Bei Erfassung der Position von Schlaglöchern, Gullys oder Verkehrszeichen müssen Messfahrzeuge genau ihre Position angeben. Dabei erkennen Smart Cameras Seitenmarkierungen der Straßen, vermessen den Abstand des Fahrzeugs und übergeben die Daten zur Protokollierung an Server und an den Fahrer zur Korrektur seiner Fahrtrichtung. Geoinformationssysteme nutzen diese Daten und tragen damit zur Verkehrssicherheit bei.
Die klassischen Aufgabenstellungen industrieller Bildverarbeitung (Messen, Anwesenheit kontrollieren, Maschinen steuern) werden zunehmend mit innovativen Anwendungen der nicht-industriellen Bildverarbeitung verknüpft. Beispiel dafür ist die Assistenz der klassischen Bildverarbeitung bei der optischen Erfassung und Verarbeitung von Geoinformationen.
Geoinformationssysteme im Straßenverkehr liefern Bestands- und Zustandsinformationen, Zuordnung von Verkehrsschildern, Gullydeckeln, Straßenmarkierungen und vieles mehr entlang der Fahrstrecke. Grundlage dafür ist die Erfassung der Straßendaten sowie deren Umfeld. Zur Verfeinerung der Positionsbestimmung bildet die genaue und schnelle Bildverarbeitung die Basis. Die daraus erstellten Übersichten sind für Behörden und Unternehmen relevant. So können zum Beispiel effektivere Instandhaltungspläne erstellt werden, wo Straßen ausgebessert werden müssen, wo der Schilderwald ausgedünnt werden muss, wo Kanaldeckel zu tief liegen oder wo Fahrbahnmarkierungen erneuert werden müssen.
Zusammen mit der zunehmenden Verwendung derartiger Daten in Navigationsgeräten sorgt Bildverarbeitung auf unseren viel befahrenen Straßen für die höchstmögliche Sicherheit und für ein zügiges und sicheres Vorankommen trotz immer größer werdender Verkehrsdichte.
Messfahrzeuge halten in der Spur
Wer kennt sie nicht: Schlaglöcher, ausgefahrene Gullydeckel, fehlende Fahrbahnmarkierungen und unübersichtlichen Schilderwald. Es sind die kleinen und großen Hindernisse im Straßenverkehr, die ohne oder mit Zutun des Menschen auf den Lebensadern unserer modernen Industriegesellschaft vorhanden sind. Sie zu erkennen, zu dokumentieren und in geografisch nutzbare Datensätze z.B. für Geoinformationssysteme umzusetzen ist Geschäftsgegenstand von Lehmann & Partner aus Erfurt.
Bislang dokumentierte Lehmann & Partner Gegenstände und Ereignisse entlang der Straße mit Bildern und Sensoren durch Zuordnung der Streckenkilometer und GPS-Koordinaten. Bildverarbeitungsgestützt geht es genauer! Die Vermessung des Fahrzeugabstandes zur Straßenkante und anderer Kennzeichen eröffnet ganz neue Möglichkeiten. Die bei der Auswertung der aufgenommenen Bilder erfassten Daten können auf diese Weise wesentlich präziser verortet werden.
Diese zusätzliche Verfeinerung der Ortsbestimmung macht künftig ganz neue verkehrsbezogene Services möglich. Schon heute profitieren davon die Kraftfahrer, weil Unterhaltung und Instandhaltung der Straßen wesentlich effektiver und genauer durchgeführt werden können.
Der Fahrer des Messfahrzeugs kann durch die zusätzlichen Informationen mit seinem Fahrzeug besser die Spur halten. Rückgrat der Spurhaltehilfe und Positionsbestimmung ist eine Smart Camera der pictor–Serie von Vision & Control. Zuverlässig im harten Dauereinsatz unter Einfluss von Temperaturschwankungen und Erschütterungen nimmt pictor trotz ständig wechselnder Lichtverhältnisse die verfeinerte Ortsbestimmung vor.
Ein Fahrzeug voller Rechner
Die Messfahrten zur Datenerhebung werden mit den orangefarbenen Transportern durchgeführt, die mit zahlreichen Servern gefüllt sind. Von hochauflösenden Kameras laufen Datenströme auf die Festplatten der Rechner, die online die auszuwertenden Details extrahieren. Mit dem vorhandenen Systemdesign ist es nicht möglich, die zusätzliche Lagekorrektur des Fahrzeugs in Echtzeit in Bezug zu vorhandenen Fahrbahnmarkierungen herzustellen.
An dieser Stelle tritt die Smart Camera pictor in Aktion. Sie ist in einem Schutzgehäuse an der Außenseite des Fahrzeugs angebracht und belastet mit weniger als 8 Watt Leistung das Bordnetz des Messfahrzeuges im Vergleich zu den anderen Datensystemen nur minimal.
Die Erfassung der Straßendaten wird nur tagsüber durchgeführt. Bei derartigen Lichtverhältnissen benötigt die Smart Camera zur zuverlässigen Fahrbahnranderkennung keine zusätzliche Beleuchtung. Situativ vorkommende stark schwankende Beleuchtungsverhältnisse (Witterung, Schattenbildung) werden durch die schnelle und flexible Anpassung der Belichtung abgefangen. Die schnelle und ausgereifte Shuttertechnologie des CCD-Bildaufnehmers realisiert im Prüfprogramm jeweils eine individuell angepasste Shutterzeit für die folgende Bildaufnahme in Echtzeit. Kontrastreiche Bilder sind die Folge, anhand derer die schnelle und zuverlässige Ermittlung des Fahrbahnrandabstandes durchgeführt wird. Grundlage dafür sind besonders robuste Algorithmen aus der Automatisierungstechnik, die unter rauen Industriebedingungen jahrelang erprobt und optimiert wurden.
Sind die Berechnungen abgeschlossen, wird das Bild vom Straßenrand sowie die daraus ermittelten Korrekturwerte per Ethernet an einen der Server im Fahrzeug übermittelt und mit den GPS-Daten verknüpft. Diese Daten stehen für die spätere offline-Auswertung der Straßenzustandsbilder zur Verfügung.
Vision & Control, Suhl www.vision-control.com
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