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Sphirna - Stereo Optisches Abstandsmesssystem


Sphirna - Stereo Optisches Abstandsmesssystem
Sphirna - Stereo Optisches Abstandsmesssystem
Sphirna Live-Video (verkleinert auf 1000 Pixel)
Sphirna Live-Video (verkleinert auf 1000 Pixel)
Sphirna - Kameraträger zur Dachmontage
Sphirna - Kameraträger zur Dachmontage
Sphirna ist ein optisches Entfernungsmesssystem, dass auf dem Dach eines Autos installiert werden kann, um den Abstand zu vorausfahrenden PKWs, Lieferwagen und Lastkraftwagen zu messen. Es kann für die Prüfung und Validierung von Fahrerassistenz-Systemen auf öffentlichen Straßen verwendet werden, denn eine spezielle Markierung an den vorausfahrenden Fahrzeugen ist nicht nötig.

 

Leistung:

  • Genauigkeit: < ±1.5% vom Messwert
  • Mess- und Ausgaberate: 39 Hz
  • Messbereich (mit 4,4 mm Brennweite)
    Min: kleiner als 4 m; Max. größer als 17 m
  • Messbereich (mit 16 mm Brennweite)
    Min: kleiner als 15 m; Max.: größer als 55 m
  • CAN Ausgabe mit 39 Hz.

Beschreibung der Komponenten:

  • Zwei digitale GigE Schwarz-Weiß-Kameras. Sie arbeiten mit 39 Hz, 1024x768 Pixel Auflösung und Autoshutter
  • Je nach gewünschtem Messbereich stehen zwei verschiedene Brennweiten der Linsen zur Auswahl: 4,4 mm oder 16 mm
  • Eine spraywassergeschützte Dachhalterung, die auf einer Dachträger-Traverse befestigt wird
  • Einen PC-basierten Controller mit Intel i7 Quad-Core-Multi-Thread-Prozessor mit 16 GB RAM und CAN-Bus Anschluss
  • Bildverarbeitungssoftware für Einrichtung, online Datenerfassung sowie Offline-Analyse
  • Eine Kalibriertafel, sowie einen Kabelsatz und ein Handbuch
  • Optional: Systemkoffer, Laser-Entfernungsmesser für die überprüfung der Kalibrierung, 2. Satz Linsen mit unterschiedlichen Brennweiten

Installation:

Das System wird auf dem Dach des Fahrzeugs montiert. Es wird auf der vorderen der Gepäckträger-Traversen befestigt und hinten mit zwei Saugnäpfen in der vertikalen stabilisiert. Der Abstand der Kameras ist dabei schon fest vorgegeben und braucht nicht jedesmal justiert zu werden. Das System erhöht die Höhe des Fahrzeugs um etwa 200 mm.

 

Die Montage auf der Traverse dauert etwa 15 Minuten und weitere 15 Minuten um das komplette System auf dem Auto zu installieren.
Das System ist durch seine Kameraabdeckungen spritzwassergeschützt. Somit können die Messungen auch bei leichtem Regen stattfinden. 

Justage:

Vor der eigentlichen Messung müssen die Kameras ausgerichtet werden. Sie können unabhängig voneinander um die vertikale und horizontale Achse gedreht werden. So dass das Sichtfeld beider Kameras sich ausreichend überlappt, um auch bei kleinen Abständen die vorausfahrenden Fahrzeuge sicher zu erkennen. Dabei lassen sich die Kamerapositionen für Rechts- oder Linksverkehr optimieren. Das Befestigungssystem sehen sie hier im Bild:

 

 

Je nachdem, wie das System auf dem Dach installiert ist, kann es erforderlich sein den Höhenwinkel anzupassen. Etwa 70% des Bildes muss unterhalb des Horizonts liegen. Beide Kameras können dazu gemeinsam gekippt werden. Die Stellschraube im Bild unten ermöglicht somit auch eine schnelle Anpassung z. B. bei Zuladungsänderung am Testfahrzeug.

 

 

Die Abdeckung auf der Oberseite lässt sich zum Einstellen, Prüfen und Entfernen der Kameras leicht öffnen. Auch die Fenster können so schnell gereinigt oder ersetzt werden, falls sie beschädigt sind.

 

Kalibrierung:

Eine Kalibrierung vor Ort ist unerlässlich. Die Kalibrierung erfolgt in zwei Stufen. Zunächst werden die intrinsischen Parameter wie Brennweite, Verzerrung und der optische Mittelpunkt berechnet, danach werden die äußeren Parameter (relative Position der beiden Kameras) bestimmt. Dazu positioniert eine zweite Person die mitgelieferte Kalibriertafel vor den Kameras. Es werden mehrere Bilder in Abständen zwischen etwa 7 und 20 m erfasst, danach kalibriert sich das System automatisch. Ein Hinweis auf die Qualität der Kalibrierung ist auch gegeben, so dass der Benutzer sicher sein, dass alles in Ordnung ist.

 

Messung:

Nachdem das System kalibriert wurde ist es sofort betriebsbereit. Einfach die Aufnahme starten und es werden die Abstände zu den Fahrzeugen, die im Blickfeld sind (bis zu 4 Fahrzeuge), auf dem CAN-Bus ausgegeben. ASCII-Dateien mit den Messwerten und Videos können auf Wunsch ebenfalls abgespeichert werden. Das Video kann jederzeit kopiert werden, um es im Nachgang auszuwerten und die Abstände nochmals zu analysieren. Es ist auch möglich online ein Video von beiden Kameras gemeinsam zu erzeugen, in das die Messwerte eingeblendet werden. Die Software ermöglicht ebenfalls eine erweiterte Konfiguration des Systems. So zum Beispiel lässt sich die Auflösung oder die Ausgaberate reduzieren oder es können die minimalen und maximalen Erfassungsabstände voreingestellt werden. 

Weitere Informationen:

Das System arbeitet bei Tageslicht. Die Anpassung an die Lichtverhältnisse ist durch die Blende oder durch die Shutterzeit möglich. Es benötigt im Allgemeinen auch nur wenig Pflege. Lediglich die die Fenster müssen regelmäßig gereinigt und überprüft werden. Auch das Befestigungssystem sollte, falls nötig, getrocknet werden, um Korrosion zu vermeiden.



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