测量技术可实现碰撞测试的高速3D记录

弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所(IOF)多年来一直在开发高速捕获3D数据的系统。借助goCRASH3D，耶拿团队现在推出了一种新系统，该系统可在测试车辆内部碰撞测试期间记录3D数据。

它以以前不可能或仅在有限范围内可能的方式显示碰撞过程中车辆部件的变形和运动。goCRASH3D将在VISION和IZB贸易展览会上展出。

十多年来，位于耶拿的FraunhoferIOF一直致力于利用高速摄像机捕捉3D数据。本质上，这样的系统由两台摄像机、一台投影仪和一台计算机组成。

项目经理KevinSrokos解释说：“问题的关键其实不在于相机，而在于灯光。”几年前，耶拿的研究人员根据自己的目的，从舞台技术进一步开发了GOBO技术。

GOBO技术中，带有不规则条纹图案的圆盘在高功率光源前旋转。这会在待测物体上产生非周期性正弦图案。这样就可以匹配从不同角度观察物体的相机图像中的点。图像中点的3D坐标是根据相机的位置和图像点的偏移量计算出来的。

汽车领域的应用

耶拿团队很早就在汽车行业测试了他们的系统。“当时，该系统用于跟踪安全气囊的展开，并具有时间分辨率，”Srokos报告说。“但早在2017年，我们也曾想过将该系统移到汽车内部。”在与一家德国大型汽车制造商的联合项目中，耶拿团队为此目的设置了一个演示器，该项目合作伙伴自2023年以来一直使用它进行测试。

借助goCRASH3D，可以观察脚部空间内之前无法接近或只能在非常有限的范围内接近的状况。通过这种方式，还可以跟踪被展开的安全气囊遮挡的区域。

技术详情

在车辆中使用goCRASH3D时，照明再次发挥了主要作用：“曝光时间越短，照明就需要越强，”Srokos说。在这个特定情况下，使用亮度为15,000勒克斯的单个LED。两个摄像头每秒可拍摄12,000张512x512像素的图像。

由此，计算机每秒计算出大约1,200张3D图像。实验中的视野为70x70cm²，距离为一米。这些参数可以根据实验进行调整。

该系统配有两个摄像头和照明装置，安装在一个框架中，框架中的组件通过弹性缓冲器保护，免受加速度的影响。这使系统能够定期承受高达200g的加速度和高达60g的冲击。为此，框架永久安装在车辆上。

当今和未来的高速录制

goCRASH3D系统目前由项目合作伙伴使用，并在FraunhoferIOF进一步开发。在耶拿研究所，高速记录已经与其他相机结合，以便3D图像可以与其他光谱信息相结合。

goCRASH3D系统是为汽车行业开发的。“不过，我们也可以想象在安全领域或运动医学领域的其他应用，”Srokos解释道。从中期来看，3D高速记录技术是满足汽车行业日益增长的安全要求的绝佳解决方案。

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