DE102018108399B4 - Motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body - Google Patents
Motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018108399B4 DE102018108399B4 DE102018108399.8A DE102018108399A DE102018108399B4 DE 102018108399 B4 DE102018108399 B4 DE 102018108399B4 DE 102018108399 A DE102018108399 A DE 102018108399A DE 102018108399 B4 DE102018108399 B4 DE 102018108399B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- waveguide
- motor vehicle
- vehicle body
- shape
- filter bandwidth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02209—Mounting means, e.g. adhesives, casings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
- B60R16/0231—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle
- B60R16/0232—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle for measuring vehicle parameters and indicating critical, abnormal or dangerous conditions
- B60R16/0234—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle for measuring vehicle parameters and indicating critical, abnormal or dangerous conditions related to maintenance or repairing of vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
- G01L1/246—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using integrated gratings, e.g. Bragg gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/08—Testing mechanical properties
- G01M11/083—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
- G01M11/085—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT] the optical fiber being on or near the surface of the DUT
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
- G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
- G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
- G02B6/29319—With a cascade of diffractive elements or of diffraction operations
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3608—Fibre wiring boards, i.e. where fibres are embedded or attached in a pattern on or to a substrate, e.g. flexible sheets
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Kraftfahrzeugkarosserieelement zur dreidimensionalen Gestaltung einer Kraftfahrzeugkarosserie (40) miteinem dreidimensional geformten Überwachungsbereich,wobei unterhalb oder oberhalb zum Überwachungsbereich ein Formüberwachungssystem (32) zur Überwachung der dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs vorgesehen ist und das Formüberwachungssystem (32) zumindest teilweise zwischen dem Überwachungsbereich und einer Lackierung, insbesondere einer Außenlackierung, vorgesehen ist,wobei das Formüberwachungssystemmindestens einen einer dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs der Kraftfahrzeugkarosserie (40) folgbaren Wellenleiter (10),eine an dem Wellenleiter (10) angeschlossene Signalquelle (28) zum Einspeisen einer elektromagnetischen Strahlung in den Wellenleiter (10) undeine an dem Wellenleiter angeschlossene Auswerteeinheit (30) zur Detektion von in dem Wellenleiter (10) reflektierter und/oder transmittierter elektromagnetischer Strahlung aufweist,wobei der Wellenleiter (10) in einem ersten Leiterbereich (16) ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter (18) und in einem zum ersten Leiterbereich (16) in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich (20) ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter (22) aufweist.Motor vehicle body element for the three-dimensional design of a motor vehicle body (40) with a three-dimensionally shaped monitoring area, a shape monitoring system (32) being provided below or above the monitoring area for monitoring the three-dimensional shape design of the monitoring area and the shape monitoring system (32) at least partially between the monitoring area and a paint job, in particular an exterior paintwork, is provided, wherein the shape monitoring system has at least one waveguide (10) which can be followed by a three-dimensional shape design of the monitoring area of the motor vehicle body (40), a signal source (28) connected to the waveguide (10) for feeding electromagnetic radiation into the waveguide (10) and one evaluation unit (30) connected to the waveguide for detecting electromagnetic radiation reflected and/or transmitted in the waveguide (10), the waveguide (10) having a first fiber Bragg in a first conductor region (16) designed for a first filter bandwidth. Grid (18) and in a second conductor region (20) offset in the longitudinal direction from the first conductor region (16) has a second fiber Bragg grating (22) designed for a second filter bandwidth that is different from the first filter bandwidth.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugkarosserieelement mit einem Formüberwachungssystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie, mit dessen Hilfe die Integrität einer dreidimensionalen Formgestaltung der Kraftfahrzeugkarosserie überwacht werden kann.The invention relates to a motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body, with the aid of which the integrity of a three-dimensional shape design of the motor vehicle body can be monitored.
Aus
Aus
Es besteht ein ständiges Bedürfnis Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie einfach und genau detektieren zu können.There is a constant need to be able to easily and accurately detect damage to a motor vehicle body.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglichen.It is the object of the invention to demonstrate measures that enable simple and accurate detection of damage to a motor vehicle body.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Formüberwachungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. The problem is solved according to the invention by a shape monitoring system with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each represent an aspect of the invention individually or in combination.
Erfindungsgemäß ist ein Kraftfahrzeugkarosserieelement zur dreidimensionalen Gestaltung einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen mit einem dreidimensional geformten Überwachungsbereich, wobei unterhalb oder oberhalb zum Überwachungsbereich ein Formüberwachungssystem zur Überwachung der dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs vorgesehen ist und das Formüberwachungssystem zumindest teilweise zwischen dem Überwachungsbereich und einer Lackierung, insbesondere einer Außenlackierung, vorgesehen ist, wobei das Formüberwachungssystem mindestens einen einer dreidimensionalen Formgestaltung des Überwachungsbereichs der Kraftfahrzeugkarosserie folgbaren Wellenleiter, eine an dem Wellenleiter angeschlossene Signalquelle zum Einspeisen einer elektromagnetischen Strahlung in den Wellenleiter und eine an dem Wellenleiter angeschlossene Auswerteeinheit zur Detektion von in dem Wellenleiter reflektierter und/oder transmittierter elektromagnetischer Strahlung aufweist, wobei der Wellenleiter in einem ersten Leiterbereich ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter und in einem zum ersten Leiterbereich in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter aufweist.According to the invention, a motor vehicle body element for the three-dimensional design of a motor vehicle body is provided with a three-dimensionally shaped monitoring area, a shape monitoring system being provided below or above the monitoring area for monitoring the three-dimensional shape design of the monitoring area and the shape monitoring system being at least partially provided between the monitoring area and a paint finish, in particular an exterior paint finish is, wherein the shape monitoring system has at least one waveguide that can be followed by a three-dimensional shape design of the monitoring area of the motor vehicle body, a signal source connected to the waveguide for feeding electromagnetic radiation into the waveguide and an evaluation unit connected to the waveguide for detecting electromagnetic radiation reflected and/or transmitted in the waveguide Radiation, wherein the waveguide has in a first conductor region a first fiber Bragg grating designed for a first filter bandwidth and in a second conductor region offset in the longitudinal direction from the first conductor region a second fiber Bragg grating designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth having.
Bei dem Faser-Bragg-Gitter kann es sich um einen in den Wellenleiter eingeschriebenen optischen Interferenzfilter handeln, bei dem sich Leitungsstücke mit unterschiedlichen Brechungsindizes in Längsrichtung periodisch in einem Abstand zueinander derart abwechseln, dass die elektromagnetische Welle im Bereich einer der Filterbandbreite entsprechenden Wellenlänge konstruktiven oder destruktiven Interferenzeffekten unterliegt, während elektromagnetische Wellen mit einer von der Filterbandbreite ausreichend abweichenden anderen Wellenlänge im Wesentlichen ohne Interferenzeffekte das Faser-Bragg-Gitter passieren können. Wenn eine Druckkraft seitlich auf den Wellenleiter einwirkt, der Wellenleiter gebogen oder sogar durchbrochen wird, ändert sich das Interferenzmuster in dem der Druckkraft ausgesetzten Faser-Bragg-Gitter, was von der Auswerteeinheit als eine Änderung der Strahlungsintensität in dem der Filterbandbreite zugeordneten Wellenlängenbereich detektiert werden kann. Die Filterbandbreite des Faser-Bragg-Gitters kann durch die Dehnung des Wellenleiters unter Einwirkung der Druckkraft auf eine zur ursprünglichen Filterbandbreite verschobene Filterbandbreite verstimmt werden. Durch die Dehnung des Wellenleiters kann sich der Abstand der Reflexionsstellen des Faser-Bragg-Gitter ändern, wodurch sich eine Änderung der Bragg-Wellenlänge ergibt. Dadurch können bereits geringe auf den Wellenleiter einwirkende Druckkräfte festgestellt werden, die an der Außenhaut der Kraftfahrzeugkarosserie zwar nicht zu einer plastischen Verformung der Kraftfahrzeugkarosserie aber zu einem Kratzer in der Lackierung der Kraftfahrzeugkarosserie führen können.The fiber Bragg grating can be an optical interference filter written into the waveguide, in which line pieces with different refractive indices alternate periodically in the longitudinal direction at a distance from one another in such a way that the electromagnetic wave is constructive or in the range of a wavelength corresponding to the filter bandwidth is subject to destructive interference effects, while electromagnetic waves with a different wavelength that deviates sufficiently from the filter bandwidth can pass through the fiber Bragg grating essentially without interference effects. If a compressive force acts laterally on the waveguide, the waveguide is bent or even broken, the interference pattern in the fiber Bragg grating exposed to the compressive force changes, which can be detected by the evaluation unit as a change in the radiation intensity in the wavelength range assigned to the filter bandwidth . The filter bandwidth of the fiber Bragg grating can be detuned by stretching the waveguide under the action of the compressive force to a filter bandwidth that is shifted from the original filter bandwidth. By stretching the waveguide, the distance between the reflection points of the fiber Bragg grating can change, which results in a change in the Bragg wavelength. As a result, even small pressure forces acting on the waveguide can be determined, which on the outer skin of the motor vehicle body cannot lead to a plastic deformation of the motor vehicle body but can lead to a scratch in the paintwork of the motor vehicle body.
Durch die Mehrzahl von unterschiedlichen Faser-Bragg-Gittern in dem jeweiligen Wellenleiter können entsprechend viele verschiedene in Längsrichtung des Wellenleiters hintereinander angeordnete Leiterbereiche ausgebildet werden. Bei einer punktuell eingeleiteten Druckkraft kann sich in dem einen Leiterbereich die Bragg-Wellenlänge ändern, während in den übrigen Leiterbereichen keine Änderung auftritt. Der Ort einer durch die Druckkraft verursachten möglichen Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie kann dadurch auf den Bereich dieses Leiterbereichs des Wellenleiters eingegrenzt werden. Wenn in mehr als einem Leiterbereich eine Änderung der Bragg-Wellenlänge festgestellt wird, kann ein entsprechend größerer Bereich der Kraftfahrzeugkarosserie identifiziert werden, in dem eine Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie befürchtet werden kann. Insbesondere ist jedes Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter auf eine hinreichend deutlich andere Filterbandbreite ausgelegt, so dass sich bei den zu erwartenden Druckkräften und/oder Dehnungen des Wellenleiters die zu erwartenden Interferenzmuster der jeweiligen Faser-Bragg-Gitter nicht überlagern. Durch die Mehrzahl der unterschiedlichen Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter können mit genau einem Wellenleiter mehrere verschiedene Orte einer Kraftfahrzeugkarosserie auf eine drohende Formänderung hin überwacht werden, so dass eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht ist.Due to the plurality of different fiber Bragg gratings in the respective waveguide, a corresponding number of different conductor regions arranged one behind the other in the longitudinal direction of the waveguide can be formed. When a compressive force is applied at specific points, the Bragg wavelength can change in one conductor region, while no change occurs in the remaining conductor regions. The location of a possible change in shape of the motor vehicle body caused by the compressive force can thereby be limited to the area of this conductor region of the waveguide. If a change in Bragg wavelength is detected in more than one conductor region, a correspondingly larger range of force can be used Vehicle body can be identified in which a change in shape of the vehicle body can be feared. In particular, each fiber Bragg grating in the waveguide is designed for a sufficiently different filter bandwidth, so that the expected interference patterns of the respective fiber Bragg gratings do not overlap given the expected compressive forces and/or expansions of the waveguide. Due to the majority of different fiber Bragg gratings in the waveguide, several different locations on a motor vehicle body can be monitored for an impending change in shape using exactly one waveguide, so that simple and precise detection of damage to a motor vehicle body is possible.
Wenn die Auswerteeinheit die reflektierte elektromagnetische Strahlung detektiert, kann auch der Ort einer Durchtrennung des Wellenleiters ermittelt werden. Wenn die Auswerteeinheit die transmittierte elektromagnetische Strahlung detektiert, ist es möglich die Signalquelle an einer Stirnseite des Wellenleiters und die Auswerteeinheit an der anderen Stirnseite des Wellenleiters anzuschließen, wodurch sich ein einfacher Aufbau ergibt. Als elektromagnetische Strahlung kann insbesondere sichtbares Licht verwendet werden. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise ausgelegt mit einer Abtastrate von 1 bis 10000 Messungen pro Sekunde zu operieren. Der Wellenleiter kann im Wesentlichen beliebig der dreidimensionalen Form der Kraftfahrzeugkarosserie folgen. Insbesondere ist es möglich den Wellenleiter beispielsweise schleifenförmig und/oder mäanderförmig über einen zweidimensionalen Abschnitt eines zu überwachenden Bereichs der Kraftfahrzeugkarosserie anzuordnen.If the evaluation unit detects the reflected electromagnetic radiation, the location of a cut in the waveguide can also be determined. If the evaluation unit detects the transmitted electromagnetic radiation, it is possible to connect the signal source to one end face of the waveguide and the evaluation unit to the other end face of the waveguide, which results in a simple structure. Visible light in particular can be used as electromagnetic radiation. The evaluation unit is preferably designed to operate with a sampling rate of 1 to 10,000 measurements per second. The waveguide can essentially follow the three-dimensional shape of the motor vehicle body. In particular, it is possible to arrange the waveguide, for example, in a loop and/or meandering shape over a two-dimensional section of an area of the motor vehicle body to be monitored.
Da das Formüberwachungssystem zumindest teilweise zwischen dem Überwachungsbereich und der Lackierung, insbesondere einer Außenlackierung, vorgesehen ist, kann das Formüberwachungssystem aufgrund der dabei auftretenden Druckkräfte auch einen Kratzer in der Lackierung detektieren, der nicht zu einer plastischen Verformung der Kraftfahrzeugkarosserie geführt hat.Since the shape monitoring system is at least partially provided between the monitoring area and the paintwork, in particular an exterior paintwork, the shape monitoring system can also detect a scratch in the paintwork that does not lead to plastic deformation of the motor vehicle body due to the pressure forces that occur.
Insbesondere ist die Signalquelle ausgestaltet zeitversetzt und/oder gleichzeitig elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich der ersten Filterbandbreite und elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich der zweiten Filterbandbreite zu emittieren. Wenn die Signalquelle zeitversetzt die dem jeweiligen Faser-Bragg-Gitter zugeordnete elektromagnetische Strahlung emittiert, wird jeweils genau ein Leitungsbereich auf eine Änderung der Bragg-Wellenlänge überprüft. Die Auswerteeinheit kann hierbei als einfacher Fotosensor ausgestaltet sein. Es ist aber auch möglich elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen für sämtliche Filterbandbreiten der mehreren Faser-Bragg-Gitter abzustrahlen, indem die Signalquelle beispielsweise elektromagnetische Strahlung mit einem kontinuierlichen Wellenlängenbereich emittiert. Dadurch können sämtliche Leiterbereiche gleichzeitig überprüft werden, wobei gegebenenfalls die Auswerteeinheit ausgelegt ist, die dem jeweiligen Faser-Bragg-Gitter zugeordneten, verschiedenen Wellenlängen aufzulösen.In particular, the signal source is designed to emit electromagnetic radiation with a wavelength in the range of the first filter bandwidth and electromagnetic radiation with a wavelength in the range of the second filter bandwidth with a time delay and/or simultaneously. If the signal source emits the electromagnetic radiation assigned to the respective fiber Bragg grating with a time delay, exactly one line area is checked for a change in the Bragg wavelength. The evaluation unit can be designed as a simple photo sensor. However, it is also possible to emit electromagnetic radiation with wavelengths for all filter bandwidths of the multiple fiber Bragg gratings, for example by the signal source emitting electromagnetic radiation with a continuous wavelength range. This means that all conductor areas can be checked at the same time, with the evaluation unit possibly being designed to resolve the different wavelengths assigned to the respective fiber Bragg grating.
Vorzugsweise sind mehrere Wellenleiter mit jeweils mehreren Faser-Bragg-Gittern nebeneinander beabstandet, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, vorgesehen. Dadurch kann nicht nur in Längsrichtung des einen Wellenleiters, sondern auch mit Hilfe der anderen Wellenleitern quer zur Längsrichtung des Wellenleiters ein Ort einer möglichen Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie aufgelöst werden. Dies ermöglicht eine einfache zweidimensionale Überwachung der Kraftfahrzeugkarosserie.Preferably, a plurality of waveguides, each with a plurality of fiber Bragg gratings, are provided next to one another, spaced apart, in particular essentially parallel to one another. As a result, a location of a possible change in shape of the motor vehicle body can be resolved not only in the longitudinal direction of one waveguide, but also with the help of the other waveguides transversely to the longitudinal direction of the waveguide. This enables simple two-dimensional monitoring of the motor vehicle body.
Besonders bevorzugt ist mindestens ein den mindestens einen Wellenleiter kreuzender Quer-Wellenleiter vorgesehen, wobei der Quer-Wellenleiter insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu dem mindestens einen Wellenleiter verläuft. Der Quer-Wellenleiter kann insbesondere analog zu dem vorstehend beschriebenen Wellenleiter ausgestaltet sein. Die Ortsauflösung einer möglichen Formänderung der Kraftfahrzeugkarosserie kann dadurch verbessert werden.Particularly preferably, at least one transverse waveguide crossing the at least one waveguide is provided, the transverse waveguide in particular extending essentially perpendicular to the at least one waveguide. The transverse waveguide can in particular be designed analogously to the waveguide described above. The spatial resolution of a possible change in shape of the motor vehicle body can thereby be improved.
Insbesondere weist der mindestens eine Quer-Wellenleiter in einem ersten Leiterbereich ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter und in einem zum ersten Leiterbereich in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter auf. Damit kann auch der Quer-Wellenleiter eine einwirkende Druckkraft auf einen bestimmten Leiterbereich eingrenzen. Dadurch ist es erleichtert zwei oder mehr voneinander beabstandete unterschiedliche Einwirkungen auf die Kraftfahrzeugkarosserie zu detektieren.In particular, the at least one transverse waveguide has in a first conductor region a first fiber Bragg grating designed for a first filter bandwidth and, in a second conductor region offset in the longitudinal direction from the first conductor region, a second fiber Bragg designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth -grid on. This means that the transverse waveguide can also limit the compressive force acting on a specific conductor area. This makes it easier to detect two or more different impacts on the motor vehicle body that are spaced apart from each other.
Vorzugsweise ist mindestens ein den mindestens einen Wellenleiter und den mindestens einen Quer-Wellenleiter kreuzender Zusatz-Wellenleiter vorgesehen, wobei insbesondere der mindestens eine Zusatz-Wellenleiter in einem ersten Leiterbereich ein für eine erste Filterbandbreite ausgelegtes erstes Faser-Bragg-Gitter und in einem zum ersten Leiterbereich in Längsrichtung versetzten zweiten Leiterbereich ein für eine von der ersten Filterbandbreite verschiedene zweite Filterbandbreite ausgelegtes zweites Faser-Bragg-Gitter aufweist. Dadurch ist es erleichtert zwei oder mehr voneinander beabstandete unterschiedliche Einwirkungen auf die Kraftfahrzeugkarosserie zu detektieren. Insbesondere bei einer flächigen Einwirkung auf die Kraftfahrzeugkarosserie an voneinander beabstandeten Stellen können die jeweiligen Einwirkungsbereiche im Wesentlichen fehlerfrei identifiziert werden. Auch bei einer komplizierten Signallage, beispielsweise bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, können die beschädigten Bereiche der Kraftfahrzeugkarosserie von dem Formüberwachungssystem identifiziert werden.Preferably, at least one additional waveguide crossing the at least one waveguide and the at least one transverse waveguide is provided, in particular the at least one additional waveguide having a first fiber Bragg grating designed for a first filter bandwidth in a first conductor region and in a first fiber Bragg grating Conductor area offset in the longitudinal direction second conductor area has a second fiber Bragg grating designed for a second filter bandwidth different from the first filter bandwidth. This makes it easier to have two or more different ones spaced apart To detect impacts on the motor vehicle body. In particular, in the case of a surface impact on the motor vehicle body at locations spaced apart from one another, the respective areas of impact can be identified essentially without errors. Even in the event of a complicated signal situation, for example in the event of a collision of the motor vehicle with an obstacle, the damaged areas of the motor vehicle body can be identified by the shape monitoring system.
Besonders bevorzugt ist eine mit sämtlichen vorgesehenen Wellenleitern befestigte Matrix, insbesondere eine flexible Polymerfolie, zur relativen Lagepositionierung der Wellenleiter zueinander vorgesehen. Die Matrix kann die Relativlage der verschiedenen Wellenleiter zueinander fixieren und vorzugsweise die Befestigung des Formüberwachungssystems mit der Kraftfahrzeugkarosserie erleichtern.Particularly preferably, a matrix, in particular a flexible polymer film, fastened with all the waveguides provided is provided for positioning the waveguides relative to one another. The matrix can fix the relative position of the various waveguides to one another and preferably facilitate the attachment of the shape monitoring system to the motor vehicle body.
Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung des Formüberwachungssystems, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Überwachung der dreidimensionalen Form und/oder einer Unversehrtheit eines Überwachungsbereichs eines Kraftfahrzeugkarosserieelements einer Kraftfahrzeugkarosserie. Durch die Mehrzahl der unterschiedlichen Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter können mit genau einem Wellenleiter mehrere verschiedene Orte einer Kraftfahrzeugkarosserie auf eine drohende Formänderung hin überwacht werden, so dass eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht ist.The invention further relates to a use of the shape monitoring system, which can be designed and developed as described above, for monitoring the three-dimensional shape and / or an integrity of a monitoring area of a motor vehicle body element of a motor vehicle body. Due to the majority of different fiber Bragg gratings in the waveguide, several different locations on a motor vehicle body can be monitored for an impending change in shape using exactly one waveguide, so that simple and precise detection of damage to a motor vehicle body is possible.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer ein Kraftfahrzeugkarosserieelement, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, aufweisenden Kraftfahrzeugkarosserie und einem Überwachungsmittel, insbesondere aufzeichnungsfähige Bordkamera, zur Beobachtung eines Umfelds einer von dem Formüberwachungssystem detektierten Formänderung und/oder einem Alarmsystem zur Alarmierung bei einer von dem Formüberwachungssystem detektierten Formänderung und/oder einer Speichereinheit zur, insbesondere permanenten, Speicherung von dem Formüberwachungssystem detektierten Formänderungen. Durch die Mehrzahl der unterschiedlichen Faser-Bragg-Gitter in dem Wellenleiter des Formüberwachungssystems können mit genau einem Wellenleiter mehrere verschiedene Orte einer Kraftfahrzeugkarosserie auf eine drohende Formänderung hin überwacht werden, so dass eine einfache und genaue Detektierung von Beschädigungen einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht ist. Wenn das Formüberwachungssystem eine mögliche Beschädigung der Kraftfahrzeugkarosserie detektiert, kann dies zu einer automatischen Reaktion des Kraftfahrzeugs führen. Hierbei kann beispielsweise das Umfeld des Kraftfahrzeugs überwacht werden, um die Beschädigung und/oder die zu der Beschädigung führenden Umstände zu dokumentieren. Gegebenenfalls kann ein Alarm ausgelöst werden, um den Fahrer, einen Außenstehenden oder sonstige Person über die Beschädigung zu informieren. Die hierbei ermittelten Informationen können gespeichert und später ausgewertet werden, beispielsweise um den zur Beschädigung geführten Hergang zu rekonstruieren und/oder das Ausmaß der Beschädigung leichter feststellen zu können. Dies kann insbesondere eine nachfolgende Reparatur erleichtern.The invention further relates to a motor vehicle with a motor vehicle body having a motor vehicle body element, which can be designed and developed as described above, and a monitoring means, in particular a recordable on-board camera, for observing an environment of a change in shape detected by the shape monitoring system and / or an alarm system for alerting a shape change detected by the shape monitoring system and / or a storage unit for, in particular permanent, storage of shape changes detected by the shape monitoring system. Due to the majority of different fiber Bragg gratings in the waveguide of the shape monitoring system, several different locations on a motor vehicle body can be monitored for an impending change in shape using exactly one waveguide, so that simple and precise detection of damage to a motor vehicle body is possible. If the shape monitoring system detects possible damage to the motor vehicle body, this can lead to an automatic reaction of the motor vehicle. Here, for example, the surroundings of the motor vehicle can be monitored in order to document the damage and/or the circumstances leading to the damage. If necessary, an alarm can be triggered to inform the driver, an outsider or other person of the damage. The information determined in this way can be saved and later evaluated, for example in order to reconstruct the process that led to the damage and/or to be able to more easily determine the extent of the damage. This can make subsequent repairs particularly easier.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
-
1 eine schematische Prinzipdarstellung eines Wellenleiters für ein Formüberwachungssystem, -
2 eine schematische Draufsicht auf ein Formüberwachungssystem mit dem Wellenleiter aus1 und -
3 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit dem Formüberwachungssystem aus2
-
1 a schematic representation of the principle of a waveguide for a shape monitoring system, -
2 a schematic top view of a shape monitoring system with the waveguide1 and -
3 a schematic side view of a motor vehicle with the shape monitoring system2
Der in
Wie in
Wie in
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018108399.8A DE102018108399B4 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018108399.8A DE102018108399B4 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018108399A1 DE102018108399A1 (en) | 2019-10-10 |
DE102018108399B4 true DE102018108399B4 (en) | 2024-02-29 |
Family
ID=67991344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018108399.8A Active DE102018108399B4 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018108399B4 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4761073A (en) | 1984-08-13 | 1988-08-02 | United Technologies Corporation | Distributed, spatially resolving optical fiber strain gauge |
US5726744A (en) | 1994-11-18 | 1998-03-10 | Commissariat A L 'energie Atomique | Rosette-type optical microsystem of strain gauges having dielectric guides for measuring a longitudinal strain in a planar structure |
DE102005030751A1 (en) | 2005-06-29 | 2007-01-11 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Optical strain gauge |
DE102011003073B4 (en) | 2011-01-24 | 2013-05-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Security system for detecting a break-in attempt on a safety glazing |
US8938336B2 (en) | 2013-01-30 | 2015-01-20 | Korea Electronics Technology Institute | Occupant safety system and method with optical fiber grid sheet |
-
2018
- 2018-04-10 DE DE102018108399.8A patent/DE102018108399B4/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4761073A (en) | 1984-08-13 | 1988-08-02 | United Technologies Corporation | Distributed, spatially resolving optical fiber strain gauge |
US5726744A (en) | 1994-11-18 | 1998-03-10 | Commissariat A L 'energie Atomique | Rosette-type optical microsystem of strain gauges having dielectric guides for measuring a longitudinal strain in a planar structure |
DE102005030751A1 (en) | 2005-06-29 | 2007-01-11 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Optical strain gauge |
DE102011003073B4 (en) | 2011-01-24 | 2013-05-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Security system for detecting a break-in attempt on a safety glazing |
US8938336B2 (en) | 2013-01-30 | 2015-01-20 | Korea Electronics Technology Institute | Occupant safety system and method with optical fiber grid sheet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102018108399A1 (en) | 2019-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2210078B1 (en) | Method for ascertaining the pressure and the profile depth in a vehicle tyre | |
EP1556255B1 (en) | Sensor device and method for detecting an external impact load on a vehicle | |
DE102007029299A1 (en) | Optical sensor for positioning tasks | |
EP3963358B1 (en) | Detection device with at least one sensor device, an analysis device, a light source, and a carrier medium | |
DE102018200626A1 (en) | Detection device for the detection of dirt | |
DE102010040143A1 (en) | Fiber optic sensor, pressure sensor, gripping device and sensor signal processor | |
EP3004851B1 (en) | Method for determining the refractive power of a transparent object, and corresponding device | |
DE102018206548A1 (en) | Method for detecting damage and / or contamination on a transparent covering material of an optoelectronic sensor, system, optoelectronic sensor and means of locomotion | |
DE102006053359C5 (en) | Optoelectronic sensor arrangement and method for adjusting an optoelectronic sensor arrangement | |
DE3625643C2 (en) | ||
EP3295144B1 (en) | Device for measuring an imaging property of an optical system | |
EP1488204B1 (en) | Multi-layered sensor | |
DE102018108399B4 (en) | Motor vehicle body element with a shape monitoring system for a motor vehicle body | |
DE102006048635B4 (en) | Fiber optic bending sensor and method for its production | |
EP2887093A1 (en) | Method for classifying an object, sensor device and motor vehicle | |
DE102020003144A1 (en) | OPTICAL CODING DEVICE | |
DE102017201769A1 (en) | PHOTOELECTRIC POSITIONER | |
DE102014218460B4 (en) | Assistance system of a motor vehicle, with a camera and image sensor | |
DE102010012701A1 (en) | Microforce sensor for measuring micro forces at nano range and milli Newton range, has spring region provided between two support regions and stiffener marking unit, respectively, where spring regions comprise two-winged meander shape | |
DE102016204313A1 (en) | Optical distance sensor and position measuring device with such a distance sensor | |
DE102019210129A1 (en) | Method for checking a calibration of several sensors and a motor vehicle with several sensors | |
EP3755973B1 (en) | Scale element for an optical measuring device | |
EP2578991A1 (en) | Optical sensor | |
DE102015202376A1 (en) | Driver assistance system | |
DE102020001365A1 (en) | Method for detecting the condition of a road surface for a vehicle, device for detecting the condition of a road surface for a vehicle and vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |