The 3D sensor that survives the crash test: New measurement technology enables high-speed 3D recordings for crash tests
goCRASH3D 系統使用兩個相機(左和右)和強大的照明(中)每秒捕捉多達 12,000 個 2D 影像,從中計算出約 1,200 個 3D 影像。圖片來源:弗勞恩霍夫 IOF

弗勞恩霍夫應用光學和精密工程研究所 IOF 多年來致力於開發高速捕獲 3D 數據的系統。耶拿團隊現在透過 goCRASH3D 推出了一個新系統,可以在測試車輛內進行碰撞測試期間記錄 3D 數據。

它以以前不可能或僅在有限程度上可能的方式顯示碰撞期間車輛部件的變形和移動。goCRASH3D 將在 VISION 和 IZB 展會上展出。

十多年來,位於耶拿的 Fraunhofer IOF 一直致力於透過以下方式擷取 3D 資料:。本質上,這樣的系統由兩台攝影機、一台投影機和一台電腦組成。

「問題的關鍵實際上不是攝影機,而是燈光,」專案經理 Kevin Srokos 解釋道。多年前,耶拿的研究人員根據舞台技術進一步發展了 GOBO 技術,以達到他們的目的。

借助 GOBO 技術,帶有不規則條紋圖案的圓盤在高功率光源前旋轉。這會在待測物體上產生非週期性正弦圖案。這樣可以搭配從不同角度觀察物體的攝影機所拍攝的影像中的點。影像中點的 3D 座標是根據攝影機的位置和影像點的偏移計算得出的。

在汽車領域的應用

耶拿團隊很早就在汽車行業測試了他們的系統。「當時,該系統用於以時間分辨率追蹤安全氣囊的展開情況,」Srokos 報告道。“但早在 2017 年,我們就有了將該系統移至車輛內部的想法。”在與德國一家大型汽車製造商的聯合專案中,耶拿團隊為此目的設置了一個演示器,自 2023 年以來專案合作夥伴一直使用該演示器進行測試。

例如,使用 goCRASH3D,可以觀察腳坑中的過程,這些過程以前無法存取或只能在非常有限的範圍內存取。被展開的安全氣囊遮擋的區域也可以透過這種方式進行追蹤。

The 3D sensor that survives the crash test: New measurement technology enables high-speed 3D recordings for crash tests
goCRASH3D(右)用相機觀察假人。兩台 2D 相機的解析度均為 512 x 512 像素。圖片來源:弗勞恩霍夫 IOF

技術細節

在車輛中使用 goCRASH3D 時,照明再次發揮主要作用:「曝光時間越短,照明就需要越強,」Srokos 說。在本例中,使用了亮度為 15,000 勒克斯的單一 LED。兩個相機每秒可傳輸 12,000 張 512 x 512 像素的影像。

據此,電腦每秒計算約 1,200 個 3D 影像。實驗中在一公尺距離處的視野為 70 x 70 cm²。這些參數可以適應實驗。

該系統配有兩個攝影機和照明單元,安裝在一個框架中,其中的組件透過彈性體緩衝器受到保護,免受加速度影響。這使得系統能夠定期承受高達 200g 的加速度和高達 60g 的衝擊。為此,框架永久安裝在車輛上。

今天和明天的高速錄音

goCRASH3D系統目前正在由專案合作夥伴使用,並在Fraunhofer IOF進一步開發。在耶拿的研究所,高速記錄已經與其他相機結合,以便 3D 影像可以與額外的光譜資訊結合。

goCRASH3D 系統是為汽車產業並與汽車產業共同開發的。「但是,我們也可以想像安全領域或其他領域的其他應用Srokos 解釋道。

提供者:弗勞恩霍夫光學與精密機械研究所 IOF

引文:測量技術可實現碰撞測試的高速 3D 記錄(2024 年,9 月 24 日)檢索日期:2024 年 9 月 24 日取自 https://techxplore.com/news/2024-09-technology-enables-high-3d.html

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