Fahrsimulator

Labore des Instituts für Energie und Verkehr

Labor Fahrsimulator

Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Kühn
Laborleiter:
Dipl.-Ing. (FH) Ronny Häupl

Für die Untersuchung des Fahrverhaltens auf der Grundlage des Regelkreises "Fahrer-Fahrzeug-Straße" werden virtuelle Fahrten auf Bestandsstraßen oder auf in Planung befindlichen Straßen durchgeführt.

Das Fahrverhalten kann mit Hilfe charakteristischer Eigenschaftsbänder (Geschwindigkeit, Beschleunigungen, Spurlage) eingeschätzt und gegebenenfalls mit realen Fahrten verglichen werden. Für diese Untersuchungen steht die nachfolgende Laborausrüstung zur Verfügung.

Ausstattung des Fahrsimulators

Als Simulationsfahrzeug steht ein fahrbereiter Porsche Panamera S Hybrid zur Verfügung. Dieser stellt neben einer Anbindung des CAN-BUS zur Übermittlung der exakten Lenkrad- sowie Brems- und Gaspedaldaten, auch die aktive Ansteuerung des Bremskraftverstärkers zur Erzeugung eines realistischen Bremspedalgefühls bereit. Das Fahrzeug steht zur besseren Lenkbarkeit mit entlasteter Vorderachse auf drehbargelagerten Tellern.

Das Simulationssystem besteht aus einer 120-Grad-Leinwand mit Zwei-Kanal-Frontprojektion sowie zwei WUXGA-Projektoren. Für die Visualisierung des Fahrraumes in Rück- und Seitenspiegel kommt eine Ein-Kanal-Projektion mit quadratischer Leinwand und einem WUXGA-Projektor zum Einsatz.

Zur Erhöhung der Immersionsgrades und zur Vereinfachung der Fahraufgabe wurden in Eigenregie ein Tacho- als auch Soundmodul entwickelt. Diese Module werden ebenfalls über die Daten des Simulationsprogramms gespeist und sind Echtzeit im Cockpit des Simulationsfahrzeuges seh- und hörbar.

So funktioniert der Simulator

Das Fahrsimulationslabor der WHZ wurde als statischer Fahrsimulator konzipiert. Die Besonderheit dieses Simulators besteht darin, dass bei bereitgestellter CAN-Schnittstelle ohne große Umbauarbeiten, nahezu jedes Fahrzeug als Simulatorfahrzeug genutzt werden kann.

Unter Berücksichtigung der Fahreingaben im Simulatorfahrzeug in Form von Gaspedal-, Bremspedal- und Lenkradposition sowie des zugrunde liegenden Fahrzeugmodells, berechnet das Simulationsprogramm über 1.000-mal pro Sekunde den Fahrzustand des Fahrzeugs und übermittelt diese Daten an das Visualisierungsprogramm, welches dann die Fahrraumperspektiven korrekt auf der virtuellen Strecke positioniert.

Die Kommunikation mit dem Simulatorfahrzeug erfolgt über den Fahrzeug-CAN-Bus sowie über Datenleitungen, die direkt mit mehreren Rechnern verbunden sind. Über diese Rechner werden die Simulation der Fahr- und Fahrzeugdynamik als auch die Visualisierung der virtuellen Strecke sichergestellt.

Zur Datenauswertung steht ein Tool bereit, das in Echtzeit fahrzeugspezifische Parameter und Fahrverhaltensgrößen aufzeichnet.

Forschungsschwerpunkte

  • Sicherheitsüberprüfung von unfallauffälligen Verkehrsanlagen
  • Ergonomie-Untersuchungen im Fahrzeug-Cockpit
  • Optimierte Infrastrukturanlagen und E-Mobilität