The 3D sensor that survives the crash test: New measurement technology enables high-speed 3D recordings for crash tests
goCRASH3D 系统使用两个摄像头(左和右)和强大的照明(中)每秒捕获多达 12,000 个 2D 图像,从中计算出大约 1,200 个 3D 图像。图片来源:弗劳恩霍夫 IOF

弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所 IOF 多年来一直致力于开发高速捕获 3D 数据的系统。耶拿团队现在通过 goCRASH3D 推出了一种新系统,可以在测试车辆内进行碰撞测试期间记录 3D 数据。

它以以前不可能或仅在有限程度上可能的方式显示碰撞期间车辆部件的变形和移动。goCRASH3D 将在 VISION 和 IZB 展会上展出。

十多年来,位于耶拿的 Fraunhofer IOF 一直致力于通过以下方式捕获 3D 数据:。本质上,这样的系统由两个摄像机、一个投影仪和一台计算机组成。

“问题的关键实际上不是摄像机,而是灯光,”项目经理 Kevin Srokos 解释道。多年前,耶拿的研究人员根据舞台技术进一步发展了 GOBO 技术,以达到他们的目的。

借助 GOBO 技术,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。这样可以匹配从不同角度观察物体的摄像机所拍摄的图像中的点。图像中点的 3D 坐标是根据摄像机的位置和图像点的偏移计算得出的。

在汽车领域的应用

耶拿团队很早就在汽车行业测试了他们的系统。“当时,该系统用于以时间分辨率跟踪安全气囊的展开情况,”Srokos 报告道。“但早在 2017 年,我们就有了将该系统移至车辆内部的想法。”在与德国一家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,自 2023 年以来项目合作伙伴一直使用该演示器进行测试。

例如,使用 goCRASH3D,可以观察脚坑中的过程,这些过程以前无法访问或只能在非常有限的范围内访问。被展开的安全气囊遮挡的区域也可以通过这种方式进行跟踪。

The 3D sensor that survives the crash test: New measurement technology enables high-speed 3D recordings for crash tests
goCRASH3D(右)用摄像头观察假人。两个 2D 相机的分辨率均为 512 x 512 像素。图片来源:弗劳恩霍夫 IOF

技术细节

在车辆中使用 goCRASH3D 时,照明再次发挥主要作用:“曝光时间越短,照明需要越强,”Srokos 说。在本例中,使用了亮度为 15,000 勒克斯的单个 LED。两个摄像头每秒可传输 12,000 张 512 x 512 像素的图像。

据此,计算机每秒计算大约 1,200 个 3D 图像。实验中在一米距离处的视野为 70 x 70 cm²。这些参数可以适应实验。

该系统配有两个摄像头和照明单元,安装在一个框架中,其中的组件通过弹性体缓冲器受到保护,免受加速度影响。这使得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。

今天和明天的高速录音

goCRASH3D系统目前正在由项目合作伙伴使用,并在Fraunhofer IOF进一步开发。在耶拿的研究所,高速记录已经与其他相机相结合,以便 3D 图像可以与额外的光谱信息相结合。

goCRASH3D 系统是为汽车行业并与汽车行业共同开发的。“但是,我们也可以想象安全领域或其他领域的其他应用Srokos 解释道。从中期来看,3D 高速记录技术是满足日益增长的安全要求的绝佳解决方案。

提供者:弗劳恩霍夫光学与精密机械研究所 IOF

引文:测量技术可实现碰撞测试的高速 3D 记录(2024 年,9 月 24 日)检索日期:2024 年 9 月 24 日来自 https://techxplore.com/news/2024-09-technology-enables-high-3d.html

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