Die Messanlage Vitronic PoliScan Speed M1 dient der Messung von Geschwindigkeiten von Fahrzeugen im Straßenverkehr. Dieser Anlagentyp wurde seitens der Physikalisch Technischen Bundesanstalt PTB über eine innerstaatliche Bauartzulassung nach Eichgesetz und Eichordnung zur Eichung zugelassen.
Es handelt sich um eine rein elektronische Messanlage. Sie ermöglicht eine kontaktlose und mehrzielfähige Erfassung von Fahrzeugen im Fließverkehr. Dieser Anlagentyp kommt ausschließlich als mobile Messanlage zum Einsatz.
Das physikalische Messprinzip liegt in der Laufzeitmessung von sequentiell fächerförmig ausgesandten kurzen Lichtpulsen, die von den Fahrzeugen reflektiert werden. Über die Laufzeit der Lichtpulse und deren Abstrahlwinkel wird der Standort des Reflektors bestimmt. Die periodische Wiederholung ermöglicht der Anlage eine Objektklassifizierung und -verfolgung im Erfassungsbereich. Die Geschwindigkeit eines Objektes wird etwa 50 – 20 m vor dem Gerätestandort als Durchschnitt ermittelt.
Wird eine Überschreitung eines einstellbaren Grenzwertes festgestellt, wird ein digitales Beweisfoto erstellt. Dafür berechnet die Messanlage für das jeweilige Objekt eine technisch günstige Fotoposition voraus. Diese Soll-Position ist in der Beweisdatei gespeichert und kann über Bildauswertungen hinsichtlich der tatsächlichen Fotoposition des Fahrzeuges sachverständig geprüft werden. Ergeben sich dabei keine unbegründbaren Abweichungen, erfolgte die messwertrelevante Modellbildung zum Objekt und damit die Messwertbildung korrekt.
Für eine visuelle Schnellprüfung blendet die Messanlage in das Beweisfoto einen Kontrollrahmen ein, anhand dessen die Zuordnung der dokumentierten Messung zum Fahrzeug und eine augenscheinliche Plausibilisierung erfolgen kann.
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2. Baugruppen der Vitronic Poliscan Speed M1
Die PoliScan Speed M1 – Anlage besteht im Wesentlichen aus dem Hauptmodul und den abgesetzten Blitzgeräten.
Das Hauptmodul vereint die LIDAR-Messtechnik, die Steuer- und Auswerteelektronik sowie zwei fest installierte Beweisbildkameras. Die Bedienung erfolgt über einen externen Bediencomputer.
Die nachfolgenden Lichtbilder zeigen die Komponenten der Messanlage.
Der Begriff „LIDAR“ ist eine englische Abkürzung und steht für „light detection and ranging“. Übersetzt bedeutet dieser Begriff, dass über Lichtpulse eine Erfassung und Vermessung stattfindet. Ähnlich ist hier die Bezeichnung „RADAR“, wobei hier abweichend zum Licht, elektro-magnetische Hochfrequenzpulse („Radio“) eingesetzt wird.
Die für das menschliche Auge unsichtbaren Lichtpulse werden von einem Laser erzeugt. Über einen internen Drehspiegel werden diese fächerförmig über einen Winkel von 45° ausgesandt. Dieses periodische Schwenken der Messrichtung führt zur Bezeichnung der Anlage als „Scanner“.
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3. Aufstellung der Messanlage
Die Messanlage ist seitlich der Fahrbahn aufzustellen. Der LIDAR-Fächer wird auf den ankommenden Fahrzeugverkehr ausgerichtet. Dabei kann die Messanlage sowohl links als auch rechts der Fahrbahn aufgestellt werden.
Um die Fahrzeuge auf der Fahrbahn als Messobjekte zu erfassen, ist eine mechanische Ausrichtung der Gesamtanlage erforderlich, damit der Lichtstrahl auf reflektierende Strukturen an den Messobjekten trifft. Praktische Versuche haben gezeigt, dass für gültige Messungen die amtliche Kennzeichentafel der Fahrzeuge vom LIDAR erfasst werden muss. Die Einrichtung hat dabei in der Weise zu erfolgen, dass Fahrzeuge möglichst zwischen 75 m und 10 m Entfernung zum Messgerät auf allen Fahrstreifen vom LIDAR erfasst werden können.
Die Ausrichtung der Anlage bezüglich des Schwenk-, Roll- und Neigungswinkels ist nach Tabellen der Bedienungsanweisung vorgegeben und kann auch über eine halbautomatische Justage erfolgen.
Die Höhe der Unterkante der Messplattform über der Fahrbahn, der Querabstand sowie die Fahrstreifenbreiten werden vom Geräterechner als Eingabeparameter übernommen und sind vorab auszumessen.
Die wesentlichen Randbedingungen, die der Messbeamte nach der Gebrauchsanweisung zu erfüllen hat, sind:
Die Wahl einer Aufstellposition neben der Fahrbahn, die sich während des Messbetriebes in Höhe und Abstand nicht verändert.
Eine Messung in Kurven ist zulässig.
Es muss die Position der Stativmitte bzw. Sensormitte quer zum Fahrbahnrand und die Unterkante der Messeinheit mit 5 cm Genauigkeit ausgemessen und dem Gerät bekannt gegeben werden. Es kann eine Position des Messgerätes links oder rechts der Fahrbahn ausgewählt werden.
Die Ausrichtung des LIDAR-Fächers hat parallel zur Fahrbahnoberfläche zu erfolgen. Die Höhenangaben beziehen sich auf die Oberfläche der Fahrbahn.
Eine leichte Neigungen der Anlage ist hinsichtlich einer besseren Einrichtgüte zulässig.
Die Ausrichtung der Messanlage hat auf der Basis des derzeit bekannten Messprinzips zwar kaum Einfluss auf die Korrektheit der Geschwindigkeitsmessung. Jedoch kann über eine unkorrekte Ausrichtung die Zuordnungssicherheit zwischen dem Messobjekt und dem Messwert herabgesetzt werden, da die Einrichtung direkte Auswirkungen auf die Positionierung des Kontrollrahmens entfaltet.
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4. Technisches Messprinzip der Vitronic PoliScan Speed M1
Die Messanlage PoliScan Speed M1 ist ein Messanlage für die amtliche Überwachung des Fahrzeugverkehrs hinsichtlich der Einhaltung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit.
Die Primärmessung beinhaltet eine Entfernungsbestimmung. Dafür sendet die Messanlage kurze Lichtpulse mit einer zeitlichen Länge von etwa 15 ns (0,000000015 s) aus. Trifft ein solcher Lichtblitz auf eine Fahrzeugfront kommt es zu einer Reflexion. Je nach Struktur werden Teile des Lichtes zurück zum Messgerät reflektiert.
Die Messanlage stoppt die Zeit zwischen dem Aussenden des Lichtpulses und dem Empfang der Reflexion. Über die Lichtgeschwindigkeit wird die Entfernung des Reflektors berechnet.
Die Position des Reflektors wird bestimmt, indem die Messanlage zeitgleich die Richtung der Primärmessung berücksichtigt. Damit ist der Ort des Reflektors als Koordinate dem System bekannt.
Diese Primärmessung wird in einem Winkelsektor von 45° sequentiell 158 mal wiederholt. Die Winkelauflösung beträgt 0,28°.
Über diese schwenkende Primärmessung erfasst die Anlage quasi den Sichthorizont. Dieser Scan wird 100 mal je Sekunde durchgeführt. Damit erfasst die Messanlage die zeitliche Veränderung des Sichthorizontes fortlaufend.
Die Messanlage bildet aus dem Sichthorizont Gruppen bzw. Objekte. Diese Objekte werden in einer Liste gespeichert.
Mit dem zeitlich nachfolgend erfassten Sichthorizont (Scan) erfolgt die identische Auswertung. Ergänzt wird hier, dass geprüft wird, welche der Datenpunkte und Gruppen einem bereits gelisteten Objekt zugeordnet werden können. Hierfür kommen verschiedene Kontrollen und Vorhersagemodelle zum Einsatz. Auf diese soll hier zur Übersicht nicht weiter eingegangen werden.
Jedes gelistete Objekt wird mit jedem Scan mit weiteren Datenpunkten ergänzt. Aus diesem Datenbestand aus Ort und Zeit wird die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung berechnet. Für den nächsten Scan steht dann für jedes Objekt eine Erwartungsposition zur Verfügung. Anhand dieser wird die Zuordnung der Daten präzisiert. Je länger das Objekt von der Messanlage erfasst, verfolgt oder beobachtet wird, desto präziser wird das messtechnische Modell und damit die konkrete Messung.
Die Ersterfassung erfolgt bis 75 m vor der Messanlage. Die Messwertbildung erfolgt innerhalb eines Bereiches von 50 – 20 m vor der Messanlage.
Bewegt sich ein Objekt zu schnell, soll ein Beweisfoto gefertigt werden. Dafür ist die Messanlage mit zwei Kameras ausgerüstet. Diese sind zu einander parallel und mittig des Abtastsektors ausgerichtet. Die Ausrichtung der Kameras ist bekannt und unveränderlich.
Anhand der Modelle wird einen Fototermin berechnet und eine der beiden Kameras ausgewählt.
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5. Beweisbilder / Falldatei
Zur behördlichen Verfolgung im Rahmen einer Ordnungswidrigkeit ist das Fahrzeug sowie der / die Fahrzeugführer(in) festzustellen. Zu diesem Zweck fertigt die Messanlage Beweisbilder.
Im Beweisfoto wird derart ausgelöst, dass die Front des erfassten Objektes möglichst mittig im Bild dokumentiert wird.
Da die Messanlage über zwei digitale Kameras mit mechanisch fixierter Ausrichtung verfügt, entscheidet die Messanlage anhand der modellbasierten vorbestimmten Fotoposition über den Einsatz der einen oder anderen Kamera. Aufgrund der fixen Kameraausrichtung und der bekannten Ausrichtung der Gesamtanlage ist es möglich, diese avisierte Fotoposition in das perspektivische Beweisfoto einzublenden. Die erwartete Fotoposition des jeweiligen Messobjektes entspricht damit dem eingeblendeten Kontrollrahmen. Gemäß der Gebrauchsanweisung handelt es sich bei diesem Viereck um ein perspektiv-richtig in das Foto eingeblendetes Rechteck im Bereich der jeweiligen Fahrzeugfront. Dessen Breite soll der des mathematischen Modells des erfassten Fahrzeugs entsprechen.
Die Einblendung eines Kontrollrahmens in eine perspektivische Bilddarstellung ist dabei nicht trivial. Die Problematik besteht darin, dass die Messanlage lediglich eine zweidimensionale Flächenansicht der Fahrzeugbewegungen erfasst. Die Positionierung eines Kontrollrahmens an der Front eines Fahrzeuges ist jedoch ein dreidimensionaler Vorgang in einem zweidimensionalen Bild.
Faktisch wird nach Angaben des Herstellers die vom Messpersonal gemessene und einzugebende Höhenlage verarbeitet, um unter Ansatz einer sachgerechten flächenparallelen Ausrichtung des LIDAR den Kontrollrahmen korrekt darzustellen. Dabei wird allerdings der Rahmen zur besseren Visualisierung um 15-20% in den Boden geschoben.
Zusätzlich wird ein „Skalenstrich“ in das Foto eingeblendet. Dieser Strich soll ebenfalls in der Fotoperspektive korrekt mit einer realen Länge von 50 cm an der Fahrzeugfront eingeblendet sein. Über einen visuellen Vergleich mit der Breite der Kennzeichentafel des Fahrzeuges soll eine überschlägige Kontrolle der konkreten Messung möglich sein. Zudem markiert dieser die mittlere Ebene des LIDAR in der Vertikalen.
Bildstrecke
zur Falldatei
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6. Verwertungskriterien für die amtliche Nachbearbeitung
Die Zuordnung wird augenscheinlich durch eine Kontrolle des Beweisfotos ohne weitere Prüfung der tatsächlichen Voraussetzungen bei den Bußgeldstellen wie folgt vorgenommen:
Im Kontrollrahmen dürfen keine Teile eines weiteren Fahrzeugs abgebildet sein.
Die Unterkante des Rahmens muss unterhalb eines Vorder- bzw. Hinterrades bei einer Front- bzw. Heckmessung abgebildet sein.
Im Rahmen muss entweder ein Rad abgebildet sein oder das amtliche Kennzeichen bzw. Teile davon. Er kann auch beides enthalten.
Unter diesen Bedingungen soll die Messung einem Fahrzeug eindeutig zuzuordnen sein. Voraussetzung für diese vereinfachte Auswertung ist eine Aufstellung und Bedienung nach der gültigen Gebrauchsanweisung.
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7. Zulassung und Konformitätsbewertung
Die Messanlage der Firma Vitronic von Typ PoliScan Speed dient der Messung von Geschwindigkeiten von Fahrzeugen im Straßenverkehr und verfügt dafür über eine innerstaatliche Bauartzulassung der Physikalisch Technischen Bundesanstalt PTB in Braunschweig unter dem Zulassungszeichen 18.11 / 10.02 (M1 HP) bzw. 18.11-06.01 (M1).
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8. Eichung und Verkehrsfehlergrenzen
Für amtliche Messungen ist eine gültige Eichung die Voraussetzung. Eine gültige Eichung beinhaltet, dass nach einem zugelassenen Eichverfahren eine korrekt funktionierende Messanlage festgestellt wurde und alle danach erneuerten Sicherungsaufkleber an der gegenständlichen Messanlage unversehrt und vorhanden sind. Die Eichgültigkeit beträgt 1 Jahr und endet mit Ablauf des dem Jahr der Eichung folgenden Jahres.
Gemäß Eichung hat die Messanlage den Eichanforderungen EA 18.11 zu entsprechen. Somit betragen die Verkehrsfehlergrenzen nach der Eichordnung im Messbetrieb bei Geschwindigkeiten bis 100 km/h ±3 km/h und bei darüber liegenden Messwerten ±3 % vom Geschwindigkeitsmesswert.
