Mangelhafte Bereifung ist weltweit eine der häufigsten technischen Ursachen für Verkehrsunfälle: Reifen mit zu geringer Profiltiefe verringern bei Nässe oder Glätte die Fahrbahnhaftung. Die Folge sind verlängerte Bremswege. Auch die Gefahr des Aquaplanings steigt, das Fahrzeug schwimmt auf und wird unkontrollierbar. Eine Kontrolle der Profiltiefe führt die Polizei jedoch nur unregelmäßig in Stichproben durch. Eine dynamische Profilmessung kann dies grundlegend ändern: Im laufenden Verkehr könnten 100% aller LKW, Busse und PKW überwacht werden. Das Messsystem ProContour H3-D ist ein solches System. Es ist in mehreren Ausführungen erhältlich. Der Zulassungsprozess für eine Ausführung für gerichtsverwertbare Messungen ist bei der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) angelaufen. Damit wird eine nahezu 100%-ige Überwachung kritischer Strecken für mehr Verkehrssicherheit möglich. Dazu misst das System automatisch die Profiltiefe und Profilart und kann die Ergebnisse per Ethernet-Kabel oder W-LAN bereitstellen, um so Warnanlagen, Schranken, Kamerasysteme oder gar Durchfahrsperren anzusteuern. Das Prinzip der Lasertriangulation Das Verkehrssicherheitssystem ProContour H3-D misst das Reifenprofil, ohne den fließenden Verkehr zu beeinflussen. Dazu werden je nach Anforderungen bis zu vier Messköpfe in Schächte oder U-Kanäle in die Fahrbahn eingelassen. Jedes Messmodul deckt eine Messbreite von ca. 380 bzw. 670mm ab. Die Module bestehen je nach Größe aus einer bzw. zwei Laserdioden, Laserstrahlreglern und CMOS-sensorgesteuerten Digitalkameras mit GigE Vision-Interface. Auch der Hutschienen-PC ThinkIO-Duo ist integriert. Er fügt sich aufgrund seiner kompakten Abmessungen platzsparend in die Messeinheit ein. Das Messverfahren des ProContour H3-D basiert auf dem Grundprinzip der Lasertriangulation (Dreieck-Messverfahren). Die für das menschliche Auge ungefährlichen Laserdioden projizieren eine Lichtlinie auf die Reifenoberfläche. Da Strahlrichtung sowie Abstand zwischen Kamera und Reifen bekannt sind, lassen sich aus dem aufgenommenen Bild trigonometrisch 3D-Daten für die Profilmessung berechnen. Echtzeitfähigkeit des Systems ist das A und O Ein schneller CMOS-Sensor detektiert ein Fahrzeug auf dem Messkopf. Die Laser oszillieren das Messmuster 2,4ms lang über die Reifenaufstandsfläche. In dieser Zeit erfasst die Kamera mehrere Bilder bei einer maximalen Frequenz von bis zu 16.000 Bildern pro Sekunde. Die hochauflösenden Bilddaten (1.536×512 Pixel) werden über zwei interruptfähige Gigabit-Ethernet- Schnittstellen an den ThinkIO-Duo übertragen. Die Rechenperformance des Hutschienen-PCs ermöglicht es, die Bilddaten in Echtzeit zu verarbeiten. Dabei werden die Bilder der Kameras auf beiden Cores im symmetrischen Multiprocessing parallel verarbeitet. In etwas mehr als 2ms – also schneller als der Erfassungsvorgang – hat der Hutschienen-PC berechnet, ob der gemessene Reifen die erforderliche Reifenprofiltiefe bietet. Störungen durch Gegenstände im Reifenprofil werden erkannt und ausgefiltert. Das mit Multicore-Systemen mögliche Parallel-Processing erhöht die Rechengeschwindigkeit des Bildverarbeitungssystems auf ein Niveau, das für die echtzeitfähige Berechnung der Laser-erfassten Oberflächeneigenschaften eines Fahrzeugreifens bei 120km/h Fahrgeschwindigkeit erforderlich ist. Das Bildverarbeitungssystem ProContour H3-D zeigt beispielhaft, was Multicore-basierte Bildverarbeitungs-Applikationen heute bereits leisten können. Erste Teststrecken wie beispielsweise zwischen dem süddeutschen Waldshut und Tiengen auf der Bundestraße B34 bestätigen die Marktreife des Bildverarbeitungssystems. Damit das Verkehrssicherheitssystem von städtischen Behörden genutzt werden kann, müssen die Daten manipulationssicher sein, um gerichtsverwertbar zu sein. Deshalb wird der gesamte Messkopf inklusive ThinkIO-Duo verplombt. Weiterhin ist wichtig, dass die gesamte Software offengelegt ist, um langfristige Investitionssicherheit zu gewährleisten. Hierzu wird die unter Windows XP evaluierte Plattform derzeit auf Linux umgestellt. Danach wird das System zur Zertifizierung bei der deutschen PTB (Physikalisch Technische Bundesanstalt) eingereicht. Flexible Einsatzmöglichkeiten für die Zukunft Die potenziellen Anwendungsfelder des ProContour H3-D sind vielfältig. Deshalb muss das eingesetzte System nicht nur schnell, sondern auch vielfältig erweiterbar sein. So ist denkbar, dass das ProContour Messmodul mit anderen, bereits existierenden verkehrstechnischen Anlagen und Messsystemen verbunden wird. Sinnvolle Kombinationen sind beispielsweise Anzeigetafeln, Ampeln, Schrankensysteme, Mautstellen oder Wiegestationen für LKWs. Auch die Anbindung an zentrale Leitstellen ist denkbar. Viele Applikationen können einfach über die unterschiedlichen Standard-Schnittstellen des ThinkIO-Duo eingebunden werden. Reicht das Standard-Featureset des kompakten Systems nicht aus, kann es mit dem Wago I/O-System modular erweitert werden. \“Der ThinkIO-Duo hat für unser H3-D Messverfahren die optimalen Voraussetzungen: er ist klein, robust und bietet Multicore-Performance für die schnelle Bildverarbeitung\“, erklärt Dipl.-Ing. Manfred Weber, Gesellschafter und Technischer Leiter bei der ProContour GmbH. \“Dadurch, dass wir den ThinkIO-Duo in unsere Messköpfe integrieren konnten, erhöht sich auch die Mobilität des Systems, und die Manipulationssicherheit der Daten ist gesichert.\“ Weitere Anwendungsfelder des Systems erschließen
Kontron S&T AG
