3D-Bild einer Fahrbahnoberfläche
© Fraunhofer IPM
Die hochaufgelöste Darstellung der Straßenoberfläche wurde mit dem Pavement Profile Scanner PPS von Fraunhofer IPM aufgenommen.

Präzise messen im rollenden Verkehr

Der Pavement Profile Scanner PPS plus erfasst Fahrbahnoberflächen bei 80 km/h millimetergenau mithilfe von Laserscannern und erzeugt dabei fotorealistische Bilder.

Strukturmerkmale

Risse und Schäden in der Fahrbahnoberfläche detektieren

Daten zur Beschaffenheit von Fahrbahnoberflächen bilden die Planungsgrundlage für Instandhaltungsarbeiten am Straßennetz. Zentral ist dabei die Detektion von Schäden, Flickstellen, Ausbrüchen oder gar feinen Rissen. Je früher diese erkannt werden, desto geringer fallen in der Regel die Instandhaltungskosten aus – desto sicherer werden unsere Straßen. Detektiert werden können diese Schäden anhand von hochauflösenden Bilddaten der Fahrbahnoberfläche.

Pavement Profile Scanner PPS-Plus

Der PPS-Plus ist unsere neuste Entwicklung im Bereich der Straßenmesstechnik. Dieses Messsystem liefert die für die Schadenserkennung notwendigen hochaufgelösten Bilder. Dazu wird der Scanner auf einem Messfahrzeug montiert. Mit einem einzigen, augensicheren Laserstrahl tastet der PPS-Plus die Straßenoberfläche auf einer Breite von etwa 4 Metern ab. Dabei wird die Straße zeilenartig mit einer Laserscanlinie erfasst. Das von der Straßenoberfläche zurückgestreute Licht wird in seiner Intensität mit einer Messfrequenz von 64 MHz aufgezeichnet. Bei einer Scanfrequenz von bis zu 800 Hz resultieren daraus mindestens 80.000 Messpunkte pro Profil. Bei einer Geschwindigkeit des Messfahrzeugs von 80 km/h entsteht dabei ein fotorealistisches Abbild mit einer Auflösung von etwa 1,2 mm × 1,7 mm. Da Risse normalerweise eine Ausdehnung aufweisen, können so Strukturen im Submillimeterbereich zuverlässig erkannt werden. Dabei kann das Messfahrzeug im regulären Verkehr mitschwimmen – innerstädtische Straßen, aber auch Autobahnen lassen sich auf diese Weise erfassen, ohne den Verkehr zu beeinträchtigen.

Laserscanner ersetzen Kameras mit Blitzlampen
Der PPS-Plus ist eine Alternative zu den im Mobile Mapping vielfach eingesetzten Kamerasystemen mit Blitzlichtbatterien, die oft so breit sind wie die gesamte Fahrbahn. Diese Systeme sind extrem empfindlich gegenüber der Umgebungsbeleuchtung und haben Probleme mit der hohen Dynamik der Straße von dunklem Asphalt bis zur hellen Fahrbahnmarkierung.

Zusätzliche Parameter mit einem einzigen System bestimmen
Standardmäßig wird der PPS-Plus mithilfe eines patentierten Ansatzes mit der 3D-Messeinheit PPS fusioniert, die neben hochaufgelösten Intensitätsbildern der Straßenoberfläche auch die Bestimmung der Längs- und Querebenheit aus einem Gerät zulässt. Mit einem System können also drei der vier in der ZEB vorgeschlagenen Parameter bestimmt werden.

Zudem bietet Fraunhofer IPM mit dem CPS einen vollständig gekapselten 360°-Scanner an, der die Umgebung millimetergenau erfasst. Alle Straßenscanner können zusammen mit Kameras und genauer Positionierungstechnik von Fraunhofer IPM in den Mobile Urban Mapper MUM integriert werden, der somit alle Daten der Straße und seines Umfelds in einem konsistenten Datenstrom liefert.

Daten vollautomatisiert auswerten
Durch die Integration von 3D-AI – unserem Deep Learning Framework mit automatisierter Interpretation von 2D- und 3D-Daten – ermöglichen wir eine automatisierte, effiziente Auswertung der umfangreichen Datensätze. Das Ergebnis kann beispielsweise eine Karte sein, in der je nach Bedarf lediglich Objekte wie zum Beispiel Straßenmöbel oder Risse eingezeichnet sind.