Verfahren zur Steigerung der Realitätsnähe der Echtzeitvisualisierung in der Fahrsimulation

(01.02.2006 - 31.01.2009)

Auf weiten Gebieten der Forschung und Entwicklung hat sich die Simulation als Mittel zur Erkenntnisgewinnung über real ablaufende Vorgänge etabliert und bewährt. In der Automobilbranche wird die Fahrsimulation unter anderem dazu eingesetzt, prototypische Systeme, wie beispielsweise Anzeige-Bedienkonzepte kommender Produktgenerationen zu untersuchen und auf ihre Verwendbarkeit hin zu analysieren. Fahrsimulationsuntersuchungen erlauben es, die Anzahl der realen Testfahrten zu reduzieren und damit dem zunehmenden Kostendruck und den kürzer werdenden Produktzyklen der Industrie gerecht zu werden. Weiterhin lassen sich in der Simulation kritische Verkehrssituationen reproduzieren und untersuchen, ohne dabei Risiken einzugehen. Dies ist bei der Erprobung von sicherheitskritischen Systemen, wie beispielsweise von Fahrerassistenzsystemen, unverzichtbar. Damit die Simulationsuntersuchungen Rückschlüsse auf die Wirklichkeit zulassen, ist es dabei unerlässlich, dass die Simulation soweit wie möglich der Realität entspricht.
Da das Sehen ein wesentliches Element der menschlichen Wahrnehmung darstellt, kommt der Visualisierung in der Fahrsimulation eine bedeutende Rolle zu.
In dieser Arbeit sollen echtzeitfähige Visualisierungsverfahren entwickelt und prototypisch implementiert werden, die zur Realitätssteigerung der graphischen Darstellung in der Fahrsimulation der BMW Group Forschung und Technik dienen. Dabei wurden durch Fahrversuche Verbesserungspotentiale in der bestehenden Visualisierung identifiziert und diese in Arbeitsfelder kategorisiert.
Die aufgespannten Arbeitsfelder umfassen dabei folgende Punkte: Das Rendering von Terrain und Fahrbahnen, die Darstellung von Fahrzeugen, die Berechnung von Beleuchtung und Schatten sowie die Animation der Szenerie. Diese Arbeitsfelder bilden zugleich die Schwerpunkte der Themenbearbeitung. Die Entwicklung der in dieser Arbeit entwickelten Visualisierungsverfahren basiert dabei auf der Grundlage neuester Hardwaretechnologien.