Im vorliegenden Fallbeispiel wurde mit Hilfe der Systeme ATOS und TRITOP das Interieur, das Exterieur und das BIW (Body in White) eines Ford Focus digitalisiert. Die gemessenen Daten kommen dann in der Produktanalyse und im Digital Mock Up (DMU) zum Einsatz.

Die Digitalisierung von 1:1 Fahrzeugmodellen ist eine Standardaufgabe im Designbereich, die bisher vorwiegend mit Koordinatenmessmaschinen gelöst wurde. Seit Anfang 1998 kommt hier zunehmend das mobile optische Messsystem ATOS XL (ATOS+TRITOP) zum Einsatz.

Neben der genauen, schnellen und hochaufgelösten Erfassung der Außenflächen bietet der ATOS-Sensor durch ein hohes Maß an Flexibilität, einfacher Handhabung und Dank seines modernen Konzeptes den enormen Vorteil der Digitalisierung des Interieurs im eingebauten Zustand. Dabei liegen die Messdaten sowohl für das Exterieur als auch für das Interieur im gleichen Koordinatensystem (Fahrzeugkoordinatensystem) vor.

Für die Digitalisierung werden sogenannte Referenzmarken (z.B. magnetische Punktmarken) auf der Außenhaut des Fahrzeuges angebracht. Die 3D-Koordinaten dieser Marken werden mit Hilfe einer hochauflösenden digitalen Kamera und der TRITOP Software photogrammetrisch bestimmt. Die Software erlaubt die Transformation des aktuellen Koordinatensystemes, in dem sich die jeweiligen Messdaten befinden, ins Fahrzeug-Koordinatensystem. Anschließend erfolgt die Digitalisierung des Exterieurs mit dem ATOS System.

Für die Digitalisierung des Interieurs werden auf alle zu digitalisierenden Elemente ebenfalls Punktmarken plaziert. Mit dem XL Modul werden die 3D-Koordinaten der sichtbaren Marken angemessen und ins Koordinatensystem des Fahrzeuges transformiert. Im Anschluss daran werden alle entfernbaren Komponenten aus dem Fahrzeug entnommen und separat digitalisiert. Die vorab erfassten Punktmarken im Fahrzeuginnenraum bilden dabei wiederum die Basis, mit Hilfe derer die Koordinaten der entfernten Komponenten korrekt in das Fahrzeugkoordinatensystem transformiert werden.

Das Fahrzeuginnere wird mit einem ATOS Sensor digitalisiert, der auf eine Fläche von 350mm x 280mm, bei kurzem Messabstand kalibriert wurde; dies erlaubt die Positionierung des Sensors für alle erforderlichen Ansichten. Für bestimmte kleinere Details kann es erforderlich sein, die Objektive des Sensorkopfes auszuwechseln und den Sensor auf eine Messfläche von 200mm x 160mm oder 100mm x 80mm zu kalibrieren. Um den Sensorkopf durch die Fahrzeugtüren in den Innenraum führen zu können, verwendet man in der Regel ein Stativ mit schwenkbar gelagertem Arm. Auf diese Art ist es möglich, den gesamten Fahrzeuginnenraum (inklusive Armaturentafel, Seiten-, Boden-, Dach- und Kofferraumverkleidungen, Vorder- und Rücksitze, Lenkrad etc.) in zwei Tagen zu vermessen, wobei sämtliche Daten im Fahrzeugkoordinatensystem liegen.

Nach dem Ausbau der kompletten Inneneinrichtung im vorderen Bereich wurde der vordere Innenraum nochmals digitalisiert, um auch die BIW (body in white) Form zu erfassen. Auch diesmal wurde die Photogrammetrie benutzt, um die Marken auf den neu sichtbaren Bereichen zu digitalisieren. Zudem wurde das Koordinatensystem auf die schon definierten Marken an den Seitenwänden und den Scheiben angepasst. Dann wurde der neu sichtbare Bereich mit dem ATOS System digitalisiert. Da der BIW großflächig gestaltet ist und nur der untere Vorderteil und der Boden digitalisiert werden musste, konnte diese Aufgabe in wenigen Stunden erledigt werden.

Innerhalb eines zusätzlichen Tages ist es mit Hilfe der ATOS Software möglich, die digitalisierten Daten ins STL Format zu exportieren. Dabei besteht die Option, die STL Daten entweder mit gleichmäßigem Raster zu erzeugen oder auszudünnen, wobei ebene oder leicht gewölbte Flächen mit geringer und starke Wölbungen oder Kanten mit hoher Datendichte beschrieben werden. Das Ausdünnen erlaubt es dem Benutzer selbst bei sehr großen Objekten die resultierenden Daten anschließend in messdatenverarbeitende Standardanwendungen zu importieren, die oftmals nur begrenzte Punktmengen handhaben können.

Die so gewonnenen STL Daten können direkt zur Produktanalyse bzw. zum Digital Mock Up verwendet werden.

Mit freundlicher Genehmigung der Ford AG.