Finnischer Benchmark

Das RIEGL VMX-2HA Mobile Mapping System und die damit generierten Punktwolken zeigen, dass der Einsatz im Bereich Stra├čenbelagsanalyse nicht nur sehr pr├Ązise Messergebnisse liefert, sondern auch eine effiziente Datenerfassung und Auswertung erm├Âglicht.

F├╝r die Erfassung des Stra├čenzustands wurden in der Vergangenheit meist verschiedene Sensoren eingesetzt. Eine Punktwolke alleine mit einem Laserscanner zu erzeugen, der zudem nicht nur die Stra├čenoberfl├Ąche, sondern den gesamten Stra├čenraum erfasst, wurde nun im Finnland getestet. Dort werden j├Ąhrlich etwa 40.000 km des ├Âffentlichen Stra├čennetzes vermessen, um ihren Zustand in Hinblick auf notwendige Reparaturen beziehungsweise eine Erneuerung des Stra├čen-belags zu beurteilen. Gro├čteils werden diese Arbeiten mit speziellen Messfahrzeugen durchgef├╝hrt, die f├╝r diese Aufgaben in den letzten 30 bis 40 Jahren eigens entwickelt wurden.

Nun testete man den Einsatz von Mobile Laser Scanning (MLS). Der finnische Laserscanning-Spezialist Nordic Geo Center Oy, der auf die Ultimate LiDAR Technologie des ├Âsterreichischen Herstellers RIEGL setzt, f├╝hrt seit 2015 gemeinsam mit der finnischen Verkehrsinfrastrukturbeh├Ârde Tests durch, um herauszufinden, ob mit hochpr├Ąziser, IMU-basierter, mobiler Laserabtastung Stra├čenparameter f├╝r die Belagsanalyse auftragskonform erzeugt werden k├Ânnen, wie sie auch mit den bisher anerkannten Methoden bereitgestellt werden. MLS bietet n├Ąmlich zu den herk├Âmmlichen Verfahren einige Vorteile, wie eine h├Âhere Positionsgenauigkeit der Ergebnisse und weitaus bessere Informationen ├╝ber die Stra├čengeometrie, insbesondere bei den problematischen L├Ąngswerten.

Das mit traditionellen Methoden vermessene Material der Datenbank Digiroad weist grobe Fehler in der Mittellinie der Stra├čen auf. Foto: Nordic Geo Center Oy / www.geocenter.fi

Die letzten Tests in dieser Reihe wurden ÔÇô auf Ersuchen der finnischen Verkehrsinfrastrukturbeh├Ârde ÔÇô im Herbst 2019 in Schweden durchgef├╝hrt. Das schwedische nationale Stra├čen- und Verkehrsforschungsinstitut (VTI) kam zum Schluss, dass die Ergebnisse innerhalb der Akzeptanzgrenzen liegen.

Hintergrund-Infos

Was aber bewegt einen MLS Anbieter wie Nordic Geo Center zur Zusammenarbeit mit dem VTI und zur Teilnahme an den entsprechenden Tests? Die Schl├╝sselperson in diesem Projekt ist Dipl.-Ing. (Geod├Ątische Vermessung) Tauno Suominen, der mehrere Jahrzehnte lang f├╝r die Finnische Nationale Stra├čenverwaltung (heute Finnische Verkehrsinfrastrukturbeh├Ârde) gearbeitet hat. Grunds├Ątzlich konzentriert sich die durchgef├╝hrte Stra├čenbelagsanalyse auf feine Details der Fahrbahndecke. Suominen kam zum Schluss, dass aber auch die genaue geometrische Analyse der Stra├če selbst wichtig ist. Nur so k├Ânne beurteilt werden, ob eine Stra├če den Sicherheitsstandards und ihrem urspr├╝nglichen Einsatzzweck entspricht. Die traditionell f├╝r die Fahrbahnanalyse eingesetzten Messfahrzeuge sind f├╝r diese Aufgabe aber nicht ausgelegt.

Wie Abbildung 1 zeigt, enth├Ąlt die nationale finnische Datenbank Digiroad immer noch grobe Fehler wie diesen pl├Âtzlichen Sprung von mehreren Metern in der Mittellinie der Stra├če. Die RIEGL VMX-Technologie mit hochgenauer IMU hingegen liefert exakte Grunddaten, die die Analyse der Breiten- und L├Ąngsgeometrie f├╝r die Bewertung von Fahrbahnunebenheiten sowie die genaue Positionierung von Fahrbahnmarkierungen erm├Âglichen. Die durchgef├╝hrten Tests haben aber auch bewiesen, dass die traditionell geforderten Stra├čenbelagsparameter, zum Beispiel Rauigkeit (IRI) und Spurrinnentiefen, in einer Qualit├Ąt geliefert werden, die denen der bisher eingesetzten Technologie in nichts nachstehen. Hervorgehoben werden sollte auch, dass die Informationen ├╝ber Rauheit und Spurrinnentiefe eine Genauigkeit im Sub-Millimeter-Bereich erreichen k├Ânnen. Die aufgenommenen Scandaten gestatten es, die Stra├čenoberfl├Ąche so zu modellieren, dass die wahre Form der Spurrinnen viel besser erkennbar ist als es bei einer Technologie, die nur detaillierte L├Ąngsprofile des Lasers im 10-cm-Abstand liefert, m├Âglich ist.

Der Beginn der Pr├╝fungssektion C in Schweden. Foto: Nordic Geo Center Oy / www.geocenter.fi

Die hohe Qualit├Ąt der Scandaten und eine voll integrierte IMU sind die Basis f├╝r hochgenaue Ergebnisse unabh├Ąngig von der Fahrgeschwindigkeit und der Position des Messfahrzeugs auf der Stra├če. So kann das Vermessungsfahrzeug flexibel am Stra├čenverkehr teilnehmen, au├čerdem muss es nicht der Mittellinie m├Âglichst exakt folgen, um konsistente Daten erfassen zu k├Ânnen.

Der Ma├čstab: VTI-Test

Die VTI-Tests f├╝r Finnland im Herbst 2019 bestanden aus zwei Teilen: F├╝nf 1,2 km langen Stra├čenabschnitten, die f├╝nfzehnmal (5-mal / 3 verschiedene Geschwindigkeiten) gemessen werden mussten, um die Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit des Systems zu ├╝berpr├╝fen, und zwei ca. 120 km langen Stra├čenschleifen, die jeweils zweimal befahren wurden. Die erforderlichen Stra├čenparameter waren unter anderen IRI (Rauigkeit, links und rechts), Spurrinnentiefe (links, rechts und max.), Querneigung, Fahrbahnunebenheiten, Megatextur rechts und Position. Alle diese Werte mit Ausnahme der Textur k├Ânnen direkt aus den Laserdaten des RIEGL VMX-2HA verarbeitet werden. Nordic Geo Center hat die damit gewonnenen Querprofildaten mit jenen, die vom VTI Referenz-Vermessungsfahrzeug aufgenommen worden waren, verglichen. Dieses verwendet sieben Gocator 2375-Profilometer, um das Profil alle 10 cm (in L├Ąngsrichtung) und alle 0,1 mm (seitlich) zu erfassen. Die vom VMX-2HA erzeugten Querprofile lagen innerhalb der geforderten Grenzen.

Das Vermessungsfahrzeug von Nordic Geo Center ausgestattet mit dem RIEGL VMX-2HA Mobile Mapping System. Foto: Nordic Geo Center Oy / www.geocenter.fi

Wie effizient Mobile Laser Scanning im Vergleich zu den traditionellen Methoden ist, wird deutlich, wenn man die Unterschiede in der ben├Âtigten Zeit f├╝r die Datenaufnahme betrachtet. ÔÇ×Wir haben in nur 2 Tagen ├╝ber 600 km Teststra├čen abgescanntÔÇť, streicht Hannu Heinonen, Geod├Ątischer Manager bei Nordic Geo Center, die Leistungsf├Ąhigkeit des Systems heraus, ÔÇ×Generell sind f├╝r die Testfahrten mehrere Wochen veranschlagt.ÔÇťIm Allgemeinen waren die VTI-Testabschnitte durch ausreichende GNSS-Abdeckung nicht allzu anspruchsvoll und daher eigentlich nicht typisch f├╝r finnische Anforderungen, wo dichte W├Ąlder den GNSS-Empfang teilweise extrem blockieren. Erst wenn der GNSS-Empfang l├╝ckenhaft wird, zeige sich, so Nordic Geo Center, ob System und Betreiber wirklich gut arbeiten. G├Ąngige Praxis ist dann das Einbeziehen von hochgenau vermessenen Kontrollpunkten. Die RIEGL MLS Systeme bieten aber, so der Hersteller, nicht nur die hochtechnologische Hardware, sondern auch ausgereifte Post-Prozessierungssoftware, um GNSS und IMU robust zu koppeln sowie ausgefeilte Ausgleichsmethoden der Punktwolke bei Mehrfachbefahrung der Strecke zu erm├Âglichen und damit auch in Gebieten mit schlechten GNSS Bedingungen exzellente Daten zu erfassen. (sg)

www.geocenter.fi

www.riegl.com