Zentimetergenaue Bremswegmessung an Fahrzeugen und Maschinen

Um den Bremsweg präzise zu erfassen, sind berührungslose und schlupffreie Messungen notwendig. Denn nur so lässt sich der reale Bremsweg eines Fahrzeuges ermitteln. Jedoch wird der tatsächliche Anhalteweg eines Fahrzeugs nicht nur durch die reine Vorwärtsbewegung generiert. Ein Fahrzeug
»verlängert« seinen eigentlichen Bremsweg zusätzlich durch eine vorwärts gerichtete Einnickbewegung. Je höher das Fahrzeug ist und je größer sein Einfederweg ist, desto länger ist dieser Vorwärtsdrang und damit der Anhalteweg. Doch nicht nur die Bewegungen des Fahrzeugs erschweren die Messbarkeit eines Bremsweges, auch Umweltbedingungen können die Ergebnisse beeinflussen. Um auf unterschiedlichsten Oberflächen wie Teer, Beton, Schotter, Schnee oder Eis verlässlich messen zu können, ist es wichtig, dass der Sensor von diesen Einflüssen nicht beeinträchtigt wird.

Das Angebot an Sensoren zur Weg und Geschwindigkeitsmessung ist vielfältig. Eine der ältesten Technologien ist das sogenannte 5. Rad, bei dem ein zusätzliches Messrad am Fahrzeug angebracht wird. Lange Rüstzeiten und ein kompliziertes Handling sowie ungenaue Ergebnisse durch ein blockierendes oder springendes Rad führten dazu, dass die Sensoren heutzutage kaum noch Verwendung finden.
GPS-Systeme dagegen sind schnell und einfach zu montieren und arbeiten oberflächenunabhängig. Voraussetzung für eine zuverlässige Messung ist jedoch eine gute bis sehr gute Satellitenabdeckung. Abschattungen durch Brücken, Tunnel, Häuser und Bewaldung grenzen die Einsatzumgebungen ein. Zusätzlich zu den Umgebungseinflüssen, verfälschen Karosseriebewegungen wie Nicken und Wanken das Geschwindigkeitssignal und somit im Ergebnis die Wegmessung.
Eine weitere, seit langem am Markt erhältliche Lösung, sind Radarsensoren. Diese arbeiten berührungslos und ohne Stützsignale von Satelliten und werden daher häufig an Schienenfahrzeugen eingesetzt. Bedingt durch das Messprinzip (Doppler-Effekt) ist dieser Sensortyp jedoch anfälliger für Störungen und Ausfälle bei Verschmutzung und Vereisung. Wechselnde Untergründe können zudem zu Signalausfällen bzw. Fehlmessungen führen.
Als Alternative haben sich optische Messverfahren etabliert, die mittels reflektiertem Licht und einer speziellen Optik arbeiten. Optische Sensoren arbeiten ebenfalls berührungslos und ohne Stützsignale. Sie zeichnen sich vor allem durch ein einfaches Handling und einen weiten Geschwindigkeitsmessbereich aus und werden daher sowohl im Bahn- als auch im Automobilbereich eingesetzt. Jedoch können auch bei dieser Sensortechnologie wechselnde Untergründe und
anspruchsvolle Umgebungsbedingungen wie Schnee, Eis und Nässe zur Verschlechterung der Messsignale führen. Darüber hinaus beeinflussen Nick- und Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie die Genauigkeit der Messung.

Neue moderne Sensoren, wie der LUXACT®-Sensor, lösen diese Herausforderungen durch die Synergie von optischem und inertialem Messprinzip.
So werden Nick- und Wankbewegungen durch eine integrierte vollwertige Inertial-Plattform IMU (Inertial Measurement Unit) erkannt und intern mit dem optisch gemessenen Weg verrechnet. Integrierte Algorithmen bedienen sich der leistungsstarken DSP- und FPGA-Technologie und kompensieren sowohl optische Phantomgeschwindigkeiten als auch das Driften von Inertialsignalen.
Im Ergebnis sorgt dies für präzise Weg- und Geschwindigkeitsmessungen mit einer Genauigkeit von <0,1 %. Ergänzend werden die Winkelgrößen und Beschleunigungen der Fahrzeugkarosserie in allen 3 Achsen gemessen und als CAN-Signale ausgegeben. Eine blendenfreie Optik in Verbindung
mit der NIR-Technologie misst auf nahezu allen Oberflächenzuständen. Der hohe Arbeitsabstand lässt einen Einsatz in unwegsamem Gelände genauso zu wie wechselnde Arbeitsabstände ohne Aussetzer im Sensor-Signal. Ebenfalls arbeitet der LUXACT®-Sensor autark und umgebungsunabhängig, das bedeutet, er ist auf keinerlei Stützsignale von außerhalb angewiesen.
LUXACT®-Sensoren sind universell einsetzbar, durch ihren großen Arbeitsabstandsbereich (bis zu 1000 mm) und den weiten Geschwindigkeitsbereich beginnend von 0,1 km/h bis hin zu Geschwindigkeiten von 500 km/h bei einer Datenausgaberate über CAN von bis zu 1000 Hz.