德国弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所（Fraunhofer IOF）多年来一直致力于开发高速捕捉3D数据的系统。据外媒报道，来自耶拿（Jena）的团队现在推出新系统goCRASH3D，可以在碰撞测试时记录测试车辆内部的3D数据。它可以显示碰撞过程中车辆部件的变形和运动，这在以前是无法实现或只能在有限的范围内实现的。

图片来源：Fraunhofer IOF

在过去10多年里，Fraunhofer IOF耶拿团队一直致力于用高速摄像头捕捉3D数据。这种系统主要由两个摄像头、一个投影仪和一台计算机组成。项目经理Kevin Srokos解释道：“问题的关键其实不在于摄像头，而在于照明。几年前，耶拿的研究人员基于研究目的在舞台技术的基础上进一步开发了GOBO技术。

使用GOBO技术时，一个具有不规则条纹图案的圆盘在高功率光源前旋转，产生非周期性的正弦图案在待测物体上。这样可以将从不同角度拍摄物体的图像中的点进行匹配。图像中各点的3D坐标是根据摄像头的位置和图像点的偏移量计算出来的。

在汽车行业的应用

耶拿团队很早就在汽车行业测试了该系统。Srokos表示：“当时，该系统用于追踪气囊的展开过程，并具备时间分辨率。但早在2017年，我们就提出将该系统移入车辆内部的想法。”在与德国一家主要汽车制造商的联合项目中，耶拿团队为此目的建立了一个演示器，自2023年以来一直由项目合作伙伴进行测试。

通过goCRASH3D，研究人员可以观察到以前无法接触或仅有限接触的过程，例如脚部空间的情况。此外，安全气囊展开时遮挡的区域也可以通过该系统进行跟踪。

技术细节

在车辆中使用goCRASH3D时，照明再次发挥了主要作用：“曝光时间越短，照明强度就需要越高，”Srokos说道。在这种特定情况下，使用的是具有15000勒克斯亮度的单个LED。这两个摄像头每秒分别可拍摄12000张512 x 512像素的图像。

由此，计算机每秒可计算约1200张3D图像。实验中的视场为70 x 70 cm²，距离为1m。这些参数可以根据实验进行调整。

带有两个摄像头和照明装置的系统安装在一个框架内，框架内的组件由弹性体缓冲器保护以防加速。这使得该系统能够承受高达200g的加速度和高达60g的冲击。为此，该框架固定安装在车辆中。

满足当前且面向未来的高速记录

goCRASH3D系统目前正由项目合作伙伴使用，并在Fraunhofer IOF进行进一步开发。在耶拿的研究所，高速记录已经与其它摄像头相结合，以便将3D图像与额外的光谱信息相结合。

goCRASH3D系统是为汽车行业开发的。“然而，我们也可以想象在安全领域或运动医学中的应用，”Srokos解释道。从中期来看，这种3D高速记录技术是满足汽车行业日益增长的安全要求的绝佳解决方案。