Elektronisches Mautsystem der neuen Generation

Mit leistungsstarken Bildverarbeitungskameras von Allied Vision Technologies eröffnet Video-Tolling neue Möglichkeiten.


Elektronische Mautsysteme (sog. ETC – Electronic Toll Collection) wurden zum ersten Mal Mitte der 1980er Jahre in Norwegen eingeführt. Seitdem haben sie sich in vielen Ländern – darunter auch Deutschland mit der Lkw-Maut – weit verbreitet. ETC bringt viele Vorteile mit sich, allen voran die Tatsache, dass der Verkehr für die Gebühr-Ermittlung und -Bezahlung weder angehalten noch gebremst werden muss. Das Ergebnis: weniger Staus und weniger unnötige Abgase durch Stop-and-Go-Verkehr.

In der Regel besteht ein elektronisches Mautsystem aus drei Brücken. Zwei dieser Brücken sind mit Digitalkameras ausgestattet, die Vorder- und Hinteransichten der vorbeifahrenden Fahrzeuge zur Kennzeichenerkennung erfassen. Die dritte Brücke ist mit einem Funksystem versehen, das die Fahrzeuge mit Hilfe eines Transponders identifiziert und die Gebühr berechnet. 

Die nächste Generation der Mautsysteme
Q-Free ASA aus Trondheim, Norwegen, ist ein weltweit führender Anbieter von Systemen und Lösungen für die Erhebung von Straßennutzungsgebühren und weitere Verkehrsanwendungen. Das Unternehmen entwickelte ein ETC-System, das dank der neuesten Bildverarbeitungs-, Funkübertragungs- und Kennzeichenerkennungstechnologie nur eine Brücke erfordert. Eine Besonderheit des Systems ist seine Flexibilität: Je nach Bedarf kann es entweder Video und Funk kombinieren oder im reinen Videomodus arbeiten.

Das Q-Free Single Gantry System ist mit zwei Prosilica GX1920 Digitalkameras von Allied Vision Technologies pro Fahrspur ausgestattet. Diese sind auf beiden Seiten der Brücke montiert, um hochqualitative Bilder der vorderen und hinteren Kennzeichen aufzunehmen. Zusätzlich überwachen zwei AVT Manta G-125B Kameras pro Spur die Laufbahn der Fahrzeuge im Erfassungsbereich – insbesondere Spurwechsel. Diese präzise Verfolgung jedes einzelnen Fahrzeugs sorgt dafür, dass die Kennzeichendaten der einzelnen Spuren richtig und zuverlässig zugeordnet werden, egal in welchem Umfeld das System installiert ist – von der Innenstadt bis hin zur offenen Autobahnstrecke. Die Kombination aus dem genauen Fahrzeug-Tracking und der hohen Bildqualität der Kennzeichen unter sehr variablen Licht- und Wetterverhältnissen garantiert eine extrem zuverlässige Kennzeichenerkennung durch die Q-Free Intrada ALPR-Software (Automatic License Plate Recognition).

Die Monobrücke verfügt außerdem über ein DSRC Funksystem zur Erfassung der mit einem Transponder ausgestatteten Fahrzeuge und einen Sick LMS500 3D-Laser, mit dem ermittelt wird, ob es sich um Pkw oder Lkw handelt. Die Q-Free Intrada ALPR-Software liest die Kennzeichen aus den erfassten Bildern automatisch aus. Diese Daten werden anschließend in einer Zentrale verarbeitet, um dem Verkehrsteilnehmer die Gebühr je nach Straßennutzung und geltendem Tarif zu berechnen bzw. abzubuchen. Das Video-Tracking durch die Manta-Kameras ermöglicht die Zuordnung aller Informationen aus den verschiedenen Quellen (DSRC, Laser und Kamera) jeder einzelnen Transaktion.

Die Brücke ist mit der Zentrale über ein Ethernet-Netzwerk verbunden und kann von den Mitarbeitern aus der Ferne gesteuert und konfiguriert werden. Für die betreibenden Behörden bietet die einzelne Brücke viele Vorteile: es ist weniger Infrastrukturarbeit beim Bau notwendig und der Platzbedarf ist geringer, wodurch sich die Wartungsarbeit ebenfalls reduziert.

Video-Tolling senkt die Kosten
Aufgrund der hervorragenden Zuverlässigkeit der bildverarbeitungsbasierten Identifikation kann Q-Free’s Single Gantry System im reinen Video-Modus betrieben werden. Video-Tolling, also die videobasierte Mauterfassung, wird typischerweise in geschlossenen Bereichen umgesetzt (Autobahnen, Innenstädte, Brücken, etc.) und wird immer beliebter. Die Technologie hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht, nicht zuletzt dank dem Einsatz leistungsstarker Machine Vision-Kameras, die zusammen mit einem Infrarotblitz auf einer mehrspurigen Straße über 2.500 Fahrzeuge pro Spur und Stunde bei bis zu 250 km/h zuverlässig erfassen können, ohne den Verkehr zu behindern.

Die Prosilica GX1920 ist eine 2,82 Megapixel Kamera mit HD-Auflösung. Sie ist mit dem Sensor ICX674 EXview HAD CCD II von Sony ausgestattet. Mit ihrer hohen Empfindlichkeit – auch im Nah-Infrarotbereich – ist sie ideal für Nachtaufnahmen mit Infrarotlicht. Dank minimaler Verschlusszeiten liefert sie scharfe, hochqualitative Bilder mit hervorragendem Kontrastumfang bei allen Wetterlagen. Die Manta G-125B/C ist eine flexible GigE Vision Kamera mit dem 1,2 Megapixel Sony ICX445 EXview HAD CCD Sensor und besticht durch ihre hohe Empfindlichkeit und Bildqualität.

Aufgrund ihrer umfangreichen Ausstattung und ihren vielfältigen Funktionen eignen sich Kameras für die industrielle Bildverarbeitung - wie die von Allied Vision Technologies - besonders für Anwendungen im Außenbereich, wie die Verkehrsüberwachung. Sie lassen sich präzise und nahezu verzögerungslos auslösen, sodass die Fahrzeuge genau dann erfasst werden, wenn sie in einen bestimmten Bereich hineinfahren. Über einstellbare Belichtungszeiten, Gain und Binning-Modi passt sich die Kamera den wechselnden Lichtverhältnissen im Außenbereich an; der digitale Verschluss und die hohe Empfindlichkeit minimieren Bewegungsunschärfe und Verzerrungen.  Schließlich können die Kameras über den einstellbaren I/O-Anschluss mit anderen Komponenten, die in Verkehrsüberwachungssystemen oft vorkommen (Infrarotblitz, Schleifen in der Fahrbahn, Radargeräte oder Lasersensoren), synchronisiert werden.

Ungehinderter Verkehr für sicherere Straßen
Q-Free’s Single Gantry System kann in allen Bereichen der Mauterhebung umgesetzt werden, etwa Autobahn-, City- oder Lkw-Maut.