Motivation
Die digitale Produktentwicklung ist ein fester Bestandteil vieler produzierender Industriezweige. In der Fahrzeugbranche schließt dieser Technologieansatz zusätzlich die Umsetzung ergonomischer Anforderungen ein. Für die Gestaltung und Bewertung des Fahrzeuginnenraums kommen digitale Menschmodelle mit Fokus auf den Fahrerplatz zum Einsatz. In der Entwicklung vieler Fahrzeugarten steht zudem die Gestaltung der gesamten Kabine im ergonomischen Fokus (z.B. Einstieg ins Fahrzeug, Bedienvorgänge). Da die Insassen dynamisch mit dem Fahrzeug interagieren, sind entsprechende Bewegungsstudien für die ergonomische Absicherung notwendig. Diese werden aktuell an physischen Modellen der Kabine mit Probanden durchgeführt. Solche Tests sind jedoch sehr aufwendig und daher entsprechend zeit- und kostenintensiv. Daher besteht der Bedarf, diese Studien in den digitalen Produktentwicklungsprozess der Fahrzeughersteller zu integrieren.
Ziele und Vorgehen
Es ist eine Technologie für die Bewegungsprognose und -bewertung von Insassen am und im Fahrzeugmodell erforderlich, um ergonomische Aussagen über das Design in einer frühen Entwicklungsphase zu erhalten. Die Bewegungen der Insassen in einer Fahrzeugumgebung können dann automatisch mit Hilfe einer Bibliothek aus gemessenen Bewegungen berechnet und durch Anwender nachträglich noch interaktiv manipuliert und zusammengesetzt werden. Für die Vermessung von realistischen Bewegungen wird ein sogenanntes Motion-Capture-System grundlegend weiterentwickelt, das Probanden wenig einschränkt und somit natürliche Bewegungen zusammen mit auftretenden Stützkräften exakt erfassen kann.
Innovationen und Perspektiven
Mit diesen Bewegungs- und Kraftmessungen werden die physikalischen Zusammenhänge von Bewegungen am Fahrzeug analysiert und daraus mit subjektiven Probandenbefragungen ein kinematisches Bewertungsmodell abgeleitet. Dieses Modell wird in ein Verfahren zur ergonomischen Bewertung implementiert, das Rückschlüsse auf die menschengerechte Gestaltung des Fahrzeugdesigns ermöglicht. Die Technologie zur Bewegungsprognose und -bewertung soll allgemein in der Fahrzeugentwicklung angewendet werden können (z.B. PKW, LKW, Flugzeug, Land- und Baumaschinen) und im Vorhaben in verschiedenen LKW- und PKW-Anwendungen validiert werden.