Strukturmerkmale

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 – und desto sicherer werden unsere Straßen. Wir entwickeln optische Messsysteme, die hochauflösende Bilddaten der Fahrbahnoberfläche bei hohen Fahrgeschwindigkeiten aufnehmen und so selbst millimeterfeine Strukturschäden sichtbar machen.

ZEB-konformes Kamerasystem mit Beleuchtung

Unser Messsystem zur hochpräzisen Erfassung von Straßenoberflächen umfasst zwei hochauflösende Kameras und ein LED-Beleuchtungssystem. Installiert an der Rückseite eines Messfahrzeugs erfasst das Messsystem die Straßenoberfläche während der Fahrt bei bis zu 80 km/h. Alle 3 cm wird ein Bildstreifen von knapp 4 cm Länge über eine Straßenbreite von 4,5 m aufgenommen. Mittels eines Projektionsalgorithmus werden diese Bildstreifen anschließend zu Bildern von 10 m Länge mit einer Auflösung von 1 mm × 1 mm verrechnet. Der hohe Dynamikbereich der Kameras und die effiziente LED-Beleuchtung sorgen für einen guten Kontrast zwischen dunklem (neuem Asphalt) und hellen Bereichen (Beton, Fahrbahnmarkierungen) der Fahrbahnoberfläche. Aufgrund der schrägen Beleuchtung und der hohen Auflösung lassen sich auch feinste Risse identifizieren. Das System erfüllt die Anforderungen der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) für die Zustandserfassung und -bewertung von Straßen (ZEB) in Deutschland.

Laserscanner für die Detektion zusätzlicher Geometriemerkmale

Durch Kombination mit einem Pavement Profile Scanner (PPS) kann auch die Querebenheit der Straßenoberfläche mit Submillimeter Präzision vermessen werden. Zudem bieten wir mit dem Mobile Precise Scanner (MPS) einen vollständig gekapselten 360°-Scanner an, der die Straßenumgebung millimetergenau erfasst. Der MPS erzeugt bis zu 3 Millionen Messpunkte pro Sekunde und scannt mit einer Frequenz im Bereich von 10 bis 300 Hz und einer Distanzauflösung von 1 mm.

Alle Straßenscanner können zusammen mit Kameras und genauer Positionierungstechnik von Fraunhofer IPM auf der universellen Systemplattform Mobile Urban Mapping System (MUM) integriert werden. So liefert die Messtechnik sämtliche Straßen- und Umgebungsdaten in einem konsistenten Datenstrom.

Daten vollautomatisiert auswerten

Mit der Integration unseres Deep Learning Frameworks 3D-AI ermöglichen wir eine automatisierte, effiziente Auswertung der umfangreichen 2D- und 3D-Datensätze aus Messkampagnen. Das Ergebnis kann beispielsweise eine Karte sein, in der je nach Bedarf Objekte wie zum Beispiel Straßenmöbel oder Risse eingezeichnet sind.