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Beim Ände n des
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Disse a ions o ag
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Vi uelle Ve suchsplanung
Wie Game-Engines die En wicklung on Mul isenso sys emen un e s ü zen
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Videokame a als Mul isenso sys em
2
Videoau nahmen ohne Bilds abilisie ung
Ohne Bilds abilisie ung Mi Bilds abilisie ung
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Videokame a als Mul isenso sys em
3
Ve gleich: Bilds abilisie ung on Videoau nahmen
Ohne Bilds abilisie ung Mi Bilds abilisie ung
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Videokame a als Mul isenso sys em (MSS)
4
Technologie
[Quelle: Wang.2023, Ligo io.2013]
[Bild: icoh-imaging.co.jp]
h ps://www.bhpho o ideo.com/explo a/pho og aphy/news/pen ax-
announces- he-k-3-ma k-iii-26mp- lagship-aps-c-dsl
Ko ek u
Σ
Senso ik
Accele ome e
Beschleunigung
Gy oskop
D eh a en
GPS
Posi ion
Magne ome e
O ien ie ung
Senso ik wi d in Mul isenso sys emen zu Ko ek u on „Messwe en“ eingese z .
Pixel-Auswahl
Da en-basie
Op ik-Elemen e
Physische Ko ek u
Senso -Ve schiebung
Physische Ko ek u
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5
Dynamische Fehle eines Robo e s
Expe imen
Ve such: Rech eck-P ad mi einem Indus ie obo e
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Ve such: Rech eck-P ad mi einem Indus ie obo e
6[G ei es.2015, S a k.2019, Tao.2018, ISO
2347-1:2021, K i zinge .2018, uni y.com]
Reales Sys em Digi al Twin Fehle e s ä kung 20x
Dynamische Fehle eines Robo e s
S a ische Fehle :
nich zei abhängig
Dynamische Fehle :
zei abhängig, schnell
Indus ie obo e zeigen signi ikan e P adabweichungen.
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Indus ie obo e ü Mess echnik
7[Yang.2013, Kim.2019]
Expe imen Fehle e s ä kung
Beg enz e S ei igkei so g ü dynamische Fehle –He aus o de ung ü di e se Anwendungen.
4x e langsam Robo e schwing 4 s sich ba nach
Expe imen : Dynamische Fehle eines Robo e s
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Mo i a ion: Indus ie obo e im uni e sellen Einsa z
8
4 Mio. Robo e heu e – „Ein ache“ Au gaben
[Quelle: IFR.2024]
[Bild: kuka.com]
h ps://www.you ube.com/wa ch? = 2gpo5yVuSI
Anwendung: Handling
Posi ionie ung unk i isch
S a isch
Anwendung: Schweißen
Posi ionie ung unk i isch
S a isch
Indus ie obo e
Handling
52%
Schweißen
17%
Mon age
8%
Rein aum
6%
Dosie en
3%
Sons ige
14%
Neuins alla ionen 2023
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Mo i a ion: Indus ie obo e im uni e sellen Einsa z
9
Robo e ü lexible Anwendungsgebie e
[Quelle: B illinge .2022,
Kim.2019, Wang.2020]
[Video: F aunho e IFAM]
h ps://www.you ube.com/wa ch? = 2gpo5yVuSI
Indus ie obo e
Anwendung: Messen
E o de genaue Posi ionie ung
Wenig Dynamik, „k a ei“
Anwendung: Bea bei en
E o de genaue Posi ionie ung
Dynamisch
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So wa e-Lösungen ü Digi al Twins
17
Ve gleich: CAD, 3D G a ik, Simula ion, Game Engine
[Quellen: Quin.2026, Wang.2025,
Ros ami.2025, Jin.2025]
[Bilde : eecad.o g, 3ds.com, blende .o g, blende na ion.com,
au odesk.com, maxon.ne ma hwo ks.com, abb.com, siemens.com,
gazebosim.o g, uni y.com, un ealengine.com]
[2.x - Quin]
[So wa e Quellen]
An o de ungen
Vi uelle Senso en
Simula ion
Schni s ellen zu
Digi al Twin
Visualisie ung
P og ammie ba ü
Ve suchsplanung
Uni e sell einse zba
CAD
Kons uk ion
3D G a ik
Da s ellung
Simula ion
Robo ik,
Planung
Game Eng.
Spiele
Game Engines eignen sich ü Digi al Twins.
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Messp ozess simula i abbilden
18
GAME ENGINE – Vo eile du ch g oße Ve b ei ung und Op imie ungen
[Quin.2025, Wang.2025,
Ros ami.2025, Singh.2025]
Uni y3D
41%
Tecnoma ix
P ocess
Simula e
12%
Gazebo
9%
Robo
S udio
6%
MATLAB
5%
O he s
27%
Digi al Twin Pla o men in Fo schung
F ei p og ammie ba
C# P og ammie sp ache
Visualisie ung
G a ik ü Ve s ändnis
Schni s ellen
Ech zei da en und
au gezeichne e Da en
Physiksimula ion
Mechanik
Ech zei
SPS-ähnliche Tak ungen
[Quin.2025]
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Me iken aus-und bewe en
Nu zung de E gebnisse
Simula i e Expe imen e
du ch üh en
Vi uelle, s a is ische Ve suchsplanung in Uni y
20
Lösungshypo hese
3. Ve suchsdu ch üh ung
5. Op imie ung
4. Auswe ung
Fo schungs age: Wie kann ein Ve suchsplan zu Auslegung eines
Mul isenso sys ems in eine Game-Engine du chge üh we den?
Ve suchs a ian en planen
Digi al Twin in Uni y abbilden
1. Simula ion e s ellen
2. Ve suchsplan e s ellen
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Digi al Twin in Uni y 3D Game Engine
21
1. Simula ionsumgebung
Lase T acke
T acke Ta ge
Tes bau eil
Robo e
Senso sys em
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Digi al Twin in Uni y 3D Game Engine – Eingangsda en-Op ionen
22
1. Simula ionsumgebung
Robo e
Nominale Posi ionen
Geplan e P ad
Lase T acke
Ex e ne Re e enz
„Sieh “ Fehle des Robo e s
Simula ion
Angepass e Posi ionen
Simula ion kann zusä zliche
Fehle an- und abschal en
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Digi al Twin in Uni y 3D Game Engine
23
1. Mul isenso sys em simula i
Geschwindigkei s.
Abs andssenso
Gy oskop
Accele ome e
Lase linienscanne
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1. Mul isenso sys em simula i
24
Digi al Twin in Uni y 3D Game Engine – Senso simula ion
[Uni yDocs.2025, Gun he .2007]
Geschwindigkei s.
Gy oskop
Abs andssenso
Lase linienscanne Ray-Cas
Bes immung des Schni punk es
zwischen („Lase “)-S ahl und einem 3D-
Ne z mi els BVH-Algo i hmus.
→ S anda d-Funk ion eine Game Engine
Posen: Fini e Di e enzen
Analyse de äumlichen,
o a o ischen, und zei lichen
Zus andsände ung zu nume ischen
Bes immung de simulie en
Senso messung.
Accele ome e
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25
2. Ve suchsplan e s ellen & du ch üh en
Va ian en im Digi al Twin abbilden
⋮
Ve suche
192
Posi ionie ung
4
Messunsiche hei σ
3
Kombina ionen
16
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Flansch
Basis
Bau eil
Scan
Messpunk e ins Basis-
Koo dina ensys em
ans o mie en
1
3. Vi uelle 3D-Scan
26
Nachbildung des Scanp ozesses au Basis de gesammel en Da en
2Mesh
Punk e zu einem 3D-
Bau eil e binden
Bes Fi
Fü Ve gleiche Soll und
Is zusammen b ingen.
3
LLS
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4. Pa ame ie ung on Senso da en usion
27
Ziel des MSS: Ve besse ung de Posen-Schä zung
[Fa ahan.2022]
Geschwindigkei sen.
Gy oskop
Abs andssenso
Accele ome e
Robo e
LLS
Ex ended Kalman Fil e
-Zus andsschä zung
-Hin e leg es Modell
-Senso en zu usionie em
Zus and gewich en
Σ
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36
[Quellen: W ede.2025, Uni yTechnologies.2024,
W igh .2024, Vog .2024, Kaino a.2023, Ellis.2022]
[Bild: h ps://gi hub.com/isaac-sim/IsaacSim]
[Videos: Siemens So wa e, NVIDIA]
0
Vi uelle Sys emanlau
Visualisie ung als
ML-G undlage
Simula i e Expe imen e
Fusion: Simula ion &
Game Engine
Fac o y Digi al Twin
Digi al Twins ü au onome Au oma isie ung
Zukun
Selbs op imie ung on
Senso sys emen
Au oma ische
(Re-) Kon igu a ion
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Vielen Dank ü Ih e Au me ksamkei
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•Mo i a ion & Si ua ion
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manu ac u ing - Pa 1: O e iew and gene al p inciples.
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Con e ence P esen a ion. In e na ional Fede a ion o Robo ics (IFR). F ank u am
Main, Ge many. A ailable online a
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Ma k Sande s 2025-10-29
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•Zusammen assung und Ausblick
−[Field-Robo ics-Japan.2024] Field-Robo ics-Japan (2024): Uni ySenso s:
ROS/ROS2 enabled Senso models (Asse s) on Uni y. A ailable online a
h ps://gi hub.com/Field-Robo ics-Japan/Uni ySenso s.
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−[Kaino a.2023] Kaino a, Ta iana D. (2023): O e iew o he Accele a ed Pla o m
o Robo ics and A i icial In elligence NVIDIA Isaac. In : 2023 Semina on In o ma ion
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−[Ellis.2022] Ellis, Ki s y; Zhang, Hen y; S oyano , Danail; Kanoulas, Dimi ios (2022):
Na iga ion Among Mo able Obs acles wi h Objec Localiza ion using Pho o ealis ic
Simula ion. In : 2022 IEEE/RSJ In e na ional Con e ence on In elligen Robo s and
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−[Vog .2024] Vog , S e an; Pa olla, Paul; Me zle , Johannes; Reichel , Di k (2024):
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2024 IEEE 22nd In e na ional Con e ence on Indus ial In o ma ics (INDIN). 2024
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2024-08-18 - 2024-08-20: IEEE, pp. 1–7.
−[W ede.2025] W ede, K.; Jain, V.; Dehmel, M.; Ha mann, N.; Lange, R. (2025):
De elopmen o a oolchain o obus Sim2Real ans e o lea ning-based obo ics
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Ami K ishna Dwi edi (Eds.): Applica ions o A i icial In elligence in 5G and In e ne o
Things. London: CRC P ess, pp. 509–512.
40
Quellen e weise
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Ma k Sande s 2025-10-29
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den ko ek en
Folienmas e im
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Zum Anpassen de
Fußzeile un e Ka ei ei e
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Beim Ände n des
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•ALL ( "Digi al Twin" )
AND ALL ( uni y OR blende OR isaac OR physx OR un eal OR
game OR ende )
AND ALL ( senso OR me ology OR obo )
AND ALL ( op imiza ion OR doe )
AND PUBYEAR > 2020 AND ( LIMIT-TO ( DOCTYPE , " e" ) )
−N=1123
−26 emaining a e i le & jou nal sc eening
−14 a e abs ac sc eening
•ALL ( "Senso sys em" )
AND PUBYEAR > 2019
AND ( LIMIT-TO ( SUBJAREA , "ENGI" ) )
AND ( LIMIT-TO ( EXACTKEYWORD , "Digi al Twin" ) )
−N=206
−11 emaining a e i le & jou nal sc eening
−4 a e abs ac sc eening
Sys ema ische Li e a u eche che
41
PRISMA
•PUBYEAR > 2019
AND ALL ( "Senso Sys em" )
AND ( LIMIT-TO ( SUBJAREA , "ENGI" ) )
AND ( LIMIT-TO ( EXACTKEYWORD , "Simula ion" ) )
−N=429
−9 a e i le & jou nal sc eening
−4 a e abs ac sc eening
•TITLE-ABS-KEY ( uni y obo senso )
−N=116
−6 a e i le & jou nal
Ausblick →wei e e Anwendungen on DT mi hil e OMNIVERSE ode
Isaac Sim:
•TITLE-ABS-KEY ( omni e se )
−N=100
−9 a e i le & jou nal
−4 a e abs ac sc eening
•TITLE-ABS-KEY ( n idia isaac )
−N=84
−8 a e i le & jou nal
−5 a e abs ac sc eening
