07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik

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    Objektvermessung mit bildanalysegestützten 3D-Meßverfahren : allgemeine Angaben zum Teilprojekt C6
    (1986) Tiziani, Hans J.
    Obwohl bei der digitalen Bildverarbeitung in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt wurden, ist die schnelle Erfassung von 3-D Information nach wie vor ein ungelöstes Problem. Erst eine Kombination der digitalen 2D-Bildverarbeitung mit einem Abstandsmeßverfahren erlaubt eine schnelle, dreidimensionale Objekterfassung. Hierbei wird ein unter problemangepasster Beleuchtung gewonnenes Graubild mit Hilfe der digitalen Bildverarbeitung bezüglich 3D-gestaltsrelevanten Merkmalen untersucht. Aufgrund dieser Daten erfolgt eine Festlegung der 3D-Antastpunkte auf das zur Objektrekonstruktion notwendige Minimum. Daraufhin werden die selektierten Antastpositionen durch ein Abstandsmeßverfahren in Echtzeit räumlich vermessen. Anschließend erfolgt die Rekonstruktion der dreidimensionalen Objektgestalt. Das auf dynamischer Triangulation basierende Abstandsmeßverfahren gestattet eine freie Wahl der Antastpunkte, was eine anwendungsangepasste Steuerung des Abtastvorgangs erlaubt und somit eine hochflexible Unterstützung der 2D-Bildverarbeitung ermöglicht. Eine Kombination aus dynamischer Abtastung und angepasster Beleuchtung mit der digitalen Bildverarbeitung soll zu einem dynamischen System zur 3D-Objektlokalisierung und -Oberflächenerfassung im Nahbereich führen. Typische Objekte sollen hierbei Fahrzeuge und Karosserieteile sein.
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    Analyzing and optimizing multibody systems
    (1992) Bestle, Dieter; Eberhard, Peter
    Optimization of holonomic as well as non-holonomic multibody systems is presented as a nonlinear programming problem that can be solved with general-purpose optimization codes. The adjoint variable approach is used for calculating design derivatives of a rather general integral type performance measure with respect to design parameters. The resulting equations are solved by numerical integration backward in time. A multi-step integration algorithm with order and step-size control is adapted for this application by including an interpolation scheme. Numerical experiments and a comparison to the common approach of approximating the gradient of the performance measure by finite differences show that high efficiency, accuracy, and reliability are achievable.
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    Prospects of the German multibody system research project on vehicle dynamics simulation
    (1992) Schiehlen, Werner
    The German Research Council (DFG) decided 1987 to establish a nationwide research project devoted to dynamics of multibody systems. In this project 14 universities and research centers are cooperating with the goal to develop a general purpose multibody system software package. This concept provides the opportunity to use a modular structure of the software, i.e. different multibody formalisms may be combined with different simulation programmes via standardized interfaces. For the DFG project the database RSYST was chosen using standard FORTRAN 77 and an object oriented multibody system datamodel was defined. According to the modular concept the requirements of vehicle system dynamics as tire models or railway wheel-rail models, respectively, are easily met. The Iltis benchmark problem is used to demonstrate some features of the object oriented datamodel.
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    Contouring by electronic speckle pattern interferometry with quadruple-beam illumination
    (1992) Zou, Yunlu; Diao, Hongyan; Peng, Xiang; Tiziani, Hans J.
    We present a new arrangement for contouring by electronic speckle pattern interferometry with four illumination beams, thereby making it unnecessary to move anything during the measurement.
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    High precision optical surface topometry
    (1993) Tiziani, Hans J.
    For contactless measurement of the surface topography optical techniques are promissing. A lot of progress was made by the development of laser supported methods. It is due to the development of new different lasers, the introduction of solid state detectors and powerful computers for the information processing. Time of flight, phase measurements, active and passive triangulation and projected fringes are very robust techniques for industrial applications. A lot of progress was made in the application of interferometry to surface and vibration measurements. One or more wavelength together with diode lasers are used. Although interferometry requires polished surfaces, however, by using synthetic wavlengths, it can also be applied for optically rougher surfaces. In addition the unambiguity range will be extended when longer synthetic wavelengths are used. Furthermore scanning and whole field confocal microscopy can be used for macro- and microstructure analysis. New techniques will be described to extend the field of view. Some limits especially with respect to resolution and industrial application will be discussed for the methods presented together with some experimental results and future developments.
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    Werkzeuge zur Simulation von Mehrkörpersystemen
    (1992) Leister, Günter; Schiehlen, Werner
    Das dynamische Verhalten von komplexen mechanischen Systemen beeinflußt maßgeblich die Bauteildimensionierung und die Funktionalität von Konstruktionen. Bei der Konzeption von Fahrzeugen, Maschinen und Robotern muß daher dem dynamjschen Verhalten große Beachtung geschenkt werden. Für den Konstrukteur ist es dabei wünschenswert, in einem möglichst frühen Stadium der Konstruktion zuverlässige Aussagen über das dynamische Verhalten zu haben. Ein bewährtes Vorgehen hierfür ist die Simulation des dynamischen Verhaltens mit Rechenmodellen. Die Aufstellung der Bewegungsgleichungen und die Einbindung der Gleichungen in eine geeignete Simulationsumgebung ist vor allem bei großen Ersatzmodellen aufwendig und fehlerträchtig. In diesem Beitrag werden die speziell für die Mehrkörperdynamik konzipierten Werkzeuge NEWEUL und NEWSIM vorgestellt. Ausgehend von der Mehrkörpersystembeschreibung generiert das Programmpaket NEWEUL symbolische Differentialgleichungen und stellt alle für eine automatische Simulation erforderlichen Informationen bereit. Das Programmsystem NEWSIM verwendet anschließend die symbolischen Bewegungsgleichungen in kompilierter Form für die Simulation. Durch die Verwendung eines obiektorientierten Datenmodells stellen die Programme NEWEUL und NEWSIM Werkzeuge eines modulares Programmpaket für die Mehrkörperdynamik dar. Dieses Vorgeben wird am Beispiel eines Mehrfachpendels und eines Ackerschleppers erläutert.
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    Application of parallel computing to robot dynamics
    (1993) Schäfer, Peter; Schiehlen, Werner
    In this paper an approach for the application of parallel processing to the dynamic analysis of robots based on the multibody system method is presented. The inherent structure of the symbolic equations of motion is used for partitioning those into independent modules for concurrent evaluation. The applied strategies for parallelization include the parallel evaluation of subsystem equations and the parallel computation of the inertia matrix along with its factorization, and of the force vectors and control inputs. The implementation of the parallel structures is discussed with respect to optimal utilization of transputer resources. The presented approach yields a strong reduction of computing time and supports real-time simulations of controlled robots, which is also shown in an example.
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    Atmospheric influence on image quality of airborne photographs
    (1993) Lei, Fang; Tiziani, Hans J.
    The image quality of airborne photographs is influenced by the atmosphere. Several factors affect the atmosphere, such as temperature, pressure, humidity, and wind speed. Furthermore, these atmospheric influences are dependent on the flight altitude. The MTF of the atmospheric influences and its dependence on the altitude are examined theoretically and experimentally. Several airborne photographs taken at different altitudes have been evaluated with edge gradient analysis as well as with a grating pattern method. Results are shown, discussed, and compared with model calculations.
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    Triangulationssensoren für Roboteranwendungen
    (1990) Seitz, Günther; Jahn, Gerald; Tiziani, Hans J.
    Viele Meß- und Prüfprobleme in Fertigung und Montage sind durch reine Grauwert-Bildverarbeitung nicht befriedigend zu lösen, weil hier nur ein informationsreduziertes zweidimensionales Abbild der real dreidimensionalen Szene als Informationsbasis zur Verfügung steht. Dreidimensionale Objektinformation bietet hingegen ein wesentlich höheres Informationspotential und ermöglicht neben völlig neuen Lösungsansätzen auch weniger aufwendige Lösungen von Standardproblemen. Zur dreidimensionalen Objekterfassung werden punkt- und flächenhaft arbeitende Verfahren eingesetzt. Punktverfahren gewinnen Abstandsbilder durch zeitsequentielle Meßpunkterfassung, wohingegen flächenhafte Verfahren auf zeitlich paralleler Erfassung von 3-D-Information beruhen. Die folgenden Ausführungen beschränken sich ausschließlich auf punktorientierte Verfahren.
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    Ein Baukastenkonzept für Modellerstellung, Simulation und Optimierung von Fahrzeugen
    (1992) Leister, Günter; Schiehlen, Werner
    Die Methode der Mehrkörpersysteme wird bei der Simulation von Fahrzeugen seit Jahren mit Erfolg eingesetzt. Dabei sind die zu untersuchenden Ersatzmodelle immer umfangreicher geworden. In der Fahrzeugdynamik werden deshalb Mehrkörpersysteme häufig in Komponenten zerlegt, die sowohl als Einzelmodell aber auch in Verbindung mit anderen Modellen verwendet werden und die einzeln verifiziert sind. Mit Hilfe eines objektorientierten Datenmodells für Mehrkörpersysteme ist die Wiederverwendung derartiger Komponenten, wie beispielsweise kompletten Radaufhängungen, leicht möglich. Eine zentrale Rolle im Gesamtablauf einer Dynamikanalyse spielen Formalismen zur Aufstellung, sowie Integrationsverfahren zur Lösung der Bewegungsgleichungen. Sollen Formalismen und Integrationsverfahren innerhalb einer modularen Software-Umgebung verwendet werden, so müssen die zugrunde liegenden Berechnungsmethoden automatisiert ablaufen. Es werden Methoden zur automatischen Aufstellung und Simulation symbolischer Bewegungsgleichungen von Mehrkörpersystemen vorgestellt. Ausgehend von einem standardisierten Datenmodell für Mehrkörpersysteme werden mit dem Programmsystem NEWEUL symbolische Bewegungsgleichungen in Minimalform aufgestellt und problemspezifische Simulationsprogramme automatisch generiert. Diese werden in compilierter Form innerhalb des Programmsystems NEWSIM für die Simulation verwendet. Dies wird an einem Beispiel aus der Fahrzeugdynamik verdeutlicht.