Virtuelle Versuchsplanung - Wie Game-Engines die Entwicklung von Multisensorsystemen unterstützen

Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Dissertationsvortrag Mark Sanders 2025-10-29 Virtuelle Versuchsplanung Wie Game-Engines die Entwicklung von Multisensorsystemen unterstützen Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Videokamera als Multisensorsystem 2 Videoaufnahmen ohne Bildstabilisierung Ohne Bildstabilisierung Mit Bildstabilisierung Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Videokamera als Multisensorsystem 3 Vergleich: Bildstabilisierung von Videoaufnahmen Ohne Bildstabilisierung Mit Bildstabilisierung Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Videokamera als Multisensorsystem (MSS) 4 Technologie [Quelle: Wang.2023, Ligorio.2013] [Bild: ricoh-imaging.co.jp] https://www.bhphotovideo.com/explora/photography/news/pentaxannounces-the-k-3-mark-iii-26mp-flagship-aps-c-dslr Korrektur Σ Sensorik Accelerometer Beschleunigung Gyroskop Drehraten GPS Position Magnetometer Orientierung Sensorik wird in Multisensorsystemen zur Korrektur von „Messwerten“ eingesetzt. Pixel-Auswahl Daten-basiert Optik-Elemente Physische Korrektur Sensor-Verschiebung Physische Korrektur Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. 5 Dynamische Fehler eines Roboters Experiment Versuch: Rechteck-Pfad mit einem Industrieroboter Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Versuch: Rechteck-Pfad mit einem Industrieroboter 6[Greives.2015, Stark.2019, Tao.2018, ISO 2347-1:2021, Kritzinger.2018, unity.com] Reales System Digital Twin Fehlerverstärkung 20x Dynamische Fehler eines Roboters Statische Fehler: nicht zeitabhängig Dynamische Fehler: zeitabhängig, schnell Industrieroboter zeigen signifikante Pfadabweichungen. Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Industrieroboter für Messtechnik 7[Yang.2013, Kim.2019] Experiment Fehlerverstärkung Begrenzte Steifigkeit sorgt für dynamische Fehler –Herausforderung für diverse Anwendungen. 4x verlangsamt Roboter schwingt 4 s sichtbar nach Experiment: Dynamische Fehler eines Roboters Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Motivation: Industrieroboter im universellen Einsatz 8 4 Mio. Roboter heute – „Einfache“ Aufgaben [Quelle: IFR.2024] [Bild: kuka.com] https://www.youtube.com/watch?v=r2gpo5yVuSI Anwendung: Handling Positionierung unkritisch Statisch Anwendung: Schweißen Positionierung unkritisch Statisch Industrieroboter Handling 52% Schweißen 17% Montage 8% Reinraum 6% Dosieren 3% Sonstige 14% Neuinstallationen 2023 Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Motivation: Industrieroboter im universellen Einsatz 9 Roboter für flexible Anwendungsgebiete [Quelle: Brillinger.2022, Kim.2019, Wang.2020] [Video: Fraunhofer IFAM] https://www.youtube.com/watch?v=r2gpo5yVuSI Industrieroboter Anwendung: Messen Erfordert genaue Positionierung Wenig Dynamik, „kraftfrei“ Anwendung: Bearbeiten Erfordert genaue Positionierung Dynamisch Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Software-Lösungen für Digital Twins 17 Vergleich: CAD, 3D Grafik, Simulation, Game Engine [Quellen: Quin.2026, Wang.2025, Rostami.2025, Jin.2025] [Bilder: freecad.org, 3ds.com, blender.org, blendernation.com, autodesk.com, maxon.net mathworks.com, abb.com, siemens.com, gazebosim.org, unity.com, unrealengine.com] [2.x - Quin] [Software Quellen] Anforderungen Virtuelle Sensoren Simulation Schnittstellen zu Digital Twin Visualisierung Programmierbar für Versuchsplanung Universell einsetzbar CAD Konstruktion 3D Grafik Darstellung Simulation Robotik, Planung Game Eng. Spiele Game Engines eignen sich für Digital Twins. Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Messprozess simulativ abbilden 18 GAME ENGINE – Vorteile durch große Verbreitung und Optimierungen [Quin.2025, Wang.2025, Rostami.2025, Singh.2025] Unity3D 41% Tecnomatix Process Simulate 12% Gazebo 9% Robot Studio 6% MATLAB 5% Others 27% Digital Twin Plattformen in Forschung Frei programmierbar C# Programmiersprache Visualisierung Grafik für Verständnis Schnittstellen Echtzeitdaten und aufgezeichnete Daten Physiksimulation Mechanik Echtzeit SPS-ähnliche Taktungen [Quin.2025] Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Metriken aus-und bewerten Nutzung der Ergebnisse Simulative Experimente durchführen Virtuelle, statistische Versuchsplanung in Unity 20 Lösungshypothese 3. Versuchsdurchführung 5. Optimierung 4. Auswertung Forschungsfrage: Wie kann ein Versuchsplan zur Auslegung eines Multisensorsystems in einer Game-Engine durchgeführt werden? Versuchsvarianten planen Digital Twin in Unity abbilden 1. Simulation erstellen 2. Versuchsplan erstellen Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Digital Twin in Unity 3D Game Engine 21 1. Simulationsumgebung Laser Tracker Tracker Target Testbauteil Roboter Sensorsystem Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Digital Twin in Unity 3D Game Engine – Eingangsdaten-Optionen 22 1. Simulationsumgebung Roboter Nominale Positionen Geplanter Pfad Laser Tracker Externe Referenz „Sieht“ Fehler des Roboters Simulation Angepasste Positionen Simulation kann zusätzliche Fehler anund abschalten Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Digital Twin in Unity 3D Game Engine 23 1. Multisensorsystem simulativ Geschwindigkeits. Abstandssensor Gyroskop Accelerometer Laserlinienscanner Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. 1. Multisensorsystem simulativ 24 Digital Twin in Unity 3D Game Engine – Sensorsimulation [UnityDocs.2025, Gunther.2007] Geschwindigkeits. Gyroskop Abstandssensor Laserlinienscanner Ray-Cast Bestimmung des Schnittpunktes zwischen („Laser“)-Strahl und einem 3DNetz mittels BVH-Algorithmus. → Standard-Funktion einer Game Engine Posen: Finite Differenzen Analyse der räumlichen, rotatorischen, und zeitlichen Zustandsänderung zur numerischen Bestimmung der simulierten Sensormessung. Accelerometer Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. 25 2. Versuchsplan erstellen & durchführen Varianten im Digital Twin abbilden ⋮ Versuche 192 Positionierung 4 Messunsicherheit σ 3 Kombinationen 16 Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Flansch Basis Bauteil Scan Messpunkte ins BasisKoordinatensystem transformieren 1 3. Virtueller 3D-Scan 26 Nachbildung des Scanprozesses auf Basis der gesammelten Daten 2Mesh Punkte zu einem 3DBauteil verbinden Best Fit Für Vergleiche Soll und Ist zusammen bringen. 3 LLS Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. 4. Parametrierung von Sensordatenfusion 27 Ziel des MSS: Verbesserung der Posen-Schätzung [Farahan.2022] Geschwindigkeitsen. Gyroskop Abstandssensor Accelerometer Roboter LLS Extended Kalman Filter -Zustandsschätzung -Hinterlegtes Modell -Sensoren zu fusioniertem Zustand gewichten Σ Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. 36 [Quellen: Wrede.2025, UnityTechnologies.2024, Wright.2024, Vogt.2024, Kainova.2023, Ellis.2022] [Bild: https://github.com/isaac-sim/IsaacSim] [Videos: Siemens Software, NVIDIA] 0 Virtueller Systemanlauf Visualisierung als ML-Grundlage Simulative Experimente Fusion: Simulation & Game Engine Factory Digital Twin Digital Twins für autonome Automatisierung Zukunft Selbstoptimierung von Sensorsystemen Automatische (Re-) Konfiguration Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. 37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. •Motivation & Situation −[Ligorio.2013] Ligorio, Gabriele; Sabatini, Angelo Maria (2013): Extended Kalman filter-based methods for pose estimation using visual, inertial and magnetic sensors: comparative analysis and performance evaluation. In Sensors (Basel, Switzerland) 13 (2), pp. 1919–1941. DOI: 10.3390/s130201919. −[Wang.2023] Wang, Yiming; Huang, Qian; Jiang, Chuanxu; Liu, Jiwen; Shang, Mingzhou; Miao, Zhuang (2023): Video stabilization: A comprehensive survey. In Neurocomputing 516, pp. 205–230. DOI: 10.1016/j.neucom.2022.10.008. −[Grieves.2015] Grieves, Michael (2015): Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication. −[Kritzinger.2018] Kritzinger, Werner; Karner, Matthias; Traar, Georg; Henjes, Jan; Sihn, Wilfried (2018): Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification. In IFAC-PapersOnLine 51 (11), pp. 1016–1022. DOI: 10.1016/j.ifacol.2018.08.474. −[Stark.2019] Stark, Rainer; Fresemann, Carina; Lindow, Kai (2019): Development and operation of Digital Twins for technical systems and services. In CIRP Annals 68 (1), pp. 129–132. DOI: 10.1016/j.cirp.2019.04.024. −[Tao.2018] Tao, Fei; Zhang, Meng; Liu, Yushan; Nee, A.Y.C. (2018): Digital twin driven prognostics and health management for complex equipment. In CIRP Annals 67 (1), pp. 169–172. DOI: 10.1016/j.cirp.2018.04.055. −[ISO 23247-1:2021] Automation systems and integration - Digital twin framework for manufacturing - Part 1: Overview and general principles. −[IFR.2024] International Federation of Robotics (2024): World Robotics 2024: Press Conference Presentation. International Federation of Robotics (IFR). Frankfurt am Main, Germany. Available online at https://ifr.org/img/worldrobotics/Press_Conference_2024.pdf. −[Brillinger.2022] Brillinger, Christoph; Kallipalayam Murugesan, Satheesh Kumar; Moeller, Christian; Boehlmann, Christian; Hintze, Wolfgang; Niermann, Dirk (2022): Accuracy Analysis for a Flow Line Process using a Mobile Holding Fixture for Machining CFRP Components. In SAE Int. J. Adv. & Curr. Prac. in Mobility 4 (4), pp. 1092–1103. DOI: 10.4271/2022-01-0041. −[Kim.2019] Kim, Seong Hyeon; Nam, Eunseok; Ha, Tae in; Hwang, Soon-Hong; Lee, Jae Ho; Park, Soo-Hyun; Min, Byung-Kwon (2019): Robotic Machining: A Review of Recent Progress. In Int. J. Precis. Eng. Manuf. 20 (9), pp. 1629–1642. DOI: 10.1007/s12541-019-00187-w. −[Wang.2020] Wang, Zheng; Zhang, Runan; Keogh, Patrick (2020): Real-Time Laser Tracker Compensation of Robotic Drilling and Machining. In JMMP 4 (3), p. 79. DOI: 10.3390/jmmp4030079. −[Yang.2013] Yang, Yuanzhao; Jiang, Qi; Danish, Masood (2023): A novel video magnification method for revealing subtle signals based on adaptive Laplacian pyramid. In Measurement 219, p. 113277. DOI: 10.1016/j.measurement.2023.113277. −[ISO 10360-10:2021] Geometrical product specifications (GPS) —Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) —Part 10: Laser trackers. −[HexagonMetrology.2015] Hexagon Metrology (2015): Leica Absolute Tracker AT960 (Product Brochure). Absolute portability. Absolute speed. Absolute accuracy. 38 Quellenverweise Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. •Stand der Technik −[Du.2020] Du, Hao; Wang, Wei; Xu, Chaowen; Xiao, Ran; Sun, Changyin (2020): Real-Time Onboard 3D State Estimation of an Unmanned Aerial Vehicle in MultiEnvironments Using Multi-Sensor Data Fusion. In Sensors (Basel, Switzerland) 20 (3). DOI: 10.3390/s20030919. −[Heikkinen.2020] Heikkinen, Juuso; Schajer, Gary S. (2020): A geometric model of surface motion measurement by objective speckle imaging. In Optics and Lasers in Engineering 124, p. 105850. DOI: 10.1016/j.optlaseng.2019.105850. −[Charrett.2018] Charrett, Thomas O.H.; Bandari, Yashwanth K.; Michel, Florent; Ding, Jialuo; Williams, Stewart W.; Tatam, Ralph P. (2018): A non-contact laser speckle sensor for the measurement of robotic tool speed. In Robotics and ComputerIntegrated Manufacturing 53, pp. 187–196. DOI: 10.1016/j.rcim.2018.04.007. −[Siebertz.2017] Siebertz, Karl; van Bebber, David; Hochkirchen, Thomas (2017): Statistische Versuchsplanung. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. −[VDI/VDE 2600-2:2022] Prüfprozessmanagement - Ermittlung der Messunsicherheit komplexer Prüfprozesse. −[Qin.2025] Qin, Qiang; Liu, Zhihao; Zhong, Ruirui; Wang, Xi Vincent; Wang, Lihui; Wiktorsson, Magnus; Wang, Wei (2026): Robot digital twin systems in manufacturing: Technologies, applications, trends and challenges. In Robotics and ComputerIntegrated Manufacturing 97, p. 103103. DOI: 10.1016/j.rcim.2025.103103. −[Wang.2025] Wang, Gang; Zhang, Cheng; Liu, Sichao; Zhao, Yongxuan; Zhang, Yingfeng; Wang, Lihui (2025): Multi-robot collaborative manufacturing driven by digital twins: Advancements, challenges, and future directions. In Journal of Manufacturing Systems 82, pp. 333–361. DOI: 10.1016/j.jmsy.2025.06.014. −[Rostami.2025] Rostami, Mohsen; Pradhan, Pratik; Karki, Niraj; Omorodion, Jeffery; Milani, Parichehr; Kamoonpuri, Jafer et al. (2025): A comprehensive review of extended reality and its application in aerospace engineering. In Progress in Aerospace Sciences 157, p. 101118. DOI: 10.1016/j.paerosci.2025.101118. −[Jin.2025] Jin, Liuchao; Zhai, Xiaoya; Xue, Wenbo; Zhang, Kang; Jiang, Jingchao; Bodaghi, Mahdi; Liao, Wei-Hsin (2025): Finite element analysis, machine learning, and digital twins for soft robots: state-of-arts and perspectives. In Smart Mater. Struct. 34 (3), p. 33002. DOI: 10.1088/1361-665X/adadcd. −[Singh.2025] Singh, Maulshree; Kapukotuwa, Jayasekara; Gouveia, Eber Lawrence Souza; Fuenmayor, Evert; Qiao, Yuansong; Murray, Niall; Devine, Declan (2025): Comparative Study of Digital Twin Developed in Unity and Gazebo. In Electronics 14 (2), p. 276. DOI: 10.3390/electronics14020276. •Auslegung eines Multisensorsystems in einer Game-Engine −[UnityDocs.2025] Unity Technologies (2025): Physics.Raycast - Unity Scripting API. Available online at https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Physics.Raycast.html. −[Gunther.2007] Gunther, Johannes; Popov, Stefan; Seidel, Hans-Peter; Slusallek, Philipp (2007): Realtime Ray Tracing on GPU with BVH-based Packet Traversal. In : 2007 IEEE Symposium on Interactive Ray Tracing. IEEE/ EG Symposium on Interactive Ray Tracing 2007. Ulm, Germany, 2007-09-10 - 2007-09-12: IEEE, pp. 113–118. −[Farahan.2022] Farahan, Sajjad Boorghan; Machado, José J. M.; Almeida, Fernando Gomes de; Tavares, João Manuel R. S. (2022): 9-DOF IMU-Based Attitude and Heading Estimation Using an Extended Kalman Filter with Bias Consideration. In Sensors (Basel, Switzerland) 22 (9). DOI: 10.3390/s22093416. 39 Quellenverweise Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. •Zusammenfassung und Ausblick −[Field-Robotics-Japan.2024] Field-Robotics-Japan (2024): UnitySensors: ROS/ROS2 enabled Sensor models (Assets) on Unity. Available online at https://github.com/Field-Robotics-Japan/UnitySensors. −[UnityTechnologies.2024] Unity Technologies (2024): Unity SensorSDK, Version 2.0.5. Available online at https://docs.unity3d.com/Packages/[email protected]/manual/. −[Wright.2024] Wright, Louise; Davidson, Stuart (2024): Digital twins for Metrology; Metrology for digital twins. In Meas. Sci. Technol. 35 (5), p. 51001. DOI: 10.1088/1361-6501/ad2050. −[Kainova.2023] Kainova, Tatiana D. (2023): Overview of the Accelerated Platform for Robotics and Artificial Intelligence NVIDIA Isaac. In : 2023 Seminar on Information Computing and Processing (ICP). 2023 Seminar on Information Computing and Processing (ICP). Saint Petersburg, Russian Federation, 2023-11-27 - 2023-11-28: IEEE, pp. 89–93. −[Ellis.2022] Ellis, Kirsty; Zhang, Henry; Stoyanov, Danail; Kanoulas, Dimitrios (2022): Navigation Among Movable Obstacles with Object Localization using Photorealistic Simulation. In : 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). Kyoto, Japan, 2022-10-23 - 2022-10-27: IEEE, pp. 1711–1716. −[Vogt.2024] Vogt, Stefan; Patolla, Paul; Metzler, Johannes; Reichelt, Dirk (2024): Towards Digital Twin-Based Dataspaces for Industrial Computer Vision Services. In : 2024 IEEE 22nd International Conference on Industrial Informatics (INDIN). 2024 IEEE 22nd International Conference on Industrial Informatics (INDIN). Beijing, China, 2024-08-18 - 2024-08-20: IEEE, pp. 1–7. −[Wrede.2025] Wrede, K.; Jain, V.; Dehmel, M.; Hartmann, N.; Lange, R. (2025): Development of a toolchain for robust Sim2Real transfer of learning-based robotics applications. In Vinod M. Kapse, Lalit Garg, Pavan Kumar Shukla, Varadraj Gurupur, Amit Krishna Dwivedi (Eds.): Applications of Artificial Intelligence in 5G and Internet of Things. London: CRC Press, pp. 509–512. 40 Quellenverweise Virtuelle Versuchsplanung Mark Sanders 2025-10-29 Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. Fußzeile anpassen: Zum Anpassen der Fußzeile unter Karteireiter Einfügen > auf Kopfund Fußzeile klicken. Beim Ändern des Folienmasters muss die Fußzeile (inkl. Datum) einmal entfernt und neu hinzugefügt werden. Logos anpassen: Zum Anpassen der Logos den korrekten Folienmaster im Karteireiter Start > Layout auswählen. •ALL ( "Digital Twin" ) AND ALL ( unity OR blender OR isaac OR physx OR unreal OR game OR render ) AND ALL ( sensor OR metrology OR robot ) AND ALL ( optimization OR doe ) AND PUBYEAR > 2020 AND ( LIMIT-TO ( DOCTYPE , "re" ) ) −N=1123 −26 remaining after title & journal screening −14 after abstract screening •ALL ( "Sensor system" ) AND PUBYEAR > 2019 AND ( LIMIT-TO ( SUBJAREA , "ENGI" ) ) AND ( LIMIT-TO ( EXACTKEYWORD , "Digital Twin" ) ) −N=206 −11 remaining after title & journal screening −4 after abstract screening Systematische Literaturrecherche 41 PRISMA •PUBYEAR > 2019 AND ALL ( "Sensor System" ) AND ( LIMIT-TO ( SUBJAREA , "ENGI" ) ) AND ( LIMIT-TO ( EXACTKEYWORD , "Simulation" ) ) −N=429 −9 after title & journal screening −4 after abstract screening •TITLE-ABS-KEY ( unity robot sensor ) −N=116 −6 after title & journal Ausblick →weitere Anwendungen von DT mithilfe OMNIVERSE oder Isaac Sim: •TITLE-ABS-KEY ( omniverse ) −N=100 −9 after title & journal −4 after abstract screening •TITLE-ABS-KEY ( nvidia isaac ) −N=84 −8 after title & journal −5 after abstract screening