RODOS® - RObot based Driving and Operation Simulator

Interaktive Simulation mit RODOS®
© Fraunhofer ITWM

Interaktive Simulation mit RODOS®

Die rasant fortschreitende Entwicklung von Assistenz- und Automatisierungslösungen bei Fahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen erfordert immer neuere Methoden und Werkzeuge der Fahrzeugauslegung und Fahrzeugerprobung.

Tests an Prototypen unter realen Bedingungen und für alle möglichen Bediener und Nutzungsarten sind sowohl aus Kostengründen als auch wegen der relativ schlechten Reproduzierbarkeit der Tests nicht praktikabel. Auch ist der Einsatz von Prototypen in frühen Entwicklungsphasen wegen der Modularität der Entwicklung häufig nicht möglich. Die beste Lösung sowohl aus technischer als auch finanzieller Perspektive stellt daher ein interaktiver Simulator dar. Mit unseren Simulatoren lassen sich Situationen bis unmittelbar vor einen Crash und darüber hinaus detailliert, sehr gut reproduzierbar und risikolos untersuchen.

Um die relevanten Vorgänge in der Simulation richtig abzubilden, müssen alle äußeren Einflüsse auf das Fahrzeug berücksichtigt werden. Dazu zählen der Fahrer sowie die Fahrerassistenzsysteme, die den Regelkreis »Fahrzeugführung« beeinflussen. Für die Auslegung von aktiv rückwirkenden Systemen muss daher in jedem Fall die Fahrerreaktion beachtet werden, um etwa die Bedienbarkeit neuer Automatisierungssysteme zu gewährleisten.

RODOS® mit Passat
© Fraunhofer ITWM

RODOS® mit Passat

Das RODOS® System erlaubt mit 1000kg Nutzlast die Verwendung von Serienkabinen und echten PKW-Karosserien, sodass die Haptik der von realen Fahrzeugen entspricht. Innerhalb eines sphärischen Projektionsdomes mit 10m Durchmesser wird mit 18 Projektoren eine nahtlose Projektion einer interaktiven Szene erzeugt. Der Bewegungsraum des Robotersystems ist im Vergleich zu konventionellen Hexapod-Plattformen sehr groß.

 

Gute Passung zur Realität

Das Visualisierungssystem unterstützt neben klassischen 3D-Szenen auch die Darstellung von 3D-Laserscanner Messdaten. Das seit Mitte 2015 am ITWM verfügbare 3D-Laserscanner Fahrzeug REDAR (Road and Environment Data Acquisition Rover) zur hochgenauen georeferenzierten Vermessung von Straßen und Umgebungen liefert hierzu die Informationen.

Das Bild zeigt ein solches Szenario. Die in der Simulation abgebildete Umgebung umfasst ca. 20km Land- und Bundesstraße. Der für dieses Szenario benötigte Speicherplatz beträgt über 2Tb, die Auflösung liegt im Sub-Zentimeter Bereich.

Die wichtigsten Vorteile gemessener Szenen bestehen einerseits in der sehr guten Passung zur Realität und der damit einhergehenden optischen Komplexität, andererseits wird der Modellieraufwand auf ein Minimum reduziert. Neben der echtzeitfähigen Visualisierung mit 120 Hz steht zudem ein speziell für die interaktive Simulation mit CDTire entwickelter Terrainserver zur Verfügung. Beide Systeme nutzen die 3D-Laserscannerdaten als eine gemeinsame Datenbasis, sodass optische Darstellung und Dynamiksimulation konsistent bleiben.

Technische Daten

  • Entwicklungs- und Bauzeit: 2009-2012
  • 18 Projektoren für Rundumsicht im Projektionsdom mit einem Durchmesser von 10 Metern
  • Auflösung 11520 x 3600 Pixel
  • sechsachsiger Industrieroboter ermöglicht großen Bewegungsspielraum und große Kippwinkel, (Roll-, Nick- und Gierwinkel bis ± 90 °)
  • austauschbare Kabinen (derzeit: Bagger, Pkw, Traktor)
  • Nutzlast 1000kg

 

Folgende Projekte können wir mit RODOS® für Sie umsetzen:

  • Erprobung und Validierung neuer Assistenz- und Automatisierungssysteme in der interaktiven Simulation
  • Design, Durchführung und Auswertung von Fahrsimulatorstudien
  • Entwicklung und Erprobung neuer HMI Lösungen für PKW, LKW und mobile Arbeitsmaschinen
  • Simulationen von Geländefahrten können ohne Skalierung der Kippwinkel 1:1 reproduziert werden