Ein neuartiges optisches Sensorsystem vermisst Bahngleise schnell, zuverlässig und sicher. Mithilfe eines Laserscanners erfasst der Sensor geometrische Unregelmäßigkeiten und erzeugt dabei ein dreidimensionales Bild. Der von Fraunhofer IPM entwickelte Rail Track Scanner ist klein und kompakt – und kann somit mühelos auf Schienenfahrzeuge montiert werden.
Für eine sichere Gleisinfrastruktur müssen verschiedene Schienenparameter regelmäßig erfasst werden. Unregelmäßigkeiten in der Gleisgeometrie können bei den unter großer Spannung stehenden Schienen zu sprunghaftem Aufbrechen und so zu einem regelrechten Dominoeffekt führen – wobei Schienen und Bahnschwellen über weite Strecken reißen. Der Zustand der Schieneninfrastruktur wird heute in der Regel mithilfe kamerabasierter Systeme erfasst. Nachteile sind die Abhängigkeit von Umgebungslicht bzw. künstlicher Beleuchtung, die aufwendige Bearbeitung und Auswertung der Daten sowie der hohe Speicherbedarf der Messbilder.
Laserscanner vermisst Schienen und Schwellen
Mit dem Rail Track Scanner RTS nutzt Fraunhofer IPM erstmals einen Laserscanner für die geometrische Vermessung von Schienen, Schienenkopf, Schwellen und Schienenbett. Ein spezieller optischer Aufbau erlaubt die Montage des Scanners in einem Abstand von nur 1,2 Metern über dem Gleisbett. Der Laser scannt die Gleise quer zur Vorwärtsbewegung des Messfahrzeugs über eine Breite von zirka 1,7 Metern. Mit bis zu 800 Profilen und zwei Millionen Messungen pro Sekunde entsteht ein detailreiches dreidimensionales Abbild der Schienen und der damit unmittelbar verknüpften Infrastruktur.
Aus der so generierten Punktwolke werden mit geeigneten Algorithmen Parameter wie Abstand, Höhe und Neigung der Schiene oder die Geometrie des Schienenkopfes extrahiert und mit Soll-Profilen verglichen. Die Scanfrequenz kann flexibel an die jeweilige Aufgabenstellung angepasst werden. Topografische Strukturen bzw. Strukturänderungen werden mit einer Messunsicherheit von kleiner als einem Millimeter zuverlässig erfasst.
Augensicher und flexibel einsetzbar
Der schuhkartongroße, robuste Scanner kann auf ein beliebiges Schienenfahrzeug montiert werden. So bietet der RTS eine kostengünstige Möglichkeit, die Schieneninfrastruktur auch ohne spezielles Messfahrzeug automatisiert zu messen. Der Scanner arbeitet mit einem augensicheren Infrarot-Laser (Laserklasse I) und ist ohne Einschränkungen im öffentlichen Raum einsetzbar. Der RTS wird erstmals vom Schweizer Mobile Mapping Dienstleister iNovitas zur messtechnischen Beurteilung von Schmalspurstrecken in der Schweiz eingesetzt.
(Fraunhofer-Gesellschaft, 15.08.2014 – AKR)
