WO2015014565A1 - Fahrdynamikbewertung - Google Patents

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WO2015014565A1
WO2015014565A1 PCT/EP2014/064278 EP2014064278W WO2015014565A1 WO 2015014565 A1 WO2015014565 A1 WO 2015014565A1 EP 2014064278 W EP2014064278 W EP 2014064278W WO 2015014565 A1 WO2015014565 A1 WO 2015014565A1
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WO
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vehicle
evaluated
observation point
observer
geometric position
Prior art date
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PCT/EP2014/064278
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Michael Resl
Matthias Dank
Gerhard SCHAGERL
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AVL List GmbH
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AVL List GmbH
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Publication date
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    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2545—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with one projection direction and several detection directions, e.g. stereo
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G—PHYSICS
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    • G01B11/2755—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing wheel alignment using photoelectric detection means
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C11/36—Videogrammetry, i.e. electronic processing of video signals from a single source or from different sources to give parallax or range information

Definitions

  • the subject invention relates to a method and an arrangement for determining the driving dynamics of a vehicle to be evaluated, geometry data being determined.
  • motorsport which often represents a stage in the development phase for vehicle manufacturers, continuous optimization and adaptation of the vehicles to the most diverse conditions plays a decisive role.
  • the only way to determine the impact of a new set-up is to have a more or less distinct test phase in the form of completing multiple test runs on a test or race track.
  • Whether a changed attitude influences the driving behavior in a positive sense is often only to be determined by comparing different test runs or the times for corresponding route sections.
  • dynamic changes when driving off a test track, or when driving through a section of track, determined using a variety of sensors.
  • the error potential and the failure rate of the sensors used is relatively high. Depending on the type of sensors used, their weight, energy supply, mounting options, scattering of the measurement results, etc. must also be taken into account. Due to the fact that the mentioned sensors, which are used to adjust the suspension, during the actual racing operation usually does not remain in the form of on-board diagnostics on the vehicle, sometimes results in a discrepancy between the dynamic behavior of the vehicle in the setup phase and the actual racing operation.
  • the geometric data of vehicles are static, that is determined when the vehicle is stationary, for example by means of cameras.
  • Geometry data are corresponding angles which the axles, or the wheels, of a vehicle have in relation to the road surface (camber, lane), possible spring travel, the suspension's kinematics, etc.
  • DE 4217702 A1 shows an arrangement and an associated method in which by means of two stationary cameras geometry data such as camber angle or toe angles are detected. For example, the arrangement formed by the two cameras is shifted by twisting until the two camera images have optimal symmetry properties. The then set rotation angle corresponds directly to the toe angle of the recorded wheel.
  • US 7,366,602 B2 shows the use of a whole series of sensors on the vehicle, such as speed sensors, lateral and vertical acceleration sensors, sensors for determining inclination and twist angle, etc., to determine the position of a vehicle relative to its environment or the road surface. GPS data is also used for the orientation. Furthermore, the possibility of analyzing the environment using cameras, radar or sonar radiation to determine the current position of a vehicle and thus to verify the data determined by the sensors. All of this data is used to detect a possible rollover of the vehicle in time and to prevent it with the help of the usual driver assistance systems.
  • the object of the present invention is to be able to determine geometric data of a vehicle, or the dynamic behavior of the chassis and related parts, while driving on a test or race track, and thus to be able to evaluate the consequences of a modified vote accordingly , This should be possible without having to modify the vehicle by installing sensors or the like.
  • the vehicle to be evaluated is accompanied by an observer vehicle while the vehicle is traveling, and the observer vehicle detects the geometric position of at least one observation point on a vehicle-movable component of the vehicle to be evaluated with reference to a vehicle-fixed reference geometry by two detection devices on the observer vehicle from different angles and from this, the geometrical position of the observation point is determined by means of a known, unchangeable length.
  • the advantage is that by detecting the observation point under two different observation angles, a 3D point detection is realized, whereby the spatial position, or movement of the observation point is measurable.
  • a vehicle-fixed reference geometry which can be formed, for example, by the vehicle frame, a wing, spoiler or the like, the relative movement of the observation point to a vehicle-fixed point can be determined unambiguously by means of an evaluation unit.
  • the change in position between the observer vehicle and the vehicle to be evaluated thus has no negative influence on the registered geometric position of the observation point, since the registered geometric position is not distorted by the relative movement between the two vehicles.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the detection devices by two cameras whose distance from each other is known or a stereo camera with two lenses with known lens distance are formed.
  • the advantage is that the geometric position of the observation point can be unambiguously determined by triangulation using the distance between the two cameras, or the two objectives, from the two generated images.
  • the temporal change of the geometric position, in particular when driving over a test track, can also be determined as a result of several consecutive shots since the cameras travel along the observer vehicle.
  • a further advantageous embodiment provides that several observation points are located on the vehicle to be evaluated, and the changes of their geometric positions are registered simultaneously. This allows, for example, to analyze the precise movement of the left and right wheel suspension when cornering. By observing several observation points, changes in the observation points relative to one another can be recognized.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the determination of a temporal change of the geometric position of the observation point on the vehicle to be evaluated, by two or more consecutive registrations occurs. Since the temporal change of a position, and thus a motion vector, can not be derived from a single pair of stereo images, at least two successive recordings / registrations of the observation point are necessary. The thus registered shift of the observation point in the space allows the statements about the temporal change of its geometric position.
  • An advantageous embodiment provides that the absolute position of the observer vehicle is detected. As a result, by comparison with a calculated absolute position of the observer vehicle, wherein the distance between the two cameras serves as a basis for calculation, it is possible to control the distance between the two cameras used for the calculation.
  • the detected geometric position of at least one observation point is stored and / or transmitted telemetrically in real time.
  • the observer vehicle includes a memory device and / or a device for the telemetric transmission of the detected geometric position of at least one observation point in real time. This allows a later evaluation of the determined data or, for example, as a result of transmission of the data to a suitable location, the preparation or elaboration of any strategies for necessary changes to the vehicle to be evaluated, even while the vehicle to be evaluated is on a test or race track.
  • Figures 1 to 3 show by way of example, schematically and not by way of limitation advantageous embodiments of the invention. It shows
  • FIG. 1 shows the vehicle to be evaluated followed by an observer vehicle
  • FIG. 2 shows the vehicle to be assessed as perceived from two different angles by the tracking observer vehicle
  • FIG. 1 shows a typical arrangement of an observer vehicle 3 and a vehicle 2 to be evaluated on a test or race track 1.
  • the vehicle 2 to be evaluated is tracked by the observer vehicle 3, it being understood that an accompaniment in the form of a vehicle Side by side driving or driving ahead of the observer vehicle 3 is conceivable.
  • An active or passive trailer instead of the observer vehicle 3, which is pushed or pulled by the vehicle to be evaluated 2, would be conceivable.
  • An active trailer in this case would have its own drive or its own brakes. If this drive / these brakes are operated in coordination with the drive / brakes of the associated vehicle 2 to be evaluated, this results in no additional load for the vehicle 2 to be evaluated by the trailer. If a passive trailer is used which does not have its own drive or brakes, this additional load must be considered.
  • two cameras 4 and 5, or a corresponding stereo camera detect the vehicle 2 to be evaluated.
  • the geometric position of the observation point 6 is detected by the two cameras 4 and 5 at different observation angles ⁇ and ⁇ .
  • the distance 1 1 of the two cameras 4 and 5 or the lenses of a corresponding stereo camera is known. Taking into account this distance 11 and the registration of the observation point 6 under the two observation angles ⁇ and ⁇ , the geometrical, spatial position of the observation point 6 can be unambiguously determined using the known triangulation.
  • the concept is based on the same principle as the human, visual perception with both eyes.
  • the temporal, spatial change of the geometric position of the observation point 6, due to several successive shots can be determined.
  • Driving dynamics is understood in this context as the spatial movement, ie angular and / or position changes, vehicle moving parts such as the suspension, components which suspension and damping concern, moving parts of the chassis, and the like.
  • the speed or acceleration with which the observation point 6 has moved can be deduced.
  • the movement of the observation point 6 is related to a vehicle-fixed reference geometry 7 located on the vehicle 2 to be evaluated.
  • This reference geometry 7 can be formed for example by the vehicle frame, a wing, spoiler or the like. As a result, the geometric change in position of an observation point 6 is clearly recognizable.
  • Changes in position such as the movement of the observation point 6 relative to the observer vehicle 3, which results, for example, from the fact that the vehicle 2 to be evaluated is already in an exaggerated curve, but not the observer vehicle 3, therefore need not be taken into account.
  • the change in position between the observer vehicle 3 and the vehicle 2 to be evaluated thus has no negative influence on the registered change in position of the observation point 6.
  • the observer vehicle 3 therefore also does not have to maintain a defined constant distance to the vehicle 2 to be evaluated. If the vehicle 2 to be evaluated leaves the test or race track 1, the three-dimensional change in position of the observation point 6 is recorded continuously during the entire time. In this way, a statement about the driving dynamics of the vehicle 2 to be evaluated can be made without the vehicle 2 to be evaluated having a corresponding sensor system.
  • driving dynamics in this context means the spatial movement, ie angular and / or positional changes of vehicle-moving parts, such as the suspension, components which relate to suspension and damping, moving parts of the chassis and the like.
  • vehicle-moving parts such as the suspension, components which relate to suspension and damping, moving parts of the chassis and the like.
  • the observer vehicle 3 which follows the vehicle 2 to be evaluated, determines the geometric position of the observation point 6 in the form of position coordinates, as described, with the aid of an evaluation unit 13, the driving dynamics of the vehicle 2 to be evaluated can be determined over the entire course of the test. or racetrack 1 and thus assessed. This makes it possible to dynamically detect geometric position changes on the vehicle 2 to be evaluated, for example the change of the camber.
  • Accompaniment of the vehicle 2 to be evaluated by means of the observer vehicle 3 allows a greater flexibility in the choice of shooting angles than would be permitted, for example, by a stationary observation device at the edge of the test or race track 1. Furthermore, a stationary observation device at the edge of the test or race track 1 would require a large number of cameras in order to be able to determine similarly meaningful data, which would greatly increase the technical complexity and the associated costs.
  • the known distance 1 1 between the two cameras 4 and 5 or the lenses of a corresponding stereo camera can represent that size that allows the evaluation to allow corresponding changes in position values, by appropriate sensor 10 (differential GPS receiver, G Sensor, ride height sensor, etc.) on the observer vehicle 3, a continuous control of the distance 1 1 possible.
  • sensor 10 Differential GPS receiver, G Sensor, ride height sensor, etc.
  • the absolute position of the observer vehicle 3 in space is determined.
  • the absolute position of the observer vehicle 3 is determined on the basis of an image-fixed point, for example a tree, building or the like, by means of the already mentioned triangulation.
  • a difference between the determined by the sensor data absolute position of the observer vehicle 3 and the calculated absolute position, indicates a wrong distance 1 1 between the two cameras 4 and 5 as a basis for calculation.
  • the known distance 1 1 between the two cameras 4 and 5 or between the two lenses of a stereo camera does not necessarily represent the size that allows it in the evaluation geometric position changes, corresponding values.
  • a ruler constantly displayed in the image of the camera would also be conceivable.
  • known invariable magnitudes of the vehicle to be assessed such as the width of a wing, can be correlated to the changes in position of the observer.
  • Point 6 can be related. This, too, would allow the observed geometric positional changes of the observation point 6 to be assigned corresponding values.
  • the detected position changes of the observation point 6 are stored. These stored data can be read out after a test run and subsequently evaluated by means of an evaluation unit 13. This can be located on the observer vehicle 3 or in a box, a laboratory, or the like, that is, away from the observer vehicle 3. Furthermore, a device 9 for telemetric transmission of the detected changes in position of the observation point 6 in real time is arranged on the observer vehicle 3. As a result, the detected changes in position of the observation point 6 are made available for further evaluation in real time.
  • FIG. 2 shows the vehicle 2 to be evaluated, as is perceived, for example, on the one hand by the camera 4 and on the other hand by the camera 5 of the tracking observer vehicle 3.
  • the vehicle-fixed reference geometry 7 is formed for example by the vehicle frame.
  • observation point 6 of camera 4 Characterized in that an observation point 6 of camera 4 is perceived at an angle other than camera 5, with reference to the two angles and the known distance 1 1 of the two cameras 4 and 5, the position of the observation point 6 in its spatial position can be easily calculated ,
  • the observation point 6 is chosen arbitrarily. It is also quite possible to use several observation points 6 for the vehicle dynamics evaluation. These are freely selectable and, as already mentioned, may also include points on the wheels or tires, chassis suspensions, dampers, etc. of the vehicle 2 to be evaluated.
  • FIG. 2 The selected in Figure 2 rear view of the vehicle to be evaluated 2 is exemplary. A juxtaposition of the two vehicles or the driving ahead of the observer vehicle 3, while the cameras 4 and 5 are directed backwards, is quite possible. The position of the two vehicles to each other, it is chosen primarily depending on the monitored observation point 6.
  • FIG. 3 shows the rear view of the vehicle 2 to be evaluated, with the observation point 6 being, for example, a point on the right-hand rear tire of the vehicle 2 to be evaluated is selected.
  • a change in angle for example the change in the camber ⁇
  • the camber ⁇ changes during the course of the cornering with the time At by ⁇ .
  • the observation point 6 can be assigned a motion vector 12 for each time point, which unambiguously describe the temporal change in the position of the observation point 6.
  • FIG. 3 shows only a two-dimensional change in position, but the motion vector 12 actually describes a three-dimensional change in position of the observation point 6 which is not shown in more detail and which is also registered by the observation by means of two cameras 4 and 5. If, as already described, the change in position of the observation point 6 relative to a fixed point, or to a reference geometry 7 on the vehicle to be evaluated 2, and there is a multiple successive registration, for example, the temporal change of the fall can be easily calculated.

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Abstract

Verfahren und Anordnung zur Fahrdynamikbewertung eines zu bewertenden Fahrzeuges (2), wobei Geometriedaten bestimmt werden und das zu bewertende Fahrzeug (2) während der Fahrt von einem Beobachterfahrzeug (3) begleitet wird, wobei das Beobachterfahrzeug (3) die Lage von zumindest einem Beobachtungspunkt (6) am zu bewertenden Fahrzeug (2) mittels zweier Kameras (4, 5), deren Abstand (11) voneinander bekannt ist registriert.

Description

Fahrdynamikbewertung
Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Fahrdynamik eines zu bewertenden Fahrzeuges, wobei Geometriedaten bestimmt werden. Gerade im Motorsport, welcher oftmals einen Abschnitt in der Entwicklungsphase für Fahrzeughersteller darstellt, spielt fortwährendes Optimieren und Anpassen der Fahrzeuge an unterschiedlichste Gegebenheiten eine entscheidende Rolle. Oftmals ist der einzige Weg die Auswirkung eines neuen Setups zur ermitteln, eine mehr oder weniger ausgeprägte Testphase in Form der Absolvierung mehrerer Testläufe auf einer Test- beziehungsweise Renn- strecke. Ob eine veränderte Einstellung das Fahrverhalten im positiven Sinne beeinflusst, ist dabei oftmals nur anhand des Vergleichs unterschiedlicher Testläufe, beziehungsweise der Zeiten für entsprechende Streckenabschnitte zu bestimmen. Üblicherweise werden dynamische Veränderungen beim Abfahren einer Teststrecke, beziehungsweise beim Durchfahren eines Streckenabschnitts, anhand unterschiedlichster Sensoren ermittelt. Dabei ist neben dem Entwicklungsaufwand und der entsprechenden Adaptierung an das Fahrwerk, das Fehlerpotenzial und die Ausfallsrate der genutzten Sensorik verhältnismäßig hoch. Je nach Art der verwendeten Sensorik ist auch deren Gewicht, Energieversorgung, Montagemöglichkeit, Streuung der Messergebnisse, etc. zu berücksichtigen. Aufgrund der Tatsache dass die angesprochene Sensorik, welche zur Einstellung des Fahrwerks dient, während des eigentli- chen Rennbetriebs üblicherweise nicht in Form einer on-board Diagnostik am Fahrzeug verbleibt, ergibt sich mitunter eine Diskrepanz zwischen dem dynamischen Verhalten des Fahrzeuges in der Setupphase und dem eigentlichen Rennbetrieb.
Üblicherweise werden die Geometriedaten von Fahrzeugen statisch, also bei stillstehendem Fahrzeug beispielsweise mittels Kameras ermittelt. Unter Geometriedaten sind entsprechen- de Winkel, die die Achsen, beziehungsweise die Räder, eines Fahrzeuges in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche aufweisen (Sturz, Spur), mögliche Federwege, die Kinematik der Radaufhängung, usw. zu verstehen. Die DE 4217702 A1 zeigt dazu eine Anordnung und ein dazugehöriges Verfahren bei welchem mithilfe zweier stationärer Kameras Geometriedaten wie Sturzwinkel oder Spurwinkel erfasst werden. Beispielsweise wird die Anordnung, welche durch die beiden Kameras gebildet wird, durch Verdrehen solange verschoben bis die beiden Kamerabilder optimale Symmetrieeigenschaften aufweisen. Der dann eingestellte Drehwinkel entspricht direkt dem Spurwinkel des aufgenommenen Rades. Das Verfahren nutzt somit zwar sämtliche Vorteile eines berührungslosen Messverfahrens, ist jedoch dennoch lediglich für die stationäre Anwendung geeignet und erlaubt keine Rückschlüsse auf dynami- sehe Änderungen der ermittelten Messwerte während des Fahrbetriebs. Die US 7,366,602 B2 zeigt die Verwendung einer ganzen Reihe von Sensoren am Fahrzeug, wie Geschwindigkeitssensoren, laterale und vertikaler Beschleunigungssensoren, Sensoren zur Bestimmungen von Neigungs- und Verdrehwinkel, etc., um die Lage eines Fahrzeuges relativ zu seiner Umgebung beziehungsweise der Fahrbahnoberfläche zu bestimmen. Auch GPS-Daten werden für die Lagebestimmung herangezogen. Des Weiteren wird die Möglichkeit aufgezeigt, durch Analyse der Umgebung mithilfe der Verwendung von Kameras, Radaroder Sonarstrahlung auf die aktuelle Lage eines Fahrzeuges rückzuschließen und so die von den Sensoren ermittelten Daten zu überprüfen. All diese Daten werden dazu verwendet, um einen möglichen Überschlag des Fahrzeugs rechtzeitig zu erkennen und mithilfe der übli- chen Fahrassistenzsysteme zu verhindern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Geometriedaten eines Fahrzeuges, beziehungsweise das dynamische Verhalten dessen Fahrwerks und damit verbundener Teilen, während der Fahrt auf einer Test- oder Rennstrecke bestimmen zu können, und somit in weiterer Folge die Auswirkungen einer veränderten Abstimmung entsprechend auswerten zu können. Dies soll, ohne das Fahrzeug durch Installation von Sensorik oder ähnlichem verändern zu müssen, ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zu bewertende Fahrzeug während der Fahrt von einem Beobachterfahrzeug begleitet wird und das Beobachterfahrzeug die geometrische Lage von zumindest einem Beobachtungspunkt an einem fahrzeug- beweglichen Bauteil des zu bewertenden Fahrzeug bezogen auf eine fahrzeugfeste Referenzgeometrie durch zwei Erfassungseinrichtungen am Beobachterfahrzeug aus unterschiedlichen Blickwinkeln erfasst und daraus mithilfe einer bekannten, unveränderlichen Länge die geometrische Lage des Beobachtungspunktes bestimmt wird.
Der Vorteil besteht darin, dass durch das Erfassen des Beobachtungspunktes unter zwei verschiedenen Beobachtungswinkeln, eine 3D Punkterkennung realisiert wird, wodurch die räumliche Lage, beziehungsweise Bewegung des Beobachtungspunktes messbar wird. Durch das beziehen auf eine fahrzeugfeste Referenzgeometrie, welche beispielsweise durch den Fahrzeugrahmen, einen Flügel, Spoiler oder ähnlichen gebildet werden kann, wird die Relativbewegung des Beobachtungspunktes zu einem fahrzeugfesten Punkt unter Zuhil- fenahme einer Auswerteeinheit eindeutig bestimmbar. Die Lageänderung zwischen Beobachterfahrzeug und zu bewertenden Fahrzeug hat somit keinen negativen Einfluss auf die registrierte geometrische Lage des Beobachtungspunktes, da die registrierte geometrische Lage durch die Relativbewegung zwischen den beiden Fahrzeugen nicht verfälscht wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Erfassungseinrichtungen durch zwei Kameras, deren Abstand voneinander bekannt ist oder einer Stereokamera mit zwei Objektiven mit bekanntem Objektivabstand gebildet werden. Der Vorteil besteht darin, dass durch das Bekanntsein des Abstands der beiden Kameras, beziehungsweise der beiden Objektive, aus den beiden erzeugten Bildern die geometrische Lage des Beobachtungspunkts mithilfe der Triangulation eindeutig bestimmt werden kann. Auch die zeitliche Ände- rung der geometrischen Lage, insbesondere bei einer Fahrt über eine Teststrecke, kann, infolge mehrerer aufeinanderfolgenden Aufnahmen, bestimmt werden da die Kameras am Beobachterfahrzeug mitfahren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass sich mehrere Beobachtungspunkte am zu bewertenden Fahrzeug befinden, und die Änderungen von deren geometrischen La- gen gleichzeitig registriert werden. Dies erlaubt es beispielsweise die genaue Bewegung der linken und rechten Radaufhängung bei einer Kurvenfahrt zu analysieren. Durch die Beobachtung mehrerer Beobachtungspunkte werden auch Veränderungen der Beobachtungspunkte relativ zueinander erkennbar.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Bestimmung einer zeitlichen Änderung der geometrischen Lage des Beobachtungspunkts am zu bewertenden Fahrzeug, durch zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Registrierungen, erfolgt. Da die zeitliche Änderung einer Position, und somit ein Bewegungsvektor, nicht aus einem einzigen Stereobildpaar abgeleitet werden kann, sind zumindest zwei aufeinanderfolgende Aufnahmen/Registrierungen des Beobachtungspunktes notwendig. Die somit registrierte Verschie- bung des Beobachtungspunktes im Raum, ermöglicht die Aussagen über die zeitliche Änderung dessen geometrischer Lage.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die absolute Position des Beobachterfahrzeugs erfasst wird. Dadurch wird, durch Vergleich mit einer errechneten absoluten Position des Beobachterfahrzeugs, wobei der Abstand zwischen den beiden Kameras als Berech- nungsgrundlage dient, eine Kontrolle des zur Berechnung herangezogenen Abstands zwischen den beiden Kameras ermöglicht.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die erfasste geometrische Lage zumindest eines Beobachtungspunktes gespeichert und/oder telemetrisch in Echtzeit übermittelt wird. Dazu ist vorgesehen, dass das Beobachterfahrzeug eine Speichereinrichtung und/oder eine Ein- richtung zur telemetrischen Übermittlung der erfassten geometrischen Lage von zumindest einem Beobachtungspunkt in Echtzeit, beinhaltet. Dies erlaubt ein späteres Auswerten der ermittelten Daten oder, beispielsweise infolge einer Übermittlung der Daten an eine geeignete Stelle, das Vorbereiten beziehungsweise Ausarbeiten etwaiger Strategien für notwendige Änderungen am zu bewertenden Fahrzeug, noch während sich das zu bewertende Fahrzeug auf einer Test- oder Rennstrecke befindet. Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 das zu bewertende Fahrzeug gefolgt von einem Beobachterfahrzeug, Fig.2 zeigt das zu bewertende Fahrzeug wie es aus zwei unterschiedlichen Winkeln vom verfolgenden Beobachterfahrzeug wahrgenommen wird,
Fig.3 die Veränderung der Lage eines Beobachtungspunktes am Reifen des zu bewertende Fahrzeugs nach der Zeit At.
Figur 1 zeigt eine typische Anordnung eines Beobachterfahrzeugs 3 und eines zu bewerten- den Fahrzeugs 2 auf einer Test- oder Rennstrecke 1. In der dargestellten, beispielhaften Anordnung wird das zu bewertende Fahrzeug 2 vom Beobachterfahrzeug 3 verfolgt, wobei selbstverständlich auch ein Begleiten in Form einer Nebeneinanderfahrt oder ein Vorausfahren des Beobachterfahrzeuges 3 denkbar ist. Auch die Verwendung eines aktiven oder passiven Anhängers anstelle des Beobachterfahrzeugs 3, welcher vom zu bewertenden Fahr- zeug 2 geschoben oder gezogen wird, wäre denkbar. Ein aktiver Anhänger würde in diesem Fall über einen eigenen Antrieb beziehungsweise über eigene Bremsen verfügen. Wird dieser Antrieb/diese Bremsen in Abstimmung mit dem Antrieb/den Bremsen des damit verbundenen, zu bewertenden Fahrzeugs 2 betrieben ergibt sich dadurch keine zusätzliche Belastung für das zu bewertende Fahrzeug 2 durch den Anhänger. Wird ein passiver Anhänger genutzt welcher über keinen eigenen Antrieb oder Bremsen verfügt, ist diese zusätzliche Belastung zu berücksichtigen.
Wie vorgesehen ist, erfassen zwei Kameras 4 und 5, oder eine entsprechende Stereokamera, das zu bewertende Fahrzeug 2. Dabei wird die geometrische Lage des Beobachtungspunktes 6 von den beiden Kameras 4 und 5 unter unterschiedlichen Beobachtungswinkel α und ß erfasst. Der Abstand 1 1 der beiden Kameras 4 und 5 beziehungsweise der Objektive einer entsprechenden Stereokamera ist bekannt. Unter Berücksichtigung dieses Abstandes 1 1 und der Registrierung des Beobachtungspunktes 6 unter den beiden Beobachtungswinkel α und ß, ist die geometrische, räumliche Lage des Beobachtungspunktes 6, unter Anwendung der bekannten Triangulation eindeutig bestimmbar. Das Konzept basiert auf demselben Prinzip, wie die menschliche, visuelle Wahrnehmung mit beiden Augen.
Zu beachten ist, dass auch die zeitliche, räumliche Änderung der geometrischen Lage des Beobachtungspunktes 6, infolge mehrerer aufeinanderfolgenden Aufnahmen, bestimmt werden kann. Dadurch kann eine Aussage über die Fahrdynamik des zu bewertende Fahrzeugs 2 getroffen werden, ohne dass das zu bewertende Fahrzeug 2 eine entsprechende Sensorik aufweisen muss. Unter Fahrdynamik versteht man in diesem Zusammenhang die räumliche Bewegung, also Winkel- und/oder Positionsänderungen, fahrzeugbeweglicher Teile wie zum Beispiel die Radaufhängung, Bauteile welche Federung und Dämpfung betreffen, bewegliche Teile des Fahrwerks, und dergleichen. Durch die Nutzung eines Beobachterfahrzeugs 3, wird ein kontinuierliches Beobachten des zu bewertenden Fahrzeugs 2 ermöglicht, ohne an lokale, stationäre Beobachtungseinrichtungen, beispielsweise am Rand der Test- oder Rennstrecke 1 , gebunden zu sein.
Ist weiters die einfach messbare Zeit, welche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen verstrichen ist, bekannt, kann die Geschwindigkeit oder Beschleunigung mit welcher sich der Beobachtungspunkt 6 bewegt hat, abgeleitet werden.
Anstelle der Nutzung optischer Kameras ist selbstverständlich auch die Anwendung einer zeitlich getakteten Laser-Abstandsmessung oder ähnlicher Messverfahren denkbar.
Die Bewegung des Beobachtungspunktes 6, wird auf eine am zu bewertenden Fahrzeug 2 befindliche fahrzeugfeste Referenzgeometrie 7 bezogen. Diese Referenzgeometrie 7 kann beispielsweise durch den Fahrzeugrahmen, einen Flügel, Spoiler oder ähnliches gebildet werden. Dadurch wird die geometrische Lageänderung eines Beobachtungspunktes 6 eindeutig erkennbar.
Lageänderungen, wie die Bewegung des Beobachtungspunktes 6 relativ zum Beobachterfahrzeug 3, welche sich beispielsweise dadurch ergibt, dass das zu bewertende Fahrzeug 2 sich bereits in einer überhöhten Kurve befindet, das Beobachterfahrzeug 3 jedoch noch nicht, müssen daher nicht berücksichtigt werden. Die Lageänderung zwischen Beobachterfahrzeug 3 und zu bewertenden Fahrzeug 2 hat somit keinen negativen Einfluss auf die registrierte Lageänderung des Beobachtungspunktes 6. Das Beobachterfahrzeug 3 muss daher auch keinen definierten konstanten Abstand zum zu bewertenden Fahrzeug 2 einhalten. Fährt das zu bewertende Fahrzeug 2 die Test- oder Rennstrecke 1 ab, wird die dreidimensionale Lageänderung des Beobachtungspunktes 6, während der gesamten Zeit laufend er- fasst. Auf diese Weise kann eine Aussage über die Fahrdynamik des zu bewertenden Fahrzeugs 2 getroffen werden, ohne dass das zu bewertende Fahrzeug 2 eine entsprechende Sensorik aufweisen muss. Wie bereits ausgeführt, versteht man unter Fahrdynamik in die- sem Zusammenhang die räumliche Bewegung, also Winkel- und/oder Positionsänderungen fahrzeugbeweglicher Teile, wie zum Beispiel die Radaufhängung, Bauteile welche Federung und Dämpfung betreffen, bewegliche Teile des Fahrwerks und dergleichen. Dadurch, dass das Beobachterfahrzeug 3, welches dem zu bewertenden Fahrzeug 2 folgt, unter Zuhilfenahme einer Auswerteeinheit 13 die geometrische Lage des Beobachtungspunktes 6 in Form von Lagekoordinaten, wie beschrieben ermittelt, kann die Fahrdynamik des zu bewertenden Fahrzeugs 2 über den gesamten Verlauf der Test- oder Rennstrecke 1 bestimmt und somit bewertet werden. Dies ermöglicht, geometrische Lageänderungen am zu bewertenden Fahrzeug 2, beispielsweise die Änderung des Sturzes, dynamisch zu erfassen.
Die Begleitung des zu bewertenden Fahrzeugs 2 mittels des Beobachterfahrzeugs 3, ermöglicht eine höhere Flexibilität in der Wahl der Aufnahmewinkel, als es beispielsweise eine stationäre Beobachtungeinrichtung am Rand der Test- oder Rennstrecke 1 erlauben würde. Weiters würde eine stationäre Beobachtungseinrichtung am Rand der Test- oder Rennstrecke 1 eine Vielzahl an Kameras erfordern um ähnlich aussagekräftige Daten ermitteln zu können, wodurch der technische Aufwand und die damit verbundenen Kosten stark ansteigen würden.
Da der bekannte Abstand 1 1 zwischen den beiden Kameras 4 und 5 beziehungsweise der Objektive einer entsprechenden Stereokamera, jene Größe darstellen kann, die es in der Auswertung erlaubt Lageänderungen entsprechende Werte zuordnen zu können, ist durch entsprechende Sensorik 10 (Differential-GPS Empfänger, G-Sensor, Fahrhöhensensor, etc.) am Beobachterfahrzeug 3 eine laufende Kontrolle des Abstands 1 1 möglich.
Mithilfe dieser Sensorik 10 wird die absolute Position des Beobachterfahrzeugs 3 im Raum ermittelt. Gleichzeitig wird die absolute Position des Beobachterfahrzeugs 3 anhand eines im Bild befindlichen, ortsfesten Punktes beispielsweise ein Baum, Gebäude oder dergleichen, mithilfe der bereits erwähnten Triangulation bestimmt. Eine Differenz zwischen der durch die Sensordaten ermittelten Absolutposition des Beobachterfahrzeugs 3 und der errechneten Absolutposition, weist auf einen falschen Abstand 1 1 zwischen den beiden Kameras 4 und 5 als Berechnungsbasis hin.
Die beschriebene Vorgangsweise eignet sich jedoch lediglich zur groben Kontrolle da die gelieferten Sensordaten einem Rauschen unterliegen und auch die zur Verfügung stehenden Differential-GPS-Daten nicht der üblicherweise erforderlichen Genauigkeit entsprechen.
Der bekannte Abstand 1 1 zwischen den beiden Kameras 4 und 5 oder zwischen den zwei Objektiven einer Stereokamera muss nicht zwangsläufig jene Größe darstellen, die es in der Auswertung erlaubt geometrischen Lageänderungen, entsprechende Werte zuordnen. Beispielsweise wäre auch ein, im Bild der Kamera ständig eingeblendetes Lineal denkbar. Anhand des Lineals können bekannte unveränderliche Größen des zu bewertenden Fahrzeugs, wie beispielsweise die Breite eines Flügels, zu den Lageänderungen des Beobachtungs- Punktes 6 in Relation gesetzt werden. Auch dies würde es erlauben den beobachteten geometrischen Lageänderungen des Beobachtungspunktes 6, entsprechende Werte zuzuordnen.
Durch Verwendung einer Speichereinrichtung 8 am Beobachterfahrzeug 3 werden die er- fassten Lageänderungen des Beobachtungspunktes 6 gespeichert. Diese gespeicherten Daten können nach einem Testlauf ausgelesen und anschließend mittels einer Auswerteeinheit 13 ausgewertet werden. Diese kann sich am Beobachterfahrzeug 3 oder auch in einer Box, einem Labor, oder dergleichen, also abseits des Beobachterfahrzeugs 3 befinden. Weiters ist am Beobachterfahrzeug 3 eine Einrichtung 9 zur telemetrischen Übertragung der erfassten Lageänderungen des Beobachtungspunktes 6 in Echtzeit, angeordnet. Dadurch werden die erfassten Lageänderungen des Beobachtungspunktes 6 für die weitere Auswertung in Echtzeit zugänglich gemacht.
Figur 2 zeigt das zu bewertende Fahrzeug 2 wie es beispielsweise, einerseits von Kamera 4 und andererseits von Kamera 5 des verfolgenden Beobachterfahrzeugs 3 wahrgenommen wird. Durch die Beobachtung des zu bewertenden Fahrzeugs 2 von den zwei unterschiedlichen Blickpunkten der Kamera 4 und der Kamera 5, wirken die beiden Aufnahmen, entsprechend der in Figur 1 dargestellten Beobachtungswinkel α und ß, unterschiedlich verzerrt. Die fahrzeugfeste Referenzgeometrie 7 wird beispielsweise durch den Fahrzeugrahmen gebildet. Die Anwendung der bekannten Stereoskopie erlaubt es, in Verbindung mit Triangulation, Aussagen über die dreidimensionale Bewegung des Beobachtungspunktes 6 zu treffen. Dadurch, dass ein Beobachtungspunktes 6 von Kamera 4 unter einem anderem Winkel als von Kamera 5 wahrgenommen wird, kann unter Bezugnahme der beiden Winkel und dem bekannten Abstand 1 1 der beiden Kameras 4 und 5 die Position des Beobachtungspunktes 6 in seiner räumlichen Lage einfach errechnet werden. Der Beobachtungspunkt 6 ist dabei willkürlich gewählt. Es können auch durchaus mehrere Beobachtungspunkte 6 für die Fahrdynamikbewertung herangezogen werden. Diese sind dabei frei wählbar und können, wie bereits erwähnt, auch Punkte an den Rädern beziehungsweise Reifen, Fahrwerksaufhän- gung, Dämpfer, etc. des zu bewertenden Fahrzeugs 2 umfassen.
Auch die in Figur 2 gewählte Heckansicht des zu bewertenden Fahrzeugs 2 ist beispielhaft. Ein Nebeneinanderfahren der beiden Fahrzeuge oder auch das Vorausfahren des Beobachterfahrzeuges 3, wobei dabei die Kameras 4 und 5 nach hinten gerichtet währen, ist durchaus möglich. Die Position der beiden Fahrzeuge zueinander, wird dabei in erster Linie in Abhängigkeit vom zu überwachenden Beobachtungspunkt 6 gewählt.
Figur 3 zeigt die Heckansicht des zu bewertenden Fahrzeuges 2, wobei als Beobachtungs- punkt 6 beispielsweise ein Punkt am rechten Heckreifen des zu bewertenden Fahrzeuges 2 gewählt ist. Wird die Lageänderung des Beobachtungspunktes 6 auf einen Fixpunkt in Form der bereits erwähnten Referenzgeometrie 7, beispielsweise die dem Reifen zugehörige Felgenmitte 14, bezogen, kann dadurch auch in einfacher Weise eine Winkeländerung, wie beispielsweise die Änderung des Sturzes φ, errechnet werden. Während eines Zeitabschnitts At wird beispielsweise eine Kurvenfahrt eingeleitet. Durch die Kurvenfahrt und die damit verbundenen Lageänderung des Fahrwerks ändert sich beispielsweise der Sturz φ im Laufe der Kurvenfahrt mit der Zeit At um Δφ. Durch die Beobachtung des Beobachtungspunktes 6, beziehungsweise die mehrfache aufeinanderfolgende Registrierung dessen Lage, kann dem Beobachtungspunkt 6 für jeden Zeitpunkt ein Bewegungsvektor 12 zugeordnet werden, wel- che die zeitliche Änderung der Lage des Beobachtungspunktes 6 eindeutig beschreiben. Figur 3 zeigt dabei beispielhaft, lediglich eine zweidimensionale Lageänderung, jedoch beschreibt der Bewegungsvektor 12 tatsächlich eine nicht näher dargestellte, dreidimensionale Lageänderung des Beobachtungspunktes 6, welche auch durch die Beobachtung mittels zweier Kameras 4 und 5 registriert wird. Wird, wie bereits beschrieben, die Lageänderung des Beobachtungspunktes 6 auf einen Fixpunkt, beziehungsweise auf eine Referenzgeometrie 7 am zu bewertenden Fahrzeug 2 bezogen, und erfolgt eine mehrfache aufeinanderfolgende Registrierung, kann beispielsweise auch die zeitliche Änderung des Sturzes, einfach errechnet werden.
Auf diese Weise können die Auswirkungen einer Änderung im Fahrzeugsetup unmittelbar beobachtet und verglichen werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Bestimmung der Fahrdynamik eines zu bewertenden Fahrzeuges, wobei Geometriedaten bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bewertende Fahrzeug (2) während der Fahrt von einem Beobachterfahrzeug (3) begleitet wird und das Beobachterfahrzeug (3) die geometrische Lage von zumindest einem Beobachtungspunkt (6) an einem fahrzeugbeweglichen Bauteil des zu bewertenden Fahrzeugs (2) bezogen auf eine fahrzeugfeste Referenzgeometrie (7) durch zwei Erfassungseinrichtungen (4, 5) am Beobachterfahrzeug (3) aus unterschiedlichen Blickwinkeln erfasst und daraus mithilfe einer bekannten, unveränderlichen Länge die geometrische Lage des Beobachtungspunktes (6) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtungen (4, 5) durch zwei Kameras, deren Abstand (1 1 ) voneinander bekannt ist oder einer Stereokamera mit zwei Objektiven mit bekanntem Objektivabstand (1 1 ) gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Beobachtungspunkte (6) am zu bewertenden Fahrzeug (2) befinden, und die Änderungen von deren geometrischen Lagen gleichzeitig registriert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung einer zeitlichen Änderung der geometrischen Lage des Beobachtungspunkts (6) am zu bewertenden Fahrzeug (2), durch zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Registrierungen, erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die absolute Position des Beobachterfahrzeugs (3) erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste geometrische Lage zumindest eines Beobachtungspunktes (6) gespeichert und/oder telemetrisch in Echtzeit übermittelt wird.
7. Anordnung zur Bestimmung der Fahrdynamik eines zu bewertenden Fahrzeuges, wobei Geometriedaten bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Beobachterfahrzeug (3) zwei Erfassungseinrichtungen (4, 5) zur Beobachtung zumindest eines Be- obachtungspunkts (6) an einem fahrzeugbeweglichen Bauteil des zu bewertenden Fahrzeug (2) bezogen auf eine fahrzeugfeste Referenzgeometrie (7) des zu bewertenden Fahrzeuges (2) aus unterschiedlichen Blickwinkel vorgesehen sind und eine Auswerteeinheit (13) vorge- sehen ist, die unter Bezugnahme auf eine bekannte, unveränderlichen Länge, die geometrische Lage des Beobachtungspunktes (6) bestimmt.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Erfassungseinrichtung (4, 5) zwei Kameras oder eine Stereokamera vorgesehen sind.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Beobachterfahrzeug (3) eine Speichereinrichtung (8) und/oder eine Einrichtung (9) zur telemetrischen Übermittlung der erfassten geometrischen Lage von zumindest einem Beobachtungspunkt (6) in Echtzeit, beinhaltet.
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