Der Pavement Profile Scanner Plus: Ein Gerät zur Vermessung der Straßengeometrie mit einem einzigen punktgenauen Laserstrahl auf vier Metern Breite.
Der Pavement Profile Scanner Plus vermisst die Straßengeometrie mit einem einzigen punktgenauen Laserstrahl auf vier Metern Breite schnell und zuverlässig. (© Holger Kock / Fraunhofer IPM)
  • 11.09.2018

Früherkennung für das Straßennetz

Je früher Fahrbahnschäden erkannt werden, desto günstiger und einfacher lässt sich die Verkehrsinfrastruktur warten und reparieren. Ein neuer Straßenscanner kann innerhalb kürzester Zeit und ohne Behinderung des Verkehrs auch kleinste Risse in der Fahrbahn erkennen.

Knapp fünf Milliarden Euro fließen jedes Jahr in den Erhalt und Ausbau des deutschen Straßennetzes. Dennoch ärgern sich Millionen Autofahrer über Schlaglöcher, Risse und Spurrillen. Eine vorausschauende Planung von Instandhaltungsmaßnahmen ist unerlässlich, um Schäden zu minimieren und gleichzeitig die Kosten im Griff zu haben. Doch im fließenden Verkehr ist es meist schwierig, Straßendefekte schnell und zuverlässig zu erkennen. Schließlich gilt es, Staus durch langsame Messfahrzeuge zu vermeiden und dennoch selbst kleinste Unebenheiten frühzeitig zu erfassen. Aus dieser Motivation heraus haben die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg einen Straßenscanner entwickelt, der genau das ermöglicht.


Messgenau und ohne Stau

Als Alternative zu den im Mobile Mapping auch eingesetzten, aber nicht augensicheren Triangulations-Lasersensoren basiert der Pavement Profile Scanner PPS-Plus auf einem Laserscanner. »Das gesamte Gerät hat die Größe von zwei Schuhkartons und wird in etwa drei Metern Höhe auf einem Messfahrzeug montiert. Der Laserscanner vermisst die Straßengeometrie mit einem einzigen punktgenauen Laserstrahl auf vier Metern Breite. Zusätzlich wird die Fahrbahn mit einem zweiten Laser streifenförmig abgetastet, um neben Längs- und Querebenheit auch Risse zu erfassen«, erklärt Prof. Alexander Reiterer, Abteilungsleiter am IPM.

Die größten Herausforderungen waren Geschwindigkeit und Genauigkeit der Messung, weshalb das Projektteam den Scanner stetig verbesserte. »Das aktuelle System scannt die 3-D-Oberfläche 800-mal pro Sekunde quer zur Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs ab. Fahrbahnunebenheiten von < 0,2 mm lassen sich damit noch registrieren. Zusätzlich wird ein fotorealistisches Abbild der Straße mit einer Auflösung von 1,2 mm mal 1,7 mm erzeugt – und dies bei einer Geschwindigkeit des Messfahrzeugs von 80 km/h«, skizziert Reiterer.

Auf diese Weise liefert das System die notwendigen Daten besonders kostengünstig und schnell, sodass der Verkehr während der Datenerfassung normal weiterfließen kann. Drei Systeme des neuen Straßenscanners befinden sich bisher im Einsatz, eines davon als Referenzsystem für die Bundesanstalt für Straßenwesen BASt.

Erst im Mai 2018 hatte das schwedische nationale Straßen- und Transport-Institut VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) in einer umfangreichen Studie Messsysteme für Fahrbahnoberflächen verglichen. Dabei zeigte sich, dass das Messsystem des IPM sowohl Querprofile und Spurrillen als auch Fahrbahnmarkierungen zuverlässig erkennt. Ein weiteres Ergebnis: Scannende Systeme sind den Triangulationsmesssystemen ebenbürtig, in einigen wesentlichen Punkten sogar klar überlegen – etwa in puncto Augensicherheit.

 

Marion Horn
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