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Roll- und Neigungsmessungen

Anwendungshinweise 11. Mai 2013

Genaue Neigungs- und Rollmessungen sind erforderlich, um das Fahrverhalten und das Handling von Fahrzeugen zu verbessern. Fahrzeugstabilität und -komfort sind eng mit dem Neigungs- und Rollverhalten von Fahrzeugen verbunden. Die Automobilingenieure investieren erhebliche Anstrengungen in die Entwicklung sicherer, stabiler und komfortabler Fahrzeuge. Sie fordern auch genaue und zuverlässige Werkzeuge, um ihre Messungen wiederholbar zu machen.

Eine klassische Methode zur Messung von Neigung und Rollen ist die Verwendung eines sechsachsigen inertialen Navigationssystems. Inertiale Navigationssysteme müssen eine sehr hohe Neigungs- und Rollleistung erreichen, da diese die Qualität der Navigation beeinflussen. Messungen mit einer Genauigkeit von mehr als 0,1° sind für eine erfolgreiche Navigation unerlässlich. Die RT3000-Produkte können Genauigkeiten von 0,03° liefern, mit Auflösungen, die genauer als 0,005° sind.

Installation

Die RT3000 Produkte sind sehr kompakt und können in der Regel sehr nahe am Fahrzeugschwerpunkt installiert werden. Die Installation kann unter Verwendung einer optionalen steifen Montagestrebe, RT-Strut, weniger als 5 Minuten dauern. Die GPS-Antenne wird auf dem Dach des Fahrzeugs befestigt. Für die Installation des Systems ist keine spezielle Vermessungsausrüstung erforderlich.

Die RT3000 nutzt den Standard 12V-Fahrzeugstrom und verbraucht nur 15W.

Stabilität, Wiederholbarkeit

Der Algorithmus im RT3000 unterscheidet sich stark von dem des Vertikalen Referenzsystems. Die Pitch- und Roll-Winkel, die von der RT3000 driften nicht mit der Zeit. Hochentwickelte Algorithmen im RT3000 verwenden GPS, um Neigungs- und Verrollungswinkel kontinuierlich zu korrigieren, was zu sehr stabilen Messungen führt.

Die RT3000 kann auf unbestimmte Zeit verwendet werden, ohne dass eine Neuausrichtung erforderlich ist. Er kann kontinuierliche Kreise oder sehr dynamische Fahr- und Handlingkreise ohne Leistungseinbußen durchführen.

Ausgaben

Der RT3000 hat eine schnelle Ausgaberate von 100 Hz. Durch geschickte Manipulation der Daten hat die Ausgabe eine sehr geringe Latenz (3,9 ms). Die Ausgänge sind für den Anschluss an Echtzeit-Datenerfassungssysteme geeignet, unmittelbarer Vergleich zu anderen Sensoren und Steuerungsanwendungen.

Alle Daten werden intern protokolliert und stehen auch in Echtzeit über RS232, Ethernet oder CAN (optional) zur Verfügung. Der Anschluss an Laptop-Computer (über RS232 oder Ethernet) oder Datenerfassungssysteme (über CAN) ist einfach. Zur Vereinfachung der Konfiguration der Software des Datenerfassungssystems wird eine CAN-DBC-Datei zur Verfügung gestellt.

Das System hat eine hohe (50 Hz) Bandbreite, mit sehr geringem In-Band-Gain oder Phasenfehler. Die Bandbreite ist konstant und nicht geschwindigkeitsabhängig. Die Ausgaben sind bei allen Geschwindigkeiten von Null bis zur GPS-Exportbeschränkung (>1000 mph) gültig. Aus den Ausgängen können stationäre, Zeitreihen- und Fourier-Analyse-Messungen durchgeführt werden.

...das einzelne, umfassende Paket kann fast alle Messanforderungen erfüllen, Dutzende von Sensoren ersetzen, die Genauigkeit verbessern und die Installationszeiten drastisch verkürzen...

Andere Ausgaben

Die RT3000 macht neben Pitch und Roll noch eine ganze Reihe weiterer Messungen. Dazu gehören:

 Schräglaufwinkel  Vorwärts-/Lateralgeschwindigkeit Seitliche Beschleunigung (rollkorrigiert)  Chassis-Rahmen-Beschleunigungen  Gierrate

und viele andere. Das einzelne, umfassende Paket kann fast alle Messanforderungen erfüllen, Dutzende von Sensoren ersetzen, die Genauigkeit verbessern und die Installationszeiten drastisch verkürzen.

Prüfung

Klassische Tests, wie z. B. Sinus-Tests, Flick-Tests, J-Tests werden einfach mit dem RT3000. Andere Tests umfassen typischerweise Elch- oder Überrolltests.

Mit Hilfe der Neigungsmessung kann das Absenken der Motorhaube bei starkem Bremsen und die Erholung im Stillstand genau dargestellt werden. Das Anheben der Motorhaube bei starker Beschleunigung kann auch aus dem Stand heraus dargestellt werden.

Die RT3000 ist auch ideal für die Erfassung von Daten für Simulationssysteme. Die Straßenkartierung zur Ermittlung von Sturz und Neigung der Straße ist einfach und schnell.

Bei Dynamiksimulationen ermöglicht der geringe Verstärkungs-/Phasenfehler dem Ingenieur genauere Vergleiche mit Dynamiksimulationen.

Technologie

Das Herzstück des RT3000 ist eine hochmoderne sechsachsige Inertialmesseinheit (IMU). Ein leistungsstarker Mikroprozessor der Pentium-Klasse wird für die Berechnung der mathematisch intensiven Algorithmen verwendet. Die Beschleunigungssensoren sind taktische Komponenten aus Raketenprogrammen. Durch den Einsatz von Servotechnik können sie Beschleunigungen unter 0,1mG auflösen und haben eine Linearität von besser als 0,01%.

Die Winkelgeschwindigkeit wird mit leistungsstarken MEMS-Ratensensoren gemessen. Diese bieten eine exzellente Stabilität der Verzerrung, so dass die Verzerrung auf 0,01°/s oder besser geschätzt werden kann. Die in der Inertialmesseinheit verwendeten Algorithmen zur Kompensation von Überabtastung, Konus- und Skulling-Bewegungen führen zu einer sehr hohen Toleranz gegenüber Vibrationen. Das Navigationssystem verwendet ein komplexes WGS-84-Erdmodell, das Erdrotation, Coriolis-Beschleunigungseffekte, Transportgeschwindigkeit und andere Anomalien kompensiert, die Messsysteme auf einer elliptischen, rotierenden Erde beeinflussen.

Fazit

Die Produkte vonRT3000 sind ideal für Pitch- und Roll-Messungen. Sie bieten eine Fülle weiterer wichtiger Messungen in einem kompakten, einfach zu bedienenden Paket:

  • 0,03° Neigung, Roll
  • Keine Pitch- und Rolldrift
  • 0,05 km/h Geschwindigkeit
  • 0,15° Schlupfwinkel
  • Echte seitliche Beschleunigung
  • Gierrate
  • Andere Messungen
  • 100Hz
  • Real-Time
  • Sehr geringe Latenzzeit
  • RS232, CANbus, Ethernet
  • 5 Minuten Installation
  • Ersetzt Dutzende von Sensoren
  • Komapkt Größe
  • Kein aerodynamischer Widerstand

Auch die Bedienung ist denkbar einfach:

  • Antenne(n) auf dem Dach anbringen
  • Fix RT3000 im Auto
  • Laptop oder Erfassungssystem anschließen
  • Schalten Sie den Strom ein
  • Fahren und Testen!

 

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