Bremsdynamikmodell für Radfahrsimulatoren
Beschreibung
Radfahrsimulatoren sind ähnlich wie Flug- oder Kfz-Simulatoren ein ideales Instrument, um risikoarm zu forschen, auszubilden und Zukunftsvisionen zu vermitteln.
Ein wichtiges Element von Radfahrsimulatoren ist das System zur Radfahrdynamik. Dieses System bildet das Fahrverhalten eines Fahrrads samt Fahrer*in mithilfe von Modellen nach. Damit das Fahrerlebnis im Simulator möglichst realistisch wirkt und das beobachtete Fahrverhalten der Realität entspricht, werden präzise Modelle für die Radfahrdynamik benötigt.
Ein Schwachpunkt vieler bisheriger Radfahrsimulatoren ist die Nachbildung des Bremsverhaltens, das oft nicht realistisch genug ist.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein Modell zu entwickeln, das alle relevanten Eingangsvariablen (z. B. Bremsbetätigung, Straßenoberfläche) und Parameter (z. B. Bremseneigenschaften, Fahrradgeometrie) berücksichtigt. Dieses Modell soll die Entschleunigung des Fahrrades berechnen können und ausgeben. Soweit möglich soll anhand der Entschleunigung auch sensorische Hinweise generiert werden, die den Menschen auf dem Simulator den Bremsvorgang wahrnehmen lassen (z.B. Geräusche oder Vibration).
Zu Beginn der Arbeit wird eine Literaturrecherche durchgeführt, um die physikalischen Grundlagen und wichitge Aspekte zum Bremsverhalten von Radfahrenden und Fahrrädern zu erarbeiten. Falls nötig, wird eine Expert*innenbefragung ergänzt, um typische Wertebereiche für die notwendingen Parameter zu ermitteln. Auf dieser Basis soll ein dynamisches Bremsmodell entstehen, das zunächst mathematisch beschrieben und anschließend, wenn möglich, in ein funktionsfähiges Skript umgesetzt wird. Dieses Skript soll in den Radfahrsimulator des LuF Radverkehr integriert werden.
Die Ergebnisse der Arbeit werden technisch dokumentiert und im Rahmen des Projekts OpenBikeSim als Open-Source-Baustein auf der Projekt-Website veröffentlicht. So kann die Arbeit einen breiten praktischen Nutzen generieren.
Forschungsfragen
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Welche Funktionen, Eingangsvariablen und Parameter benötigt ein dynamisches Modell um das Bremsverhalten eines Fahrrades samt Fahrer*in realistisch nachzubilden?
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Durch welche sensorischen Hinweise nehmen Radfahrer*innen den Bremsvorgang des Fahrrades war?
Forschungsgebiet
- Grundlagenforschung
Level
Bachelorthesis
Start
Jederzeit