Straßen vermessen mit 100 Sachen

Er und sein Team haben den ersten Laserscanner entwickelt, den die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) zur Messung der Straßenebenheit zugelassen hat. Die Technologie, 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.

Der Scanner – nicht größer als ein Schuhkarton – ist in 3 m Höhe am Messfahrzeug befestigt. In dessen 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 4 m 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 bestimmen. Die Genauigkeit liegt dabei zwischen 0,15 und 0,3 mm. Breite Anbauten am Fahrzeug wie bei herkömmlichen Messapparaturen sind nicht nötig. Es muss lediglich dafür gesorgt werden, dass Orientierung und Position des Messfahrzeugs bestimmt werden können. Dies geschieht durch den Einsatz des globalen Navigationssatellitensystems GNSS und eines inertialen Messsystems. „Die Messung ist unabhängig von äußeren Lichteinflüssen und kann bei Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/h erfolgen“, beschreibt Reiterer die Vorteile.

Erste Praxistests hat der Pavement Profile Scanner PPS des IPM bereits bestanden. Deutschlandweit insgesamt 15.000 km Autobahnen und Bundesstraßen hat man zusammen mit den Straßengutachtern der Firma Lehmann + Partner GmbH seit Sommer letzten Jahres gescannt. Im Frühjahr nehmen die Vermessungsprofis die Start- und Landebahnen des Hamburger Flughafens unter die Lupe. Für die Zulassung auf der Straße stellte die BASt strenge Kriterien auf: Der Laser sollte nicht nur auf 0,3 mm genau messen, sondern auch augensicher sein. Beide Hürden hat die Technologie der Entwicklungspartner problemlos genommen.

In den Laboren am Freiburger IPM verfeinern die Forscher den Laserscanner währenddessen weiter. Sie wollen vor allem an der Messgenauigkeit schrauben: Der Prototyp der neuen Scannerversion misst mit einer Frequenz von 2 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“, schildert Reiterer.