Messtechnik: 3D-Planungsdaten für Glasfaserausbau

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Das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM hat im Auftrag der Geotechnik GmbH ein Spezial-Messfahrzeug aufgebaut.  Mit dem »Mobile Urban Mapping System« erzeugt Geotechnik nun 3D-Daten der Straßentopologie und -topographie als Grundlage für die Infrastrukturplanung.

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Das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM hat im Auftrag der Geotechnik GmbH ein Spezial-Messfahrzeug aufgebaut.  Mit dem »Mobile Urban Mapping System« erzeugt Geotechnik nun 3D-Daten der Straßentopologie und -topographie als Grundlage für die Infrastrukturplanung.

Digitale 3D-Daten gewinnen für die Planung von Baumaßnahmen eine immer größere Bedeutung. Hochaufgelöste 3D-Umgebungsmodelle in Kombination mit 360°-Panoramabildern und hochauflösenden Einzelbildaufnahmen ermöglichen es, Planungsprozesse vollständig zu digitalisieren und schaffen damit die Grundlage für deutlich effizientere Abläufe. Erzeugt werden die komplexen 3D-Daten von sogenannten Mobile Mapping Fahrzeugen. Auf dem Dach der Fahrzeuge ist komplexe Messtechnik installiert, die die Straßentopologie und -topografie während der Fahrt erfasst. 

Offenes System statt Blackbox

Die Messtechnik wird heute in Regel als Black-Box-System angeboten, das heißt, Ausführung und Konfiguration der Sensoren sind nicht oder nur bedingt anpassbar. Für die Geotechnik GmbH mit Sitz in Kempen und Trier, die als Dienstleister hochwertige Planungsdaten von Straßenumgebungen liefert, hat Fraunhofer IPM nun ein komplettes Fahrzeug als offenes System für spezifische Messaufgaben realisiert. Die Geotechnik GmbH nutzt das »Mobile Urban Mapping System« (MUM) ab sofort zur Vermessung von Straßenzügen als Grund¬lage für die Planungen zum Ausbau des Glasfasernetzes. »Für uns ist es ein großer Vorteil, dass wir ab sofort kein ‚System von der Stange‘, sondern ein an unsere ganz speziellen Anforderungen angepasstes System nutzen können«, erläutert Geotechnik-Geschäftsführer Norbert Kuck. »So können wir die Messsensorik bei Bedarf unkompliziert an die Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen anpassen«

Das MUM-System ist modular aufgebaut. Herzstück ist ein hochauflösender augensicherer Laserscanner, der die Umgebung mit zwei Millionen Messungen pro Sekunde quer zur Fahrtrichtung in einem Winkel von 360° abtastet und so eine detailreiche Punktwolke erzeugt. Vier hochauflösende Kameras liefern zusätzliche Informationen für die Texturierung der Punktwolke. GNSS, inertiale Messeinheit und Odometer ermöglichen die präzise Berechnung von Position und Lage der mobilen Plattform. Zwei Panoramakameras bilden zusätzlich die Umgebung des Fahrzeugs abschattungsfrei ab und dokumentieren sie bildlich. »Diese Konfiguration der Panoramakameras ist eine echte Weltneuheit, die wir in Kooperation mit Geotechnik umgesetzt haben«, sagt Professor Alexander Reiterer, Abteilungsleiter am Fraunhofer IPM.

Konsistente, texturierte und georeferenzierte Punktwolken

Hard- und Software zur Steuerung der komplexen Sensorik und anschließenden Datenverarbeitung sind ebenfalls Teil des Systems. »Am Ende liefert unser System eine konsistente, texturierte und georeferenzierte Punktwolke, auf der auch kleine Objekte wie zum Beispiel Wasserabsperrschieber, aber auch Texturen und damit die Materialien der Objektoberflächen erkennbar sind«, erläutert Reiterer. »Diese Daten können auf vielfältige Art und Weise weiterverarbeitet werden. Sie werden in eine offen dokumentierte und zugängliche Datenstruktur ausgegeben, sodass sie auf vielfältige Art weiterverarbeitet werden können – insbesondere auch automatisiert. Wir nutzen dazu sogenannte ‚Deep Learning Frameworks‘, die ebenfalls Teil solcher Systeme sein können.« 

Das Fahrzeug wurde am 24. Mai im Rahmen einer Veranstaltung zum offiziellen »Start in die Gigabit Region Stuttgart« im Beisein von Ministerpräsident Winfried Kretschmann, Innenminister Thomas Strobl sowie Telekom Geschäftsführer Technologie Walter Goldenits vorgestellt und an die Geotechnik GmbH übergeben.

Bild: 3D-Punktwolken sind die Grundlage für eine effiziente Planung beim Ausbau von Infrastruktur. Die Daten werden mithilfe optischer Messtechnik besonders effizient erfasst. Bild: Fraunhofer IPM

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