommen, die von der Kameraposition aus beim Antasten des zu messenden Punkts auf der Karosserie sichtbar ist. Anhand der auf dieser Aufnahme sichtbaren Messmarken kann die Position der Kamera bestimmt werden, sodass letztlich auch die Position des angetasteten Punkts bestimmbar ist, weil der Taster in definierter und bekannter Weise mit der Kamera verbunden ist. Es ist so möglich, die Kraftfahrzeug-Karosserie punktweise photogrammetrisch abzutasten und eine Punktewolke zu erzeugen, die deren Geometrie repräsentiert.
-
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich durch eine Recheneinrichtung auszeichnet, die so ausgebildet und eingerichtet ist, dass durch sie sowohl die mithilfe der Photogrammetrie-Messeinrichtung als auch mithilfe der optischen Abtasteinrichtung erfassten Daten erfassbar sind, wobei die Daten in der Recheneinrichtung beziehungsweise durch die Recheneinrichtung zusammenführbar sind, um einen Gesamtdatensatz zu erstellen, der eine Repräsentation der Kraftfahrzeug-Karosserie auf der Grundlage aller gemessenen Daten darstellt.
-
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die optische Abtasteinrichtung eine Einrichtung zur optischen Formerfassung durch Streifenprojektion umfasst. Alternativ ist die optische Abtasteinrichtung als Einrichtung zur optischen Formerfassung durch Streifenprojektion ausgebildet. Dabei stellt die Streifenprojektion eine Möglichkeit der Flächendigitalisierung auf der Grundlage der Triangulation dar. Es ist so möglich, vergleichsweise schnell und trotzdem genau auch größere Flächen des Kraftfahrzeugs zu vermessen beziehungsweise zu digitalisieren.
-
Es zeigt sich dabei, dass in der Mehrfach-Messkammer tatsächlich zwei verschiedene Messprinzipien zum Einsatz kommen, wobei die Photogrammetrie-Messeinrichtung der punktweisen photogrammetrischen Abtastung der Kraftfahrzeug-Karosserie dient, während die optische Abtasteinrichtung dazu geeignet ist, auch größere Flächen der Kraftfahrzeug-Karosserie auf einmal zu vermessen. Die beiden Messmethoden ergänzen sich beziehungsweise können je nach Bedarf in verschiedenen Bereichen der Kraftfahrzeug-Karosserie eingesetzt werden. Dabei ist es insbesondere bei der Nachvermessung der verformten Kraftfahrzeug-Karosserie nach dem Aufprallversuch möglich, die optische Flächenvermessung für Bereiche anzuwenden, die eher geringfügige Verformungen aufweisen, während die photogrammetrische Punktvermessung bei größeren Verformungen angewandt wird. Die mithilfe der beiden verschiedenen Verfahren ermittelten Datensätze werden in der Recheneinrichtung erfasst und zu einem die Geometrie der Kraftfahrzeug-Karosserie repräsentierenden Gesamtdatensatz zusammengefügt.
-
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass zusätzlich zu der mindestens einen Mehrfach-Messkammer mindestens eine Photogrammetrie-Kammer vorgesehen ist, die eine Photogrammetrie-Messeinrichtung, jedoch keine optische Abtasteinrichtung umfasst. Dabei ist an mindestens einer Wand der mindestens einen Photogrammetrie-Kammer bevorzugt eine Vielzahl von Messmarken, insbesondere von Photogrammetrie-Marken, angebracht. Es ist somit möglich, die photogrammetrische Vermessung des Kraftfahrzeugs räumlich von der Flächenvermessung zu trennen, wodurch die Kapazität an vermessenen Kraftfahrzeugen pro Zeiteinheit steigt, weil die mindestens zwei Kammern gleichzeitig genutzt werden können. Dabei kann ein erstes Kraftfahrzeug in der mindestens einen Photogrammetrie-Kammer zumindest bereichsweise photogrammetrisch vermessen werden, während zugleich ein zweites Kraftfahrzeug in der mindestens einen Mehrfach-Messkammer zumindest bereichsweise flächenvermessen und/oder gegebenenfalls bezüglich einzelner Punkte photogrammetrisch vermessen oder auch photogrammetrisch nachvermessen wird. So erlaubt die Mehrfach-Messkammer eine hohe Flexibilität des Systems, weil in dieser auch photogrammetrische Messungen möglich sind, falls dies gewünscht ist oder es sich als nötig herausstellt. Das Kraftfahrzeug muss dann nicht eigens hierfür in die mindestens eine Photogrammetrie-Kammer verbracht werden.
-
Das System kann bevorzugt zweiteilig genutzt werden. Die mindestens eine Photogrammetrie-Kammer wird dabei zur Vorvermessung unverformter Kraftfahrzeuge verwendet wird, insbesondere um Einmesspunkte auf der Kraftfahrzeug-Karosserie einzumessen, die sich während des Aufprallversuchs nur in geringem Umfang oder gar nicht bezüglich ihrer Lage im Kraftfahrzeug-Koordinatensystem verändern. Es ist auch möglich, das Kraftfahrzeug in der Photogrammetrie-Kammer mit Anrisslinien zu versehen, wobei quasi ein Gitternetz in den Lack der Kraftfahrzeug-Karosserie gekratzt wird, welches für die spätere Verformungsanalyse herangezogen wird. Die mindestens eine Photogrammetrie-Kammer dient in diesem Fall quasi als Vorvermessungstrakt des Systems. Die Mehrfach-Messkammer wird dann verwendet, um das verformte Kraftfahrzeug nach dem Aufprallversuch zu vermessen. Hierbei können besonders bevorzugt die Methoden der optischen Flächenvermessung und der Einzelpunktvermessung mittels Photogrammetrie kombiniert werden. Die Mehrfach-Messkammer ist in diesem Fall insoweit als Nachvermessungseinheit des Systems vorgesehen. Der Durchsatz an zu vermessenden Kraftfahrzeugen pro Zeiteinheit wird dadurch erhöht, dass gleichzeitig in der mindestens einen Photogrammetrie-Kammer ein unverformtes Kraftfahrzeug vorvermessen und in der Mehrfach-Messkammer ein verformtes Kraftfahrzeug nachvermessen werden kann.
-
Es wird ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass es zusätzlich mindestens eine Koordinatenmesskammer umfasst. In dieser ist ein taktiles Koordinatenmessgerät angeordnet, welches bevorzugt zum Einmessen von Ausrichtpunkten in ein Kraftfahrzeug-Koordinatensystem verwendet wird. Um eine photogrammetrische Vorvermessung durchführen zu können, muss eine eineindeutige Transformation des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems in das durch die Photogrammetrie-Marken aufgespannte Photogrammetrie-Koordinatensystem aufgestellt werden. Diese Transformation wird erhalten, indem mindestens drei im Kraftfahrzeug-Koordinatensystem bekannte Ausrichtpunkte in das Photogrammetrie-Koordinatensystem eingemessen werden. Das taktile Koordinatenmessgerät in der Koordinatenmesskammer wird vorzugsweise verwendet, um vor der photogrammetrischen Vorvermessung des Kraftfahrzeugs mindestens drei Ausrichtpunkte an diesem im Kraftfahrzeug-Koordinatensystem festzulegen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, das taktile Koordinatenmessgerät in der Koordinatenmesskammer für Vergleichsmessungen heranzuziehen, insbesondere wenn sich während der Vor- oder Nachvermessung zeigt, dass eine höhere Genauigkeit der Messung zumindest in bestimmten Bereichen der Kraftfahrzeug-Karosserie nötig ist. Das Kraftfahrzeug kann in diesem Fall in die Koordinatenmesskammer verbracht werden, wo dann vorzugsweise bereichsweise eine hochgenaue Nachmessung durch taktiles Antasten mittels des Koordinatenmessgeräts durchgeführt wird.
-
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die verschiedenen Kammern des Systems durch Leichtbauwände voneinander getrennt sind. Insbesondere werden aufgeständerte Leichtbauwände bevorzugt, die gegebenenfalls rasch bezüglich ihrer Position verändert werden können, um die Größen der einzelnen Kammern flexibel an verschiedene Vermessungsaufgaben anpassen zu können. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass unmittelbar benachbarte Kammern mindestens eine gemeinsame Wand aufweisen, wodurch die Anzahl an Wänden minimiert und der Aufwand zur Veränderung der Größen der einzelnen Kammern reduziert wird. Außerdem sind die Kammern des Systems besonders kompakt angeordnet, wenn sie einander möglichst unmittelbar benachbart sind. Vorzugsweise ist eine gemeinsame Kraneinrichtung zur Bestückung der Kammern vorgesehen, sodass Messeinrichtungen, andere Teile und/oder Kraftfahrzeug-Karosserien mithilfe der Kraneinrichtung in die verschiedenen Kammern eingebracht beziehungsweise von einer Kammer in eine andere Kammer verbracht werden können.
-
Schließlich wird ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass es zwei Mehrfach-Messkammern und mindestens zwei Photogrammetrie-Kammern sowie eine Koordinatenmesskammer aufweist. Bevorzugt weist das System sieben Photogrammetrie-Kammern zusätzlich zu den zwei Mehrfach-Messkammern und der einen Koordinatenmesskammer auf. Die verschiedenen Kammern sind vorzugsweise zueinander benachbart angeordnet, wobei besonders bevorzugt unmittelbar benachbarte Kammern mindestens eine gemeinsame Wand aufweisen. Die verschiedenen Kammern sind parallel beziehungsweise gleichzeitig nutzbar, wobei das System besonders bevorzugt in einen Vorvermessungstrakt und eine Nachvermessungseinheit geteilt wird. Dabei ist es möglich, die Photogrammetrie-Kammern insbesondere zur Vorvermessung und die Mehrfach-Messkammern insbesondere zur Nachvermessung zu verwenden. Es ist jedoch auch möglich, mindestens eine Photogrammetrie-Kammer sowie eine erste Mehrfach-Messkammer zur Vorvermessung zu verwenden, während mindestens eine weitere Photogrammetrie-Kammer und eine zweite Mehrfach-Messkammer zur Nachvermessung verwendet wird. In den Mehrfach-Messkammern werden bevorzugt Flächenvermessungen durchgeführt, wobei die Photogrammetrie-Messeinrichtungen hier als zusätzliche Option zur Verfügung stehen, um gegebenenfalls auch photogrammetrische Punktvermessungen durchführen zu können.
-
Die verschiedenen Kammern sind vorzugsweise so angeordnet, dass die der Vorvermessung dienenden Kammern einerseits und die der Nachvermessung dienenden Kammern andererseits zusammen, vorzugsweise gegenüberliegend angeordnet sind. Dies ermöglicht eine effiziente Beschickung der Kammern mit Kraftfahrzeug-Karosserien durch intelligente Anordnung der Arbeitstrakte. Insgesamt sind mithilfe des Systems eine hohe Parallelisierung der Vermessungen und eine hohe ergebnisorientierte Effizienz erreichbar. Die Kapazitäten der Messkammern können dabei so konzentriert werden, dass ein hoher Durchsatz von Messfahrzeugen beliebiger Größe – vom Kleinwagen bis zum Lastkraftwagen – mit aktuellen Messmethoden vermessen werden kann.
-
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Vermessung von Kraftfahrzeugen vor und nach einem Aufprallversuch mit den Schritten des Anspruchs 10 geschaffen wird. Das Verfahren wird mithilfe eines Systems nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt. Zunächst wird ein Kraftfahrzeug in eine Koordinatenmesskammer eingebracht. In dieser werden mithilfe eines Koordinatenmessgeräts mindestens drei Ausrichtpunkte in ein Kraftfahrzeug-Koordinatensystem eingemessen, welches von dem Kraftfahrzeug aufgespannt wird. Dabei sind drei in dem Kraftfahrzeug-Koordinatensystem bekannte Ausrichtpunkte grundsätzlich ausreichend, um das Kraftfahrzeug-Koordinatensystem später relativ zu einem Photogrammetrie-Koordinatensystem festlegen zu können beziehungsweise um eine Transformation zwischen den Koordinatensystemen aufstellen zu können. Die Genauigkeit des Verfahrens erhöht sich jedoch, wenn mehr als drei Ausrichtpunkte in dem Kraftfahrzeug-Koordinatensystem bekannt sind. Das Kraftfahrzeug wird von der Koordinatenmesskammer in eine erste Photogrammetrie-Kammer verbracht. Es wird eine Mehrzahl von Einmesspunkten des Kraftfahrzeugs eingemessen, wobei unter dem Begriff „Einmesspunkt” ein Punkt verstanden wird, der bezüglich seiner Lage bei dem nachfolgenden Aufprallversuch nicht oder nur wenig verändert wird. Die Einmesspunkte dienen dazu, die im Zuge der Vorvermessung gemessene, das unverformte Kraftfahrzeug repräsentierende Punktewolke mit der nach dem Aufprallversuch gemessenen, das verformte Kraftfahrzeug repräsentierenden Punktewolke in Überdeckung bringen zu können, um den Aufprallversuch quantitativ auswerten zu können. Das Kraftfahrzeug wird aus der ersten Photogrammetrie-Kammer in eine erste Mehrfach-Messkammer verbracht. Dort wird mindestens eine Fläche des Kraftfahrzeugs mithilfe der optischen Abtasteinrichtung vermessen, und es wird vorzugsweise mindestens ein Einmesspunkt photogrammetrisch eingemessen. Dabei ist es möglich, dass ein bereits zuvor in der ersten Photogrammetrie-Kammer eingemessener Einmesspunkt erneut eingemessen wird, um die Lage des Kraftfahrzeugs in der Mehrfach-Messkammer zu bestimmen. Es ist jedoch auch möglich, dass in der Mehrfach-Messkammer zusätzliche Einmesspunkte photogrammetrisch eingemessen werden.
-
Das Kraftfahrzeug wird aus der ersten Mehrfach-Messkammer ausgebracht, und der Aufprallversuch wird durchgeführt.
-
Anschließend wird das Kraftfahrzeug in eine zweite Photogrammetrie-Messkammer eingebracht, wobei mindestens einer der zuvor eingemessenen Einmesspunkte des Kraftfahrzeugs in das Photogrammetrie-Koordinatensystem der zweiten Photogrammetrie-Messkammer eingemessen wird.
-
Anschließend wird das Kraftfahrzeug von der zweiten Photogrammetrie-Kammer in eine zweite Mehrfach-Messkammer verbracht, in der mindestens eine Fläche des Kraftfahrzeugs mithilfe der optischen Abtasteinrichtung flächenvermessen wird. Vorzugsweise wird hier auch mindestens einer der zuvor eingemessenen Einmesspunkte erneut eingemessen, um Messfehler zu reduzieren und/oder die Lage des Kraftfahrzeugs in der Mehrfach-Messkammer bestimmen zu können. Es ist auch möglich, in der zweiten Mehrfach-Messkammer weitere Punkte photogrammetrisch zu vermessen, falls dies gewünscht wird.
-
Vorzugsweise wird das Kraftfahrzeug vor dem Einmessen der Einmesspunkte in der ersten Photogrammetrie-Kammer zunächst beispielsweise auf vier unabhängig voneinander höhenverstellbaren Stempeln auf einem Drehtisch reproduzierbar ausgerichtet, und die in dem Kraftfahrzeug-Koordinatensystem bekannten Ausrichtpunkte werden in ein Photogrammetrie-Koordinatensystem der ersten Photogrammetrie-Kammer eingemessen, um eine Transformation von dem Photogrammetrie-Koordinatensystem in das Kraftfahrzeug-Koordinatensystem aufzustellen.
-
Vorzugsweise wird die Kraftfahrzeug-Karosserie noch in der ersten Photogrammetrie-Kammer angerissen, das heißt es werden bevorzugt sowohl horizontale als auch vertikale Anrisslinien in den Lack der Kraftfahrzeug-Karosserie gekratzt, wobei die Linien und insbesondere deren Kreuzungspunkte zur Vermessung sowohl der unverformten als auch der verformten Kraftfahrzeug-Karosserie herangezogen und damit zur Auswertung des Aufprallversuchs genutzt werden können.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es auch möglich, dass das Anreißen der Kraftfahrzeug-Karosserie in der Mehrfach-Messkammer durchgeführt wird.
-
Im Übrigen ist es möglich, eine gemäß den Aufprallversuchsbestimmungen vorgeschriebene Position eines Fahrzeugsitzes und/oder einer Messpuppe, nämlich einer Insassen-Attrappe beziehungsweise eines sogenannten Dummys, in der ersten Photogrammetrie-Kammer oder in der ersten Mehrfach-Messkammer einzumessen.
-
Bevorzugt wird das Fahrzeug in der zweiten Photogrammetrie-Messkammer vor dem Einmessen des mindestens einen Einmesspunkts in vorherbestimmter und reproduzierbarer Ausrichtung angeordnet, sodass durch Einmessen des mindestens einen Einmesspunkts lediglich ein Verschiebevektor zwischen dem Kraftfahrzeug-Koordinatensystem und dem Photogrammetrie-Koordinatensystem bestimmt werden muss. Die Relativdrehung der beiden Koordinatensysteme relativ zueinander ist dagegen bereits durch die vorherige Einmessung zusammen mit der definierten, reproduzierbaren Ausrichtung des Kraftfahrzeugs vorgegeben.
-
In diesem Zusammenhang wird bevorzugt, dass alle Kammern des Systems identisch ausgerichtete Koordinatensysteme aufweisen. Da dies jedoch in der Realität schwer zu gewährleisten ist, wird alternativ bevorzugt, dass in jeder Kammer zunächst anhand eines Kraftfahrzeugs eine Relativdrehung des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems relativ zu dem Koordinatensystem der Messkammer bestimmt wird. Werden die verschiedenen Kraftfahrzeuge in den einzelnen Kammern stets identisch ausrichtet, muss danach in jeder Kammer für jedes weitere Fahrzeug lediglich ein Verschiebevektor bestimmt werden, da durch die identische, reproduzierbare Ausrichtung der Kraftfahrzeuge die Relativdrehung der Koordinatensysteme unabhängig von dem konkret in der Kammer angeordneten Kraftfahrzeug und auch unabhängig von dessen Größe, Modell sowie weiteren Eigenschaften, konstant bleibt.
-
In der zweiten Photogrammetrie-Messkammer wird bevorzugt auch eine photogrammetrische Vermessung der verformten Kraftfahrzeug-Karosserie durchgeführt.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Vermessung von Kraftfahrzeugen vor und nach einem Aufprallversuch in schematischer Darstellung.
-
Die Figur zeigt ein System 1, das eine erste Mehrfach-Messkammer 3 sowie eine zweite Mehrfach-Messkammer 5 aufweist. In der ersten Mehrfach-Messkammer 3 und auch in der zweiten Mehrfach-Messkammer 5 sind jeweils zwei optische Abtasteinrichtungen 7 angeordnet. Außerdem umfasst jede der Mehrfach-Messkammern 3, 5 zwei Drehtische 9 zur drehbaren Aufspannung von Kraftfahrzeugen 11. Dabei ist es möglich, dass jeweils einer der Drehtische 9 zur Aufspannung eines kleineren Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens eingerichtet ist, während der zweite Drehtisch 9 zur Aufspannung eines größeren Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens eingerichtet ist.
-
Mithilfe der Drehtische 9 werden die Kraftfahrzeuge 11 an der optischen Abtasteinrichtung 7 vorbeigedreht, wobei mithilfe der optischen Abtasteinrichtung 7 eine dreidimensionale Punktewolke des Kraftfahrzeugs aufgenommen wird. Dabei befindet sich die optische Abtasteinrichtung 7 bevorzugt in einer raumfesten Position, wobei das Kraftfahrzeug 11 an ihr vorbeibewegt wird.
-
Alternativ ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug 11 stillsteht, sich also in einer raumfesten Position befindet, während die optische Abtasteinrichtung 7 verlagerbar, vorzugsweise an einem Roboterarm vorgesehen ist, wobei sie relativ zu dem Kraftfahrzeug 11 bewegt wird.
-
In jeder Mehrfach-Messkammer 3, 5 ist auch eine in der Figur nicht dargestellte Photogrammetrie-Messeinrichtung zur optischen Einzelpunktmessung vorgesehen.
-
Das System 1 umfasst weiterhin sieben Photogrammetrie-Kammern 13, die jeweils eine Photogrammetrie-Messeinrichtung, jedoch keine optische Abtasteinrichtung 7 umfassen.
-
Weiterhin umfasst das System eine Koordinatenmesskammer 15, in der ein taktiles Koordinatenmessgerät 17 angeordnet ist.
-
Die einzelnen Kammern 3, 5, 13, 15 sind durch Leichtbauwände, insbesondere aufgeständerte Leichtbauwände voneinander getrennt, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen lediglich drei mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet sind.
-
Die Wände 19 sind vorzugsweise sämtlich – gegebenenfalls mit Ausnahme der Innenwände der Koordinatenmesskammer 15 – mit einer Vielzahl von Messmarken, insbesondere Photogrammetrie-Marken, versehen. Daher ist es in allen Kammern 3, 5, 13 und gegebenenfalls sogar auch in der Koordinatenmesskammer 15 möglich, Photogrammetrie-Messungen durchzuführen. Dabei ist es möglich, in eine Kammer, die keine eigene Photogrammetrie-Messeinrichtung aufweist, einen mobilen Photogrammetrie-Sensor einzubringen, um photogrammetrische Messungen durchführen zu können.
-
Durch strichlierte beziehungsweise strichpunktierte Linien ist eine Kraneinrichtung 21 angedeutet, die zur Beschickung aller Kammern 3, 5, 13, 15 vorgesehen und eingerichtet ist. Mithilfe der Kraneinrichtung 21 können insbesondere schwere Gegenstände, gegebenenfalls auch Kraftfahrzeug-Karosserien in die Kammern 3, 5, 13, 15 eingebracht werden.
-
Vorzugsweise ist das System 1 aufgeteilt in einen Vorvermessungstrakt 23, in dem unverformte Kraftfahrzeuge 11 vor einem Aufprallversuch vermessen werden, und in einen Nachvermessungstrakt 25, in dem verformte Kraftfahrzeuge 11 nach dem Aufprallversuch vermessen werden. Diese Aufteilung ermöglicht eine systematische Trennung und effiziente Beschickung der einzelnen Kammern, insbesondere einen wohldefinierten Weg, den die Kraftfahrzeuge innerhalb des Systems 1 zurücklegen.
-
Dabei ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Koordinatenmesskammer 15 in dem Nachvermessungstrakt 25 angeordnet, weil hier insbesondere hochgenaue Messungen zur taktilen Reproduzierung optischer Messergebnisse beziehungsweise zu deren Sicherstellung und/oder zur genaueren Nachvermessung durchgeführt werden.
-
Zugleich wird die Koordinaten-Messkammer 15 jedoch vorzugsweise auch genutzt, um an unverformten Kraftfahrzeug-Karosserien mindestens drei Ausrichtpunkte in das Kraftfahrzeug-Koordinatensystem einzumessen. Es ist daher bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Systems 1 ohne Weiteres möglich, dass die Koordinatenmesskammer 15 dem Vorvermessungstrakt 23 zugeordnet ist.
-
In der Figur nicht dargestellt ist, dass den Drehtischen 9 jeweils bevorzugt vier unabhängig voneinander höhenverstellbare Stempel zugeordnet sind, auf denen die Kraftfahrzeuge 11 in wohldefinierter, reproduzierbarer Ausrichtung anordenbar sind.
-
Im Folgenden wird das Verfahren zur Vermessung von Kraftfahrzeugen anhand der Figur näher erläutert: Ein im Rahmen eines Aufprallversuchs zu untersuchendes Kraftfahrzeug 11 wird zunächst in die Koordinatenmesskammer 15 eingebracht. Dort werden mithilfe des Koordinatenmessgeräts 17 mindestens drei Ausrichtpunkte auf dem Kraftfahrzeug in das Kraftfahrzeug-Koordinatensystem eingemessen, sodass deren Koordinaten in diesem Koordinatensystem bekannt sind. Anschließend wird das Kraftfahrzeug in eine Photogrammetrie-Kammer 13 des Vorvermessungstrakts 23 eingebracht, wobei es dort vorzugsweise auf vier unabhängig voneinander höhenverstellbaren Stempeln definiert relativ zu einem von den Wänden 19 der Photogrammetrie-Kammer 13 aufgespannten Photogrammetrie-Koordinatensystem ausgerichtet wird. Sodann werden die mindestens drei Ausrichtpunkte in das Photogrammetrie-Koordinatensystem eingemessen, und es wird eine Transformation von dem Photogrammetrie-Koordinatensystem in das Kraftfahrzeug-Koordinatensystem aufgestellt. Es ist nun möglich, eine Mehrzahl von Einmesspunkten auf dem Kraftfahrzeug in das Photogrammetrie-Koordinatensystem photogrammetrisch einzumessen. Außerdem wird die Karosserie des Kraftfahrzeugs 11 vorzugsweise bereits in der Photogrammetrie-Kammer 13 oder später in der Mehrfach-Messkammer 3 des Vorvermessungstrakts 23 angerissen, wobei eine Vielzahl horizontaler und vertikaler Anrisslinien auf der Karosserie angezeichnet, vorzugsweise in deren Lack gekratzt werden.
-
Von der ersten Photogrammetrie-Kammer 13 wird das Kraftfahrzeug 11 in die erste Mehrfach-Messkammer 3 verbracht, wo mindestens eine Fläche mithilfe der optischen Abtasteinrichtung 7 vermessen wird. Zuvor wird das Kraftfahrzeug 11 vorzugsweise auf vier unabhängig voneinander höhenverstellbaren Stempeln, die in den Drehtisch 9 integriert sind, definiert relativ zu einem von den Wänden 19 der ersten Mehrfach-Messkammer 3 aufgespannten Koordinatensystem ausgerichtet. Die optische Abtasteinrichtung 7 ist bevorzugt als sogenannter Körperscanner ausgebildet, an welchem das Kraftfahrzeug 11 mithilfe des Drehtischs 9 vorbeigedreht wird. Zusätzlich ist es möglich, mindestens einen Einmesspunkt in der Mehrfach-Messkammer 3 photogrammetrisch einzumessen. Es ist auch möglich, Anrisslinien auf dem Kraftfahrzeug 11 in der ersten Mehrfach-Messkammer 3 auf der Karosserie des Kraftfahrzeugs 11 anzuzeichnen. Dies erfolgt vorzugsweise alternativ oder zusätzlich zu einem Anreißen in der ersten Photogrammetrie-Messkammer 13.
-
Die Daten, welche durch die optische Abtasteinrichtung 7 gewonnen wurden, werden vorzugsweise mit den durch photogrammetrische Messung gewonnenen Daten zusammengeführt zu einem einheitlichen Gesamtdatensatz, welcher die Geometrie des Kraftfahrzeugs 11 repräsentiert.
-
Das Kraftfahrzeug 11 wird aus der ersten Mehrfach-Messkammer 3 ausgebracht, und es wird ein Aufprallversuch an dem Kraftfahrzeug 11 durchgeführt. Danach wird das Kraftfahrzeug bevorzugt in eine zweite Photogrammetrie-Messkammer 13 eingebracht, wo es durch Einmessen von mindestens einem der zuvor eingemessenen Einmesspunkte relativ zu dem Photogrammetrie-Koordinatensystem der zweiten Photogrammetrie-Messkammer 13 ausgerichtet wird. Anschließend wird das Kraftfahrzeug 11 in der zweiten Photogrammetrie-Kammer 13 photogrammetrisch vermessen. Danach wird es in die zweite Mehrfach-Messkammer 5 verbracht, wo es mithilfe der optischen Abtasteinrichtung 7 flächenvermessen wird. Auch in der zweiten Mehrfach-Messkammer 5 ist alternativ oder zusätzlich eine photogrammetrische Vermessung des Kraftfahrzeugs 11 möglich.
-
Die mithilfe der optischen Abtasteinrichtung 7 gewonnenen Daten und die photogrammetrisch gewonnenen Daten des verformten Kraftfahrzeugs 11 werden ebenfalls zu einem Gesamtdatensatz zusammengefügt, und die so erzeugte, verformte Punktewolke wird mit der von dem unverformten Kraftfahrzeug 11 gewonnenen Punktewolke verglichen, um den Aufprallversuch quantitativ auszuwerten. Dabei werden insbesondere Verformungswege definierter Punkte, beispielsweise von Punkten auf dem Anrissgitter, insbesondere Kreuzungspunkte der vertikalen und horizontalen Anrisslinien, automatisch nachverfolgt und auf den durch die optische Abtasteinrichtung gewonnenen Oberflächendaten dargestellt. Auf diese Weise ist es möglich, aufprallbedingte Veränderungen der Karosserie des Kraftfahrzeugs 11 wirklichkeitsgetreu nachzuverfolgen und zu visualisieren.
-
Falls dies nötig erscheint, kann die optische Vermessung des Kraftfahrzeugs 1 vor oder nach dem Aufprallversuch durch taktiles Antasten mithilfe des Koordinatenmessgeräts 17 in der Koordinatenmesskammer 15 durch Vergleichsmessungen verifiziert werden, oder es können besonders kritische Bereiche mit höherer Genauigkeit nachvermessen werden.
-
Das System 1 ermöglicht eine hohe Parallelisierung von Messungen, indem in den verschiedenen Kammern 3, 5, 13, 15 gleichzeitig verschiedene Kraftfahrzeuge 11 vermessen werden. Damit steigt die Anzahl der Kraftfahrzeuge, die pro Zeiteinheit im Rahmen eines Aufprallversuchs untersucht werden können. Die Kapazität des Systems wird weiter durch dessen sinnvolle räumliche Aufteilung in einen Vorvermessungstrakt 23 und einen Nachvermessungstrakt 25 gesteigert, wobei sich definierte, logistisch günstige Verlagerungswege für die Kraftfahrzeuge 11 ergeben.
-
Somit zeigt sich insgesamt, dass mithilfe des Systems 1 und mithilfe des Verfahrens eine Konzentration von Kapazitäten möglich ist, die zu einem hohen Durchsatz von Messfahrzeugen pro Zeiteinheit führt. Dabei können Kraftfahrzeuge aller Größen vom Kleinwagen bis zum Lastkraftwagen in dem Gesamtsystem mithilfe des Verfahrens vermessen werden.
