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Una cámara móvil al servicio de la seguridad en el vehículo.

Después de la economía y el diseño, la seguridad en el vehículo se encuentra entre los criterios más importantes a la hora de adquirir un coche. Éste es uno de los motivos por el cual los fabricantes de automóviles han redoblado sus esfuerzos de manera agresiva en tiempos recientes en el área de la seguridad. El grupo BMW está utilizando su innovador sistema de medición fotogramétrica en 3D V-STARS de Geodetic Systems, Inc. (GSI) para mediciones antes y después de las pruebas en su centro de pruebas de choque.

La cuestión de la seguridad en el automóvil goza de una prioridad máxima en el sector de la automoción. Por otra parte, el Grupo BMW, que lleva a cabo entre 5 y 7 pruebas de choque por semana en una extensión de 135 m en el centro de pruebas de choque inaugurado en Munich en 2005, no es una excepción. Entre las principales tareas del Departamento de pruebas de seguridad pasiva está el análisis de la deformación de vehículos tras la colisión. Como parte de este programa, los especialistas en choques llevan a cabo mediciones comparativas del vehículo de prueba basadas en especificaciones legales, de protección del consumidor y de desarrollo, tanto antes como después de la colisión. Se utilizan para ello las técnicas más modernas, como el sistema V-STARS de GSI – un sistema de medición utilizado con frecuencia, en particular en aplicaciones aerospaciales, y que está ganando terreno firmemente en la industria de automoción, si bien todavía es relativamente poco conocido en la industria en general en Europa.

En el núcleo de V-STARS se encuentra la INCA 3, la tercera generación de la denominada INtelligent CAmera (cámara inteligente), una cámara digital fotogramétrica altamente desarrollada con un rendimiento y una precisión sin par. La INCA 3 es la cámara de medición más pequeña y ligera jamás desarrollada por GSI. Comparada con su modelo predecesor líder del mercado, la INCA 2, la nueva cámara es la mitad de grande y pesa la mitad. El ordenador y el flash integrado, conjuntamente con una red inalámbrica (WLAN), convierten a la INCA 3 en un sistema único de gama alta para el mercado de la fotogrametría, diseñado para su uso industrial en entornos exigentes.

Roland Kinzel, director general de GDV Systems GmbH en Bad Schwartau, el socio de ventas de GSI para los países de habla alemana, recuerda tiempos pasados: “Hasta finales de los 90, las mediciones realizadas por los expertos en choques se llevaban a cabo mediante una máquina de medición de coordenadas 3D estacionaria. Se trataba de un proceso costoso, dado que era necesario elevar el vehículo hasta la máquina de medición de coordenadas y alinearlo laboriosamente. Con la adquisición del nuevo sistema móvil de medición 3D sin necesidad de ningún dispositivo voluminoso, la eficiencia de la zona de prueba debería mejorar significativamente.“

A fin de encontrar el sistema mejor adaptado a las tareas de medición, el Grupo BMW llevó a cabo un análisis exhaustivo de la competencia, del que salió vencedor el sistema V-STARS. El punto más fuerte a favor de dicho sistema fue el hecho de que se trataba de alta tecnología. Si bien existían equipos de la competencia más baratos, los expertos en seguridad se centraron principalmente en la fiabilidad y en la sencillez de uso. Es esto lo que esperaban obtener de V-STARS, y su decisión ha demostrado ser la correcta a lo largo de los últimos siete años. Otros factores a favor del sistema fueron la calidad de la cámara, la flexibilidad y la velocidad.

Desde 1999, el fabricante de coches ha utilizado el sistema V-STARS con cámaras INCA1, seguido de la compra del actual sistema INCA3 a finales de 2005. El objetivo que intentan alcanzar las personas de Munich utilizando el sistema V-STARS consiste en medir puntos a lo largo de todo el vehículo con una precisión superior a 1 mm y de la manera más eficiente posible. Andreas Huber, miembro del Grupo BMW, explica el funcionamiento de una prueba de choque: “Los preparativos comienzan hasta 10 días antes de la propia prueba, preparando el coche en el taller de montaje, en el que se ajustan al mismo varios sensores, se comprueba y se ajusta la plataforma de las piezas en función de la prueba prevista. Entonces, se instalan sobre y dentro del vehículo componentes técnicos como los soportes de las cámaras y los sistemas de iluminación y de adquisición de datos. Un día antes de la prueba, el vehículo se lleva a la zona de pruebas, en la que se llevan a cabo mediciones previas con el sistema V-STARS. Inmediatamente después de la prueba de choque, el vehículo (deformado por el choque) se lleva de vuelta y es sometido a mediciones fotogramétricas posteriores.” Se mide toda la carrocería exterior del vehículo en la etapa de desarrollo. Antes de la prueba, los expertos en la prueba de choque marcan entre 80 y 100 puntos de medición en el vehículo aún no dañado, utilizando punzones de marcar muy finos. Estos punzones se distribuyen por todo el chasis, desde el techo hasta los paneles laterales, desde la zona del motor hasta el maletero, y a lo largo de los bajos del vehículo. El tamaño del punto de las marcas es, de hecho, tan pequeño que puede ser perfectamente digitalizado con la sonda puntual manual. Hay tantos detalles escondidos en los bajos del vehículo que es imposible detectarlos sin una sonda. Los puntos interesantes se registran para cada vehículo en un catálogo de puntos de medición. Dependiendo del tipo de prueba (lateral, frontal, trasera o de vuelco), se adjuntan entonces estos puntos. El sistema V-STARS se utiliza diariamente para la medición de entre 1 y 2 vehículos diarios antes y después de la prueba, en otras palabras, hasta cuatro veces al día.

Fig 1: Gracias a la estructura de referencia del techo del vehículo, tanto el propio vehículo como la cámara pueden colocarse libremente durante la medición.

 

Fig 2: El Grupo BMW utiliza la flexibilidad y el gran volumen de medición del sistema óptico para resolver las tareas de medición pendientes .

Hay una interesante superposición entre la propia prueba y la simulación, que también muestra las pruebas y está basada en el mismo departamento, lo que garantiza el flujo directo de información. Los probadores de choque proporcionan datos de la prueba real, y la simulación se encarga de los respectivos ajustes. Por tanto, si se recibe una orden para una prueba de choque, es posible llevarla a cabo virtualmente, utilizando la simulación, o a través de los equipos físicos. Puede decirse que la simulación puede calibrarse utilizando los datos de las mediciones reales. Esto significa que los modelos y los resultados de la simulación son también validados por los datos de las propias pruebas

En estas circunstancias, no resulta sorprendente que V-STARS haya demostrado con creces su valía en el Grupo BMW, y que haya colmado las expectativas de este fabricante de coches. Las cámaras INCA funcionan de manera precisa y fiable sin tiempos de paro significativos; la cámara INCA1 lleva haciéndolo ya siete años. El sistema es impresionante, debido al gran volumen de mediciones y a los requisitos de espacio tan reducido: la captura de puntos de medición en 3D en la carrocería externa del vehículo, los bajos y el interior tiene lugar con un tiempo de ajuste mínimo de sólo una o dos posiciones. Otra ventaja es el fácil manejo del sistema móvil de medición, especialmente del software. El esfuerzo que conlleva formar a empleados en el uso de V-STARS es asumible, ya que puede conseguirse en unos pocos días. La ventaja de tiempo también resulta evidente en el uso diario: La medición previa de entre 80 y 100 puntos del vehículo por una sola persona se realiza en unos 90 minutos, y la medición posterior, aproximadamente 60 minutos. Si se utilizara una máquina de medición de coordenadas, debería reservarse un día completo, o al menos de 4 a 6 horas para realizar las mismas tareas...

Los expertos en choques del Grupo BMW también se mostraron impresionados por el servicio técnico proporcionado por GDV Systems, en particular debido a los cortos tiempos de reacción y la formación intensiva in situ, directamente sobre el objeto de medición. Pero, por encima de todo, V-STARS permite a los probadores de choque medir puntos de manera rápida y fiable a lo largo de todo el vehículo. Incluso a pesar de que el Grupo BMW no llega a acercarse a la única y extrema precisión máxima del sistema, sí utilizan todas las otras ventajas de V-STARS, como son la flexibilidad y el elevado volumen de medición, hasta sus últimas consecuencias, para resolver de manera elegante las tareas de medición requeridas.

Además, no debemos olvidar mencionar una inteligente idea del departamento de pruebas de choque del Grupo BMW: la estructura de referencia calibrada del techo del coche se utiliza para orientar el sensor de manera precisa. Por tanto, no es necesario colocar marcas de referencia en el propio vehículo. El bastidor del techo permite colocar libremente el vehículo y la cámara mientras se lleva a cabo la medición en una plataforma de elevación giratoria de una única columna. “Este 'elevador' también puede alzarse para permitir medir los bajos sin necesidad de volver a calibrar el sistema, siempre que no se produzcan cambios en la estructura de referencia. Durante las mediciones previas, colocamos este útil bastidor en el vehículo respectivo, y digitalizamos los puntos requeridos. Se introduce una media de entre 80 y 100 puntos de medición en la red del vehículo, lo que nos proporciona la oportunidad, durante las mediciones posteriores, de seleccionar aquellos puntos que, en nuestra opinión, han sufrido una menor deformación, y resultan adecuados para hacer coincidir ambas mediciones”, añade Andreas Huber.

Fig 3: La plataforma de elevación puede alzarse y pueden medirse los bajos sin necesidad de que los expertos en choques deban volver a calibrar el sistema.

 


Fig 4: Los participantes de la conversación: Andreas Huber (BMW Group, dcha.) y Roland Kinzel (GDV Systems, izda.) (La fig. B incluye un maniquí).

La cámara INCA3

La cámara INCA3, específicamente diseñada y construida por GSI para la ejecución de mediciones 3D de elevada precisión, combina un probado sensor CCD de resolución ultraelevada con un ordenador de abordo industrial basado en un PC, para realizar mediciones en condiciones adversas y entornos inestables. A fin de obtener estos rendimientos, GSI no sólo impone una estabilidad optomecánica insuperable en el interior de la cámara, sino que también incluye características como un estroboscopio integrado o conectividad inalámbrica (WIFI) tras una compresión de la imagen habitualmente de 10 a 1.

La característica restringida del entorno de medición de las piezas de unión de las esquinas del Airbus resulta interesante para el sistema V-STARS. No obstante, la cámara INCA3 resulta especialmente adecuada en mediciones in situ de objetos grandes, ya que no existe ninguna restricción de tamaño de la pieza a medir. Ello posibilita el uso de los sistemas V-STARS en campos como los de la aeronáutica, la industria espacial, automoción, construcción naval, generación de energía, industria pesada, etc.

Una vez INCA3 captura las fotos (ya sea a través del funcionamiento manual o mediante control remoto), el software V-STARS propietario de GSI inspecciona automáticamente las imágenes digitales recogidas y extrae la información 3D requerida. Este proceso está totalmente automatizado. Los puntos medidos pueden compararse entonces con sus nominales (ya sea punto a punto, o en comparación con el archivo CAD correspondiente), o bien pueden compararse con mediciones anteriores (repetibilidad o estudios de capacidad).

INCA3:

La cámara INCA3.

Las acciones de V-STARS en Europa están coordinadas por la compañía NTI (www.nti-measure.com).

Acerca de Geodetic Systems, Inc.

Geodetic Systems, Inc. (GSI, www.geodetic.com) es un proveedor internacional de soluciones de fotogrametría industrial para el mercado de medición/metrología industrial. GSI desarrolla y comercializa la familia V-STARS de sistemas de medición de coordenadas en 3D para usuarios implicados en aplicaciones de medición e inspección en diversos sectores, como el aerospacial, el de energía nuclear, automoción y construcción naval. INCA3, el producto estrella de la compañía, es una cámara de fotogrametría digital de tecnología punta con numerosas características progresivas. GSI distribuye sus productos a través de una red mundial de socios industriales. La distribución del sistema V-STARS y de la cámara INCA3 en Europa es coordinada por NTI. Para más información, póngase en contacto con:

  NTI 
           
Sr Nicolas Tanala (V-STARS European Business Manager)
            32 route de Seichebrières
            45530 Vitry Aux Loges /  France
            Tél. +33 (0) 2 38 59 30 51 / Fax: + 33 (0) 2 38 59 30 9
            Tél. portable : +33 (0) 6 83 70 89 79
   
         E-mail : nicolas.tanala@v-stars3d.com,      website:  www.nti-measure.com

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INCA3, V-STARS y Picture Perfect Measurements son marcas comerciales o marcas registradas de Geodetic Services, Inc. Todo el resto de marcas y nombres de productos citados son marcas comerciales o marcas registradas de sus respectivos dueños.

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