Erfassungssysteme

Optische Luftgestützte Systeme

3K Kamerasystem

3K Kamerasystem
Quelle: DLR (CC-BY 3.0)3K Kamerasystem

Bilder aus dem Flugzeug bieten die Möglichkeit, die Einsatz- und Verkehrslage flächendeckend und mit hoher räumlicher Auflösung zu erfassen. Durch echtzeitfähige automatische Bildprozessierung direkt an Bord des Flugzeugs und durch verbesserte Algorithmen ist es möglich, Luftbilder und Verkehrsdaten mit hoher Aktualität zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck wurde in zwei Forschungsflugzeugen des DLR die digitale Luftbildkamera „3K Kamera“ sowie ein Rack mit mehreren Industrie-PCs und eine Funkantenne zur Übertragung an die mobile Empfangsstation installiert.

4k Kamerasystem

Das 4k System ist eine Weiterentwicklung des 3K Systems und wurde für den Einsatz auf den Hubschraubern vom Typ AIRBUS Helicopters (vormals EUROCOPTER) H 135 (EC 135)  und BO 105 konzipiert. Das System ist deutlich kleiner und leichter als der Vorgänger, aber auch hier werden die aufgenommenen Luftbilder automatisch an Bord prozessiert und können per Mikrowellenlink direkt zur Bodenstation übertragen werden. Neben der Aufnahme von Luftbildern verfügt das System über die Möglichkeit Videos in 4k Auflösung (Ultra High Definition) zu erstellen.  

MAV

Micro Aerial Vehicles (MAVs) sind Flugkörper, die sich aufgrund ihrer geringen Größe leicht transportieren und somit schnell und flexibel einsetzen lassen. Da sie mit Kameras und Übertragungssystemen ausgestattet sind, lassen sich Bilder und Videos aufnehmen und in Echtzeit übertragen.

Luftgestütztes Radarsystem

F-SAR Seitensichtradar
Quelle: DLR (CC-BY 3.0)F-SAR Seitensichtradar auf der Do 228-212

Die Verwendung eines bildgebenden Radars im Flugzeug ermöglicht die großflächige Erfassung des aktuellen Straßenverkehrs und der dazugehörigen Infrastruktur unabhängig vom Wetter, von Wolken und Lichtverhältnissen. Für VABENE++ steht hierfür das F-SAR Radarsystem auf dem Forschungsflugzeug Do 228-212 zur Verfügung. An Bord befindet sich ein leistungsstarker Radar-Prozessor, der aus den erfassten Radardaten in nahe-Echtzeit Verkehrsinformationen extrahiert und hochauflösende Radarbilder generiert, aus denen beispielsweise die zeitlich veränderliche Parkplatzbelegung abgelesen werden kann. Über eine Funk-Datenverbindung werden die Verkehrsinformationen und Daten zum Boden übertragen.

Bodengebundene Sensoren

Induktionsschleifen

Seit mehr als 30 Jahren werden in der Straßenverkehrstechnik Induktionsschleifen zur Detektion und Klassifikation von Fahrzeugen erfolgreich eingesetzt. Bei Induktionsschleifen handelt es sich um invasive Verkehrsdetektoren, die in die Fräsfugen der Fahrbahndecke eingelassen werden. Die Induktionsschleife wirkt als Spule, die parallel zu einem Kondensator geschaltet wird und auf diese Weise einen Schwingkreis bildet. Die Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises hängt beispielsweise von der Induktivität der Spule ab, die sich genau dann ändert, wenn sich ein metallischer Gegenstand (z.B. Fahrzeug) im Bereich der Schleife befindet. Dieses so entstehende Verstimmungsmuster wird von der Schleifenelektronik ausgewertet, wobei jede Fahrzeugklasse (Pkw, Lkw, Motorrad usw.) ein unterschiedliches Verstimmungsmuster aufweist. Auf diese Weise wird eine Klassifikation der Fahrzeuge ermöglicht und mit Hilfe von zweier Schleifen können zusätzlich Fahrtrichtung und –geschwindigkeit bestimmt werden.

Überkopfsensoren

Überkopfsensoren sind im Gegensatz zu Induktionsschleifen nicht-invasiv, d.h. sie werden über der Fahrbahn angebracht, z.B. an Schilderbrücken, und weisen demzufolge einen deutlich geringeren Unterhaltsaufwand auf. Ein Beispiel hierfür stellen Radarsensoren dar, die in einem Neigungswinkel zwischen 30 und 60° über der Fahrbahn montiert werden. Der Detektor wird dabei auf die Fahrzeuge ausgerichtet, wobei der Abstand Detektor-Fahrzeug mehrere Meter beträgt. Der Detektor sendet einen sog. Primärstrahl aus, der von den Fahrzeugen als Sekundärstrahl reflektiert und von einer Elektronik ausgewertet wird. Dabei können Fahrzeugklasse, Bewegungsrichtung und Fahrzeuggeschwindigkeit (Dopplerprinzip), aber auch Entfernung zum Fahrzeug, Zeitlücken- und Fahrzeuglängen gemessen werden.

Floating Car Data (FCD)

Im Vergleich zu den bereits beschriebenen traditionellen bodengebundenen Sensoren funktioniert die Erfassung der Verkehrslage über FCD etwas anders: Diese Datenquelle besteht aus einer oder mehreren Fahrzeugflotten, die unter der Kontrolle eines Dispositionssystems stehen, das jederzeit wissen muss, wo sich die Fahrzeuge gerade befinden. Ein Beispiel für eine solche Flotte sind Taxis. Jedes der Fahrzeuge sendet von Zeit zu Zeit (5 Sekunden bis 5 Minuten) ein kurzes Datentelegramm an einen Server, in dem seine aktuelle, mittels GPS bestimmte Position enthalten ist. Aus aufeinanderfolgenden Positionen können die Verfahren, die im DLR entwickelt wurden, daraus die aktuelle Reisezeit auf den einzelnen Straßenabschnitten des Verkehrsnetzes berechnen und dem Nutzer zur Verfügung stellen. Diese sind eine begehrte Ressource für Telematik-, Logistik- und Routing-Anwendungen, da Reisezeiten mit konventionellen Methoden praktisch nicht erfassbar sind.

Plattformen

Für das Projekt stehen folgende Forschungsflugzeuge und Hubschrauber der DLR Flugzeugflotte zur Verfügung:

DLR Flugzeugflotte
v.l.n.r.: Dornier Do 228-212, Cessna 208B Grand Caravan, Eurocopter BO 105

Links

Forschungsflugzeuge