Aufbau

Der interaktive Simulator besteht aus einer Simulatorkabine, in welche Fahrerhäuser verschiedener Maschinentypen eingebaut werden können. In der Simulatorkabine dient eine gewölbte Projektionswand der Darstellung der Umgebung. Möglich ist auch der Einsatz eines Head Mounted Displays. Ein Soundsystem liefert die zugehörigen Geräusche. Die Simulatorkabine ist auf einem Bewegungssystem befestigt, welches die beim Fahren und Arbeiten auftretenden Bewegungen und Beschleunigungen nachbildet. In der ersten Entwicklungsphase ist die Simulation von zwei Mustersegmenten realisiert worden (Hydraulikbagger und Traktor).

Modelle

Bei der Planung und Entwicklung dieses interaktiven Simulators für Anwendungen in Lehre und Forschung wurde Neuland betreten. Struktur-, Antriebs- und Steuerungsmodelle, welche das reale Maschinenverhalten abbilden, werden durch gekoppelte Differentialgleichungen (DGL) beschrieben. Da der Maschinenbediener im vorhandenen Simulator real ist und nicht durch ein Modell ersetzt wird, muss die Simulation interaktiv gestaltet werden. Alle Berechnungen müssen deshalb in Echtzeit erfolgen, was besondere Anforderungen an die numerischen Lösungsalgorithmen der DGL-Systeme stellt.

Die Umgebungsmodelle, welche das Umfeld des Maschineneinsatzes beschreiben, sind nicht statisch, da sie unter dem Einfluss des Arbeitsprozesses (z.B. Graben) verändert werden. Auf Grund der Interaktion mit dem Bediener müssen umfangreiche Berechnungen der Bodenbewegungen in Echtzeit durchgeführt werden. Die Umgebungsabbildung ist dabei nicht mit der Abbildung im Sichtsystem gelöst, sondern eine Veränderung des Bodenzustandes hat gleichzeitig eine Rückwirkung auf den Maschinenzustand.