Rasend schnell Strassen vermessen
Wind und Wetter, Reifen und Stahl machen auch Deutschlands Strassennetz zu schaffen. Doch bisher war die Erfassung der Schäden umständlich und teuer. Forscher des Frauenhofer Instituts haben einen Laserscanner entwickelt, mit dem nicht nur genauer, sondern auch schneller und günstiger gemessen werden kann.
Quelle: zvg
Ein einzelner Laserscanner genügt, um die Ebenheit einer vier Meter breiten Strasse mit einem Laserstrahl zu vermessen.
Doch wie kann der aktuelle Zustand einer Strasse ermittelt werden? "Ein wichtiger Faktor ist die Qualität der Oberfläche, genauer gesagt, der Grad ihrer Ebenheit", erklärt Alexander Reiterer, Leiter der Forschungsgruppe "Laser Scanning" am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg. Zusammen mit seinem Team hat er einen Laserscanner entwickelt: DieTechnologie des "Pavement Profile Scanner" (PPS), die sich bereits in der Bahnmesstechnik bewährt hat, ist schneller, genauer und kostengünstiger als die bisher angewandte Methode. Ein einzelner hochauflösender Laserscanner genügt, um die Fahrbahnoberfläche auf einer Breite von vier Metern mit einem Laserstrahl abzutasten und zu vermessen.
Nicht grösser als eine Schuhschachtel
Der Scanner von der Grösse einer Schuhschaftel wird in drei Metern Höhe am Messfahrzeug befestigt. In seinem Innern rotiert ein achtseitiger Spiegelkörper, der den Laserstrahl quer zur Fahrtrichtung über die Strasse lenkt. Ein Öffnungswinkel von 70 Grad genügt, um die komplette Strassenbreite auf vier Metern Breite abzutasten – und dies bei normaler Fahrzeugbreite. Das Signal wird vom Asphalt zurück auf den Scanner reflektiert und trifft dort auf einen speziellen Detektorchip. Aus der Laufzeit des Laserlichts lässt sich dann die Distanz zwischen Scanner und Strassenoberfläche eruieren. Laut Medienmitteilung des Fraunhofer Instituts liegt Genauigkeit liegt dabei zwischen 0,15 und 0,3 Millimeter. Breite Anbauten am Fahrzeug wie bei herkömmlichen Messapparaturen seien nicht nötig. Es müsse lediglich dafür gesorgt werden, dass Orientierung und Position des Messfahrzeugs bestimmt werden können. Dies geschieht mit Hilfe des globalen Navigationssatellitensystems GNSS und eines inertialen Messsystems. "Die Messung ist unabhängig von äusseren Lichteinflüssen und kann bei Geschwindigkeiten von bis zu 100 Stundenkilometern erfolgen", so Reiterer. Erste Praxistests hat PPS bereits bestanden. Seit letztem Sommer hat er deutschlandweit insgesamt 15 000 Kilometer Autobahnen und Strassen seit Sommer letzten Jahres gescannt. Nun nehmen die Vermessungsprofis die Start- und Landebahnen des Hamburger Flughafens unter die Lupe.
Langes Untersuchungsobjekt
Derweil verfeinern die Forscher am IPM verfeinern die Forscher den Laserscanner weiter. Sie wollen vor allem an der Messgenauigkeit verbessern: Der Prototyp der neuen Scannerversion misst mit einer Frequenz von 2 Megahertz (MHz); dies entspricht zwei Millionen Messungen pro Sekunde. Das aktuelle Modell kommt noch mit 1 MHz aus. "Zukünftig wollen wir nicht nur die Ebenheit einer Strasse untersuchen, sondern auch gezielt kleinste Risse aufspüren. Bislang wird das noch mit Kameras gemacht", so Reiterer. Das Untersuchungsobjekt wird den Forschern jedenfalls nicht ausgehen: Das deutsche Strassennetz allein umfasst zirka 626 000 Kilometer. Das entspricht knapp der Distanz von der Erde bis zum Mond und wieder zurück. (mai/mgt)
