Ins Auge gefasst

Neuartiges Verkehrsüberwachungssystem setzt zu 100% auf Bildverarbeitung mit AVT Prosilica GB1380C und GB2450 GigE-Kameras.

Kompaktversion T-EXSPEED 2 im Einsatz: Betrieb ohne Laser oder Radar.

Überblendung von zwei Aufnahmen und Ermittlung der gefahrenen Entfernung.

Angetrieben durch den Ausbau der weltweiten Infrastruktur wächst der Markt für Verkehrsüberwachungssysteme kontinuierlich. So soll zum Beispiel allein das paneuropäische Straßennetz bis 2020 um 4.800 km pro Jahr wachsen. Auch das schnelle Wachstum des Personen- und Güterverkehrs auf bestehenden Straßen erfordert immer effizientere, automatisierte Systeme zur Verkehrsregulierung und -Überwachung, um besonders in Ballungsräumen den Verkehr fließender und sicherer zu machen.

Verkehrsüberwachung der nächsten Generation setzt auf Machine Vision
Klassische Systeme zur Geschwindigkeitskontrolle basieren auf Laser- oder Radarstrahlen bzw. in die Fahrbahn eingebauten Sensorschleifen, um Fahrzeuge zu erfassen und ihre Geschwindigkeit zu messen. Eine  Kamera – meist eine hochauflösende SLR-Kamera – wird zur Identifikation des Fahrzeugs und Beweissicherung, aber nicht für die Messung selbst verwendet. Solche Systeme beschränken sich auf die Geschwindigkeitskontrolle und können nur ein Fahrzeug auf einmal erfassen.

Kria, ein italienisches Unternehmen das auf Verkehrsüberwachungslösungen spezialisiert ist, entwickelte und patentierte ein neuartiges System namens T-EXSPEED und seine Weiterentwicklung T-EXSPEED 2. T-EXSPEED ist ein vollautomatisches System, das Verstöße gegen die Straßenverkehrsordnung mit Digitalkameras und stereoskopischer  Bildverarbeitungssoftware identifiziert und dokumentiert. Im Unterschied zu anderen Systemen arbeitet T-EXSPEED ausschließlich mit Digitalkameras, ohne andere Messgeräte. Außerdem ist es in der Lage, nicht nur Geschwindigkeitsüberschreitungen, sondern auch eine Vielzahl von weiteren Verstößen wie Verkehrsampelmissachtung oder verbotenes Links- oder Rechtsabbiegen zu erfassen. Das alles erfolgt ausschließlich aus der Auswertung von Bildern, die von professionellen hochauflösenden Digitalkameras 24 Stunden am Tag, 7 Tage pro Woche erfasst werden. Das System kann Geschwindigkeiten von bis zu 300 km/h messen und ist außerdem fähig, mehrere Fahrzeuge gleichzeitig zu verfolgen, und zwar in beiden entgegengesetzten Richtungen (bis zu 3 Spuren pro Gerät).

Stereoskopischer Aufbau ermöglicht dreidimensionale Wahrnehmung
T-EXSPEED ist vom italienischen Verkehrsministerium zertifiziert und wurde bereits an italienischen Autobahnen und in Innenstädten installiert. Das Standardmodell besteht aus drei Prosilica GC Kameras von Allied Vision Technologies, während das neue, schlankere System T-EXSPEED 2 auf drei Prosilica GB Kameras basiert. Die Prosilica GB ist eine Platinenversion der Prosilica GC und verfügt über die gleichen Sensoren, Funktionen und technischen Eigenschaften.

T-EXSPEED besteht aus drei Elementen: der so genannten Acquisition Unit, der Processing Unit und der Central Unit.

Die „Acquisition Unit“ (Erfassungsmodul) ist ein 84 cm langes, wetterbeständiges Gehäuse mit hoher Staub- und Wasserdichte (IP66), in dem zwei Prosilica GB2450 Monochromkameras und eine Prosilica GB1380C Farbkamera sowie eine Infrarotbeleuchtung für Kennzeichenerkennung im Dunkeln integriert sind. Das Gehäuse und seine Halterung bestehen aus über 200 Einzelteilen aus Kohlefaser, Metall und Polykarbonat, um eine hohe geometrische Stabilität der Struktur und eine zuverlässige Isolation vor extremen Temperaturen und Wetterverhältnissen zu gewährleisten.

Die Prosilica GB1380C (1,4 Megapixel) und Prosilica GB2450 (5 Megapixel) von Allied Vision Technologies sind leistungsstarke Digitalkameras für die industrielle Bildverarbeitung. Sie präsentieren sich in Board-Level Ausführung (ohne Gehäuse) und sind mit einer Gigabit Ethernet-Schnittstelle (GigE Vision) ausgestattet. Beide Kameramodelle bestechen mit hochwertigen Sony CCD-Sensoren (ICX285 mit ExView-Technologie für die GB1380C, ICX625 für die GB2450), die für eine hohe Empfindlichkeit, geringes Rauschen, hohe Bildrate und hervorragende Bildqualität sorgen. Sie erfüllen die hohen Anforderungen einer solchen Anwendung im Außenbereich und sorgen für dauerhaft hohe und vergleichbare Bildqualität. Die Kameras sind mit soliden industriellen Objektiven für eine einwandfreie stereoskopische Bilderfassung versehen. Kria entschied sich für die AVT-Kameras aufgrund ihres zuverlässigen Gigabit Ethernet Interfaces, mit dem hochauflösende Bilder bei bis zu 1 GB/s in Echtzeit übertragen werden können. Dank ihrer besonders kompakten Abmessungen lassen sich die Prosilica GB Kameras (51 x 89 mm) im schmalen Modulgehäuse problemlos integrieren.

Die drei Digitalkameras sind an einer 70 cm langen Struktur im Gehäuse befestigt, wobei die Farbkamera zwischen den beiden Monochromkameras positioniert ist. Das ganze Modul wird an einem Mast mit einem leichten Winkel zur Fahrbahn ca. 15-25 m vor bzw. hinter dem zu überwachenden Straßenabschnitt montiert. Die zwei Prosilica GB Kameras sind stereoskopisch aneinander gekoppelt, um die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung der Fahrzeuge dank der ermittelten Tiefeninformation zu ermitteln. Hierzu wird die Entfernung zwischen dem Objekt und den beiden Kamerasensoren kalkuliert. Beide Schwarzweiß-Kameras sind miteinander synchronisiert und laufen durchgehend mit 15 Bildern pro Sekunde. Die Farbkamera wird nur dann automatisch ausgelöst, wenn ein Verstoß festgestellt wird, um das Beweisfoto zu erfassen und zu speichern. Dieses Farbbild wird automatisch mit den entsprechenden Messdaten für das Verfahrensprotokoll archiviert. Kameraeinstellungen wie Verschlusszeit, Gain und Binning werden vom Verarbeitungsmodul permanent kontrolliert und korrigiert, um den Licht- und Wetterverhältnissen angepasst zu werden. T-EXSPEED kann nicht nur stationär am Straßenrand, sondern auch in horizontaler Position auf Polizeifahrzeugen für statische oder auch dynamische Geschwindigkeitskontrollen montiert werden.

Die „Acquisition Unit“ ist je nach Entfernung mit einem CAT6- bzw. optischen Faser-Kabel mit der „Processing Unit“ (Verarbeitungsmodul) verbunden. Diese befindet sich entweder vor Ort oder bis zu 20 km entfernt. Das Verarbeitungsmodul ist ein Industrie-PC mit Windows Betriebssystem, auf dem Krias T-EXSPEED Auswertungssoftware die Bilder nach Verkehrssünden analysiert. Das System verwaltet auch die zu archivierenden Daten und überträgt sie per TCP/IP Netzwerk an die Zentrale.

Diese „Central Unit“ befindet sich meist im Verkehrsüberwachungs¬zentrum der Polizei. Es handelt sich um einen Server, auf dem die Daten in komprimierter und verschlüsselter Form in einer Datenbank abgespeichert werden. Nur Befugte können auf die Datensätze zugreifen. Von dort aus werden die Verwarnungs- bzw. Anzeigeverfahren eingeleitet.

Ein weiterer Vorteil von Krias T-EXSPEED System ist, dass es leicht und ohne aufwändige Baumaßnahmen am Straßenrand installiert werden kann. Somit entstehen weder hohe Installationskosten noch Verkehrsbehinderungen.

Intelligente Selbstdiagnose
Das System wird im Werk mikrometergenau kalibriert und ist für langjährige Stabilität und Zuverlässigkeit konstruiert. Als zusätzliche Sicherheit führt T-EXSPEED bei jedem erfassten Regelverstoß eine automatische Selbstdiagnose durch. Diese einmalige Funktionalität prüft die Kalibrierung des Geräts und meldet ggf. Abweichungen, die die Genauigkeit der Messung beeinträchtigen könnten. Ein Bericht wird automatisch generiert und den Messdaten angehängt, um die rechtliche Grundlage des Beweismittels im Falle eines Einspruchs zu belegen. Die durchschnittliche Fehlerquote von T-EXSPEED liegt in einer Tempospanne von 20-240 km/h unter 1%.

T-EXSPEED ist mit vielen weiteren intelligenten Funktionen ausgestattet – etwa einer automatischen Kennzeichenerkennung (LPR-Licence Plate Recognition) für einheimische und ausländische Kennzeichen sowie einer 3D-Fahrzeugklassifizierung. So kann das System nicht nur zur Geschwindigeitskontrolle eingesetzt werden, sondern auch zum Beispiel um nach gesuchten Kennzeichen zu fahnden oder Lastwagen für Gefahrguttransport in dafür verbotenen Gebieten zu identifizieren. Das System kann außerdem die vollständige räumliche Bewegungsbahn eines Fahrzeugs dokumentieren oder mit Hilfe einer 3D-Rekonstruktion die Silhouette des Fahrzeugs klassifizieren – etwa um unterschiedliche Tempolimits oder Spurennutzung zwischen Pkw, Lkw oder Bussen zu kontrollieren.

Preisgekrönte Technologie auf der Überholspur
Nachdem die italienische Verkehrsbehörde T-EXSPEED bereits zertifiziert und eingesetzt hat, engagiert sich Kria für die weltweite Vermarktung dieses innovativen Systems. T-EXSPEED wurde bereits 2008 mit dem angesehenen Design Award „Compasso d’Oro“ für Verkehr und Mobilität ausgezeichnet, zusammen mit namhaften Produkten wie dem Fiat 500 oder der Ducati Monster.