jBEAM Technologie

jBEAM Logo

jBEAM enthält zahlreiche Features, die in verschiedenen Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen.

jBEAM Technologie

Georeferenzierte Daten (GPS)

jBEAM enthält mehrere Komponenten, die speziell für GPS Daten entwickelt wurden:

  • Datei-Importer, um GPS-Daten einzulesen
    • GPS-Austauschformat GPX
    • Garmin Datenbank Dateien in den Formaten CRS, HST, TCX
    • Garmin FIT, ein binäres Format, z.B. benutzt von VIRB-Kameras
    • Google KML
    • NMEA (National Marine Electronics Association), es werden verschiedene gebräuchliche Datensätze unterstützt
    • FAI-IGC, ein von der FAI definiertes Format speziell für Segelflugwettbewerbe
    • weitere in der Automobilindustrie eingesetzte Datenformate (wie MDF4), die u.a. auch GPS-Daten enthalten
    • Photo-Importer, welcher GPS-Daten aus den Meta-Informationen der Bilder extrahieren kann
  • Messkomponenten, um GPS-Daten online zu empfangen
    • NMEA (National Marine Electronics Association), es werden verschiedene gebräuchliche Datensätze unterstützt, die Kommunikation geschieht über eine RS232 Schnittstelle
  • Berechnungskomponenten, um GPS-Daten umzurechnen
    • Umrechnung GPS <-> UTM (Universal Transverse Mercator Koordinatensystem)
    • Umrechnung GPS <-> Gauß Krüger (transversale Mercator Abbildung)
    • Umrechnung GPS <-> XYZ (absolutes kartesisches Koordinatensystem der Erde)
    • Umrechnung GPS <-> Entfernung, Kurs, Geschwindigkeit
    • Split mittels GPS definierter Polygone, zur Filterung großer Testfahrten in relevante Teilbereiche
  • Graphikkomponenten, um GPS-Daten darzustellen
    • Der Universal-2D-Graph kann optional Geo-Achsen enthalten, die  Längen- und Breitengrade sowohl von Kartenmaterial wie auch von einen oder mehreren Pfaden darstellen können. Die Pfade können in Abhängigkeit von einer anderen Messgröße eingefärbt werden
    • Eine importierte Serie von Bildern kann geografisch korrekt dargestellt werden. Auch wenn die Bilder nur eine absolute Zeitinformation beinhalten, kann über einen gleichzeitig aufgezeichneten GPS-Track die geografische Position bestimmt werden
    • Auf Geo-Achsen bezogene Cursor, die einzelne Punkte oder Streckenbereiche interaktiv auswählen

Video

Es werden unterschiedliche Videotechnologien eingesetzt.

  • Java Media Framework, eine plattformunabhängige Technologie, die aber nur wenige Video-Codex unterstützt
  • DirectShow, unterstützt alle auf dem Rechner definierten Video-Codex, verfügbar aber nur für Windows

Da einige (nur im Automotive-Bereich verbreitete) Video-Codex nicht mehr auf 64-Bit Rechnersystemen unterstützt werden, können insbesondere im MaDaM Kontext automatische Konverter angeboten werden. Ein Beispiel ist hier das im Crash eingesetzte Indeo Format.

Fast Fourier Transformation (FFT)

jBEAM enthält einen sehr schnellen Algorithmus zur Berechnung der Fast Fourier Transformation. Zusätzlich wurde dieser Algorithmus weiterentwickelt, so dass jBEAM nun einen 2n unabhängigen Algorithmus besitzt. Damit ist es möglich, messtechnisch benutzbare FFT-basierte Filter zu nutzen. Das Zeit-Signal wird in den Frequenzraum transformiert, mit der Filterkennlinie gefalten und anschließend in den Zeitraum zurücktransformiert. Diese Filter haben extreme Flankensteilheiten, so dass praktisch jede Filterkennlinie realisiert werden kann. Die entsprechenden Komponenten erlauben es dem Benutzer sogar, die Filterkennlinie grafisch einzugeben.

Mechanische Spannungsanalyse (DMS)

Neben der Umrechnung von mechanischen Dehnungen in Spannungen wird auch eine Rosettenberechnung angeboten, welche sowohl 45° wie auch 60° Rosetten unterstützt. Zusätzlich sind die folgenden Spezial-Berechnungen verfügbar: Bohrloch 2D, Bohrloch 3D und Ringkern.

Motordaten - Turboladerdaten

Eine vollständige Analyse von Motortestdaten ist möglich. Automatische Erkennung von Drehzahl/Ladedruck Messpunkten von kontinuierlichen Zeitsignalen ist enthalten. Auf mathematischer Ebene oder für die graphische Darstellung werden genaue charakteristische Matrizen berechnet und visualisiert. Außerdem werden Differenzkennfelder zwischen zwei Versuchen unterstützt. jBEAM bietet eine hohe Interaktivität mittels manuell veränderbarer Cursor. Schnitte durch die charakteristischen Kennfelder können berechnet und verglichen werden. Natürlich werden nicht nur Verbrennungsmotoren sondern auch elektrische Motoren mit den beiden Einsatzgebieten Motor oder Generator unterstützt. ISO Stromleitungen können in der graphischen Darstellung einfach hinzugefügt werden.

Matlab-Wrapper

MATLAB (MATrix LABoratory von Mathworks Inc.) ist ein Softwarewerkzeug zur Lösung mathematischer Problemstellungen, das über umfangreiche Bibliotheken für numerische Berechnungen verfügt. Mit dem MATLAB Builder JA können komplette MATLAB-Algorithmen als JAR-Datei exportiert und mit der frei verfügbaren MATLAB Compiler Runtime (MCR) ausgeführt werden.
Die JAR-Dateien werden von der jBEAM-Komponente "Matlab-Wrapper" genutzt, um MATLAB-Algorithmen mit unterschiedlichen Datensätzen auszuführen und die Ergebnisse zu visualisieren. Der Matlab-Wrapper untersucht die JAR-Datei und findet automatisch alle enthaltenen MATLAB-Algorithmen. Über den Dialog des Matlab-Wrapper kann der Benutzer interaktiv jBEAM Kanäle und Werte als Eingabeparameter der exportierten MATLAB-Algorithmen definieren. Die Ergebnisse der MATLAB-Algorithmen werden automatisch in jBEAM-Datenelemente konvertiert und stehen zur Weiterverarbeitung bereit.

Zählverfahren

Eine Reihe von 1D und 2D Zählverfahren sind in jBEAM verfügbar wie beispielsweise die Klassierung mit äquidistanten oder nicht äquidistanten Klassenbreiten, in ein oder zwei Richtungen.
Für Lebensdauervorhersagen wird der Rainflow Algorithmus mit zwei verschiedenen Wegen für die Handhabung der Residuen bereitgestellt. Von der 2D Rainflow Matrix abgeleitet, sind 1D Zählverfahren wie Bereichspaar, Klassengrenzenüberschreitung, Spanne oder Durchschnittszählung verfügbar.
Verweilzeit, Min-Max Klassierung oder Umkehrpunkteberechnung sind weitere verfügbaren Zählverfahren.

Passive Sicherheit (NCAP)

Alle notwendigen Berechnungen zur Ermittlung der Passiven Sicherheit von Autos sind vorhanden: Die CFC-Filterung mit verschiedenen Methoden (inkl. zwei Wege Butterworth), HIC, 3 Millisekunden-Wert, Verweildauerzählung, HCD und verschiedene Kriterien Berechnungen. Alle Berechnungen können individuell oder als komplette NCAP Analyse benutzt werden, unter Berücksichtigung der Eingangs-Kanal-Codes für notwendige zusätzliche Signal-Filterung.
Die Kräfte einer Crashwand können wie ein Film, synchronisiert mit Highspeed Crash Videos und allen zeitbasierten Signalen, visualisiert werden.

Sicherheit Schienenfahrzeuge (UIC)

Sicherheit und Verhalten von Schienenfahrzeugen kann gemäß UIC 518 des Internationalen Eisenbahnverbandes und EN 14363 berechnet werden. Zur Unterstützung einer kompletten Analyse dient ein Teststrecken Generator, um die zeitbasierten Messungen zu identifizieren und die definierten Kurvensegmente zu klassifizieren. Eine automatisierte Zeitverschiebung der Signale, abhängig von der Position der Sensoren in Schienenrichtung und der tatsächlichen Geschwindigkeit, führt zu genauen Ergebnissen.