Der Kartenspezialist hat ein neues Verfahren entwickelt, mit dem Crowdsourcing-Daten zu Straßen KI-basiert verarbeitet werden. Durch die Automatisierung verspricht das Unternehmen aktuelle, vollständige und genaue Daten zu Straßen, die unter anderem für das teilautonome Fahren genutzt werden.
Quelle: TomTom

TomTom, Spezialist für Kartierungs- und Geolokalisierungstechnologie, bietet nun eine sogenannte immersive 3D-Spurgeometrie innerhalb seiner TomTom Orbis Maps an. Die Erweiterung der Fahrspurgeometriedaten basiert auf KI-gestützten Aktualisierungen. Sie liefern nach Angaben des Unternehmens eine Fahrspurgenauigkeit im Zentimeterbereich sowie kontinuierliche Aktualisierungen. Das Unternehmen nutzt dabei auch innovative KI-basierte Bildverarbeitungsmodelle (=Fundamental Vision Models), die unter anderem Crowdsourcing-Daten aus Serienfahrzeugen, Dashcams, Luft- und Satellitenbilder sowie Lidar-Messungen verarbeitet. Das Ergebnis ist eine 3D-Karte, die nach Angaben des Unternehmens aktuell, flächendeckend, genau und kostengünstig ist.

Die meisten Fahrzeuge, die heute auf den Markt kommen, sind mit fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) ausgestattet, die Karteninformationen auf Fahrspurniveau benötigen. Die Zahl der automatisierten Fahrfunktionen auf L2-Niveau und darüber hinaus nimmt weiter zu. Damit steigt auch die Nachfrage nach neuen Karten mit Informationen auf Fahrspurniveau für alle Straßen. Die Verfügbarkeit solcher Karten wird jedoch durch die hohen Kosten und die erforderlichen Ressourcen für ihre Erstellung eingeschränkt.

TomTom Orbis Maps bildet jede Fahrspur und jede Fahrbahnmarkierung präzise ab und kombiniert 3D-Verkehrsschilder und andere wichtige Objekte mit Geschwindigkeitsdaten und Fahrverhaltensmustern von Millionen von Fahrzeugen. So können Automobilhersteller ihre Ziele im Bereich automatisiertes Fahren mit Hilfe von Orbis Maps schneller erreichen. TomTom Orbis Maps erleichtert außerdem die Navigation in komplexen städtischen Umgebungen, indem schwierige Situationen besser vorhergesagt werden können wie zum Beispiel an belebten Kreuzungen, komplexen Auf- und Abfahrten auf Schnellstraßen und Autobahnen oder bei der Interaktion mit besonders gefährdeten Verkehrsteilnehmern.

Die Automatisierung des Verfahrens soll auch für andere Branchen Vorteile bringen. So kann die Logistik auf der letzten Meile deutlich verbessert werden, indem Transportunternehmen ihre Abhol- und Zustellprozesse optimieren. Stadtplaner könnten, so TomTom, beispielsweise die höhere Granularität der Kartendaten nutzen und damit fundiertere Entscheidungen über das Verkehrsmanagement auf Fahrspurebene, die Planung von Radwegen und öffentlichen Verkehrsmitteln sowie die Optimierung von Parkplätzen zu treffen.

„Unsere Verbesserungen an TomTom Orbis Maps markieren einen entscheidenden und transformativen Schritt in der Kartentechnologie“, sagt Mike Schoofs, Chief Revenue Officer von TomTom. „Mit seiner unübertroffenen Abdeckung und der präzisen, immersiven 3D-Spurgeometrie ist Orbis Maps eine kosteneffiziente Lösung für Unternehmen. Diese Innovationen werden nicht nur die Entwicklung des automatisierten Fahrens beschleunigen, sondern auch Stadtplanern, Behörden und Regierungen die Informationen an die Hand geben, die sie benötigen, um Städte intelligenter und effizienter zu gestalten.“

www.tomtom.com

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Das Mobile-Mapping-System soll in Zukunft eine Datengrundlage für die Planung energetischer Sanierungen liefern. Das Systems erfasst Gebäude von einem Fahrzeug aus. Anhand der Daten können Kommunen oder große Bauträger abschätzen, wo energetische Sanierungen besonders dringend sind und wie aufwändig die Sanierung sein wird. »Wir brauchen mehr Tempo bei der Gebäudesanierung«, meint Prof. Dr. Alexander Reiterer, Leiter der Abteilung Objekt- und Formerfassung am Fraunhofer IPM. »Unser mobiles Messsystem wird erstmals eine wirklich umfassende Datenbasis für energetische Sanierungen liefern. Damit wird sich die Planungsphase bei der Gebäudesanierung deutlich verkürzen.«

Kernelement ist ein multispektraler LiDAR-Sensor, der neben der Geometrie auch die thermischen Eigenschaften von Fenstern und Fassaden misst. Der Sensor nutzt zwei Laser unterschiedlicher Wellenlänge, um die Isolationseigenschaften von Fenstern zu bestimmen. Die optischen Eigenschaften von Fenstern sind stark wellenlängenabhängig. Das Verhältnis der rückgestreuten Signale sollte eine eindeutige Aussage zur Qualität der Fenster erlauben: Beschichtungstyp, Anzahl der Glasscheiben, etc. Ergänzend sollen konventionelle Wärmebildkameras zum Einsatz kommen. Endergebnis der Messung ist eine geometrische 3D-Punktwolke, angereichert mit Parametern zu den thermischen Eigenschaften von Fenstern und Dämmung. Diese multi-dimensionalen Daten sind räumlich und zeitlich referenziert und können in Geoinformationssysteme einfließen.

www.ipm.fraunhofer.de

Schlecht isolierende Fenster und ungedämmte Fassaden lassen Wärmeenergie verpuffen: Ein mit LiDAR-Sensor und Wärmebildkamera ausgerüstetes Messfahrzeug soll in Zukunft Messdaten zur Energieeffizienz von Gebäuden liefern – und damit eine solide Planungsgrundlage für die energetische Sanierung.
Fraunhofer IPM

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Es ist eine Frage der Sichtweise: Besteht ein Entwurfsmodell für eine Straße aus der Summe einzelner Geometrie-Objekte, wie Gradienten, Achsen, Profilen und Stationsdaten? Oder wird aus dem Objekt Straße, das das Bauwerk einer Straße repräsentiert, abgeleitet, welche einzelnen Bauteile sie insgesamt enthalten muss? Die Frage mag akademisch klingen, sie ist aber nicht unbedeutend für das Gesamtkonzept der neuen Version 10 von card_1, der bekannten Software für die Straßenentwurfsplanung von IB&T. Mit ihr hat der Hersteller alle wichtigen Methoden in der Infrastrukturplanung von Grund auf neu definiert. Das betrifft vor allem das Innerste der Software, nämlich die Modellierung des Baukörpers.

Der Strukturbaum listet die Fachobjekte übersichtlich auf. Quelle: IB&T Software GmbH

Mit dem neuen Straßenentwurf der neuen Generation von card_1 gibt es erstmals ein Objekt mit dem Namen Straße als übergeordnetes, in der Hierarchie an oberster Stelle stehendes fachliches Datenobjekt. In ihm sind alle Informationen einer geplanten Straße zusammenhängend und strukturiert untergeordnet. Die Struktur besteht aus Objekten verschiedener Typen, die das Bauwerk einer Straße vom Großen ins Kleine hierarchisch aufteilen. „So entsteht ein hochwertiges, schön strukturiertes Projektmodell“, sagt Harry Basedow, Gründer von IB&T, der die Geschäftsführung inzwischen abgegeben hat, aber weiterhin als Berater involviert ist, schließlich hat er die Weichen für den neuen Entwurfsansatz gestellt.

Ziel war es, die Entwurfs- und Bearbeitungsprozesse zu vereinfachen und zu beschleunigen. Darüber hinaus sind Fachobjekte die Grundlage für weitere card_1-Lösungen, etwa die Neue Bestandsmodellierung oder den Neuen Bahnentwurf.

Die Fachobjekte hielten bereits in der Version 8.4 von card_1 als neue Datenart und darauf basierend ein neues Modellierungsprinzip Einzug, allerdings noch weitestgehend unbemerkt, was ihren revolutionären Charakter angeht. Zuerst wurden sie verwendet für Kanalobjekte und für Spezialanwendungen, wie etwa bei der Engstellenverwaltung der Hamburger Hafenbahn. Seit Version 10 sind sie die Grundlage des Neuen Straßenentwurfs. „Die neue Datenart Fachobjekte erlaubt es uns, ein geplantes Bauwerk, den Bestand und die Prozesse dafür völlig anders im card_1-Projekt abzubilden“, so Basedow. Zum einen seien viel mehr Informationen enthalten, diese seien besser strukturiert und übersichtlicher sowie eindeutig in ihrer Bedeutung und daher für das Programm automatisch nutzbar.

Hierarchische Ordnung

Fachobjekte sind in card_1 nicht nur eine neue Datenart. In Wirklichkeit sind es viele Datenarten und es werden in Zukunft noch mehr. Zurzeit gibt es über 200 Fachobjekttypen. Mit ihnen können Nutzer:innen ein geplantes Bauwerk in große und kleine fachliche Einheiten aufteilen und benennen. Alle Fachobjekte hängen zusammen in einer hierarchischen Struktur. Damit ist jedes Fachobjekt Teil eines übergeordneten Objekts.
card_1 nutzt die Fachobjekte für verschiedene Aufgaben. Dazu gehören Definitionen in den neuen Entwurfssystemen für die Generierung der Ergebnisse, Anforderungen und Vorgaben in den neuen Entwurfssystemen, automatische Auswertungen und Prüfungen, Import- und Exportvorgänge oder Elemente des Bauwerke-Systems.

„Obwohl diese Kategorien sehr unterschiedlich erscheinen, so bauen alle dafür verwendeten Typen von Fachobjekten auf einem einheitlichen Grundsystem auf. Dies vereinfacht nicht nur die Entwicklung, sondern bietet dem Anwender einheitliche Arbeitsweisen und Darstellungen“, so Basedow.

Neben Werten, Texten und Referenzen gehören beliebig viele Raumkörper, Polygone und andere Geometriedaten dazu. Anders als herkömmliche Datenarten kann ein Fachobjekt diverse andere spezielle Eigenschaften anbieten. Dazu zählen beispielsweise Dialoge, Bearbeitungsfunktionen und Algorithmen zum Erzeugen von Ergebnissen.
Die Fachobjekte können miteinander kommunizieren, etwa beim Generieren des Trassenkörpers im Neuen Straßenentwurf. In einem iterativen Prozess erzeugen viele Fachobjekte diverser verschiedener Typen gemeinsam ein großes komplexes Ergebnis, das ebenfalls aus vielen Fachobjekten besteht.

Neue Arbeitsweise

Für Anwender:innen heißt dies, dass damit eine neue Arbeitsweise einhergeht. Bisher wurden Funktionen für die Bearbeitung einer speziellen Datenart gewählt, nun wird ein Fachobjekt ausgewählt, das dann selbst die passenden Bearbeitungsfunktionen anbietet.
Von dem neuen Paradigma der Fachobjekte verspricht sich IB&T Verbesserungen des Planungsprozesses. „Das Projektmodell, welches das zu bauende Bauwerk oder den Bestand abbildet, ist viel hochwertiger als es bisher möglich war“, so Basedow. Dies ist nicht nur für BIM, sondern insbesondere für den eigentlichen Planungs- bzw. Bearbeitungsprozess wichtig.

Ebenso werden automatisierte Entscheidungen möglich. Dazu sollte im Planungsprozess ein detailliertes Bestandsmodell mit im System gut abgebildeten Anforderungen, wie Vorgaben und Regelwerken, sowie einem hochinformativen Planungsmodell auf programmierte Fachkompetenz treffen. Dies bezeichnet IB&T als smart infra-modeling technology. Die Fachobjekte sind dafür das tägliche Werkzeug.

www.card-1.com

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Schon seit rund 350 Jahren ist die heutige Merck KGaA in Darmstadt ansässig und gerade in den vergangenen Jahren verändert sich auf dem historischen Industriestandort vieles: Rund eine Milliarde Euro investiert Merck zwischen 2015 und 2020 unter anderem in neue Produktionsgebäude und eine zeitgemäße Infrastruktur auf dem rund 1,5 Quadratkilometer großen Werksgelände. Um Fahrzeugen und Fußgängern die sichere Orientierung auf dieser komplexen, sich ständig wandelnden Anlage zu erleichtern, plante das Unternehmen eine geräteübergreifend nutzbare Navigationslösung zu entwickeln. „Dabei ging es nicht einfach nur darum, den schnellsten Weg von A nach B zu finden“, erläutert Kim Wolter vom Ingenieurbüro Dhom aus Budenheim, der das Entwicklungsprojekt leitete. Die Lösung deckt auch sicherheitsgerichtete Anforderungen für das Betriebsgelände ab, sowohl bei der Fahrzeug-, als auch der Fußgängernavigation. In enger Verzahnung mit dem Softwarehersteller COS-Systemhaus aus Ettlingen und dem Ingenieurbüro Dhom wurde für die Merck-Konzernzentrale in Darmstadt die Lösung mit dem Namen LocateM geschaffen. Seit Anfang Oktober lotst sie Kunden, Mitarbeiter oder auch Fremdfirmen mithilfe von Androidoder iOS-basierten Geräten durch das Werksgelände.

Die Navigationslösung läuft auf allen marktüblichen mobilen Geräten, auf Desktop und Laptop sowie den Auskunftsterminals im Unternehmen. Foto: COS Geoinformatik & Systemhaus

„Ziele suchen, sichere Wege identifizieren, kurze Wegstrecken trotz Baustellen finden. Auf unserem Werksgelände kann das schon mal schwierig sein. Da spreche ich aus Erfahrung. LocateM hilft uns, egal ob wir als Mitarbeiter, externer Partner oder Vertragsfirmenmitarbeiter unterwegs sind, sicher und schnell von A nach B zu kommen,“ berichtet Matthias Bürk, Standortleiter bei Merck in Darmstadt.

Die App enthält Zielnavigation, Positionsanzeige per GNSS, Gebäudesuche (über Bezeichnung, POI oder Karte) sowie eine Umkreissuche, über die der Anwender beispielsweise das nächstgelegene Mitarbeiterrestaurant finden kann. Aber die Datenbasis geht weit über diese aus der kommerziellen Navigationsanwendungen bekannten Inhalte hinaus. Denn das Pflichtenheft von Merck forderte explizit auch nutzungs- und speziell auch sicherheitsrelevante Informationen und die Unterstützung wichtiger interner Prozesse: „Im vergangenen Jahr hat Merck zusammen mit einem Verkehrsplaner ein neues Verkehrskonzept erstellt, um die Sicherheit weiter zu erhöhen“, berichtet Wolter. Betriebsbereiche mit besonderem Gefährdungspotential etwa wurden in der Folge noch deutlicher markiert und dürfen nur von dort arbeitenden Personen betreten werden. Überdies wurden Gefahrenzonen (Fußgängerfurten, Tür-/ Torbereiche, schlecht einsehbare Wege usw.) durch farbliche Markierungen auf der Straße hervorgehoben. Vor dem Betreten bestimmter Gebäude ist es unter Umständen notwendig, zunächst einen Verantwortlichen in einer sogenannten Meldestelle aufzusuchen. Eine weitere Besonderheit sind die über 30 Betriebsflächen im Werk, die laut Pflichtenheft beim Routing weitestgehend vermieden werden müssen. „Auch Themen wie Abfallentsorgung, Barrierefreiheit sowie – ganz wichtig – die aktuelle Baustellensituation waren zu berücksichtigen“, ergänzt Projektleiter Wolter. Eine weitere Forderung des Pflichtenhefts war die Erstellung einer englischen Version für internationale Besucher und Mitarbeiter.

Daten aus dem GIS

Grundlage für die Karten- und Satellitendarstellung waren die raumbezogene Daten, die bei Merck seit Jahren im GIS „COSVega“ erfasst werden. Die Anwendung von COS besteht aus den themenbezogenen Fachschalen, mobilen Datenzugängen und Erfassungsmodulen, Dokumentenverwaltung und der Web-Auskunft. Das GIS wird kontinuierlich ausgebaut und umfasst sämtliche erdgebundenen Infrastrukturen, alle Oberflächen (Grünflächenkataster, Straßen und sonstige versiegelte Flächen, Gebäudeverwaltung) sowie weitere Infrastrukturen wie Baumkataster und Gleisanlagen. Aktuell sind 41 unterschiedliche Themenbereiche in COSVega abgebildet und werden zentral in einer Oracle-Datenbank zusammengeführt.

Rund 400 PoIs sind in der Anwendung erfasst und über entsprechende Kategorien schnell auffindbar. Das Routing berücksichtigt auch spezielle Sicherheitsvorgaben, wie das Aufsuchen einer Meldestelle vor dem Betreten bestimmter Gebäude, sowie die Baustellensituation. Foto: LocateM

Armin Canzler, Mitinhaber von COS, erläutert: „Die Anforderungen an ein GIS in einem international tätigen Wissenschafts- und Technologieunternehmen wie Merck unterscheiden sich grundlegend von entsprechenden kommunalen Anwendungen.“ Dabei verweist er auf die hohe Komplexität der abgebildeten Infrastruktur und die hohe Dynamik, mit der sich die Datengrundlagen, etwa durch Bautätigkeiten oder neue Vorschriften, ändern. Entsprechend hoch sei die Aktualität und Qualität der Daten und Funktionen. „COSVega ist äußerst flexibel und kann an die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen angepasst werden. Dabei ist die grundlegende Architektur und Funktionsweise der Fachschalen und der Web-Auskunft immer gleich, was zu einer hohen Akzeptanz der Anwender führt“, so Canzler. Die Entwicklung der Navigationslösung LocateM erfolgte dementsprechend auf Basis der Web-Anwendung COSVegaExpress.

Mit der Fachschale werden die Daten des Knoten-Kanten- Models gepflegt. Der Nutzer spricht die Anwendung über eine URL an, das eigentliche Routing wird auf dem Server ausgeführt. Die Apps sind lediglich ein Container: Sie übergeben noch einige Parameter und stellen ansonsten die Verbindung zum Server her. In dieser Architektur wird zudem kein Kartenmaterial auf dem Endgerät abgelegt. „Bei den hohen Aktualisierungsintervallen wäre das auch nicht sinnvoll“, erläutert Wolter.

Knoten-Kanten-Modell

Für die Routenberechnung wurden zwei Knoten-Kanten-Modelle – für Fußgänger und Pkw generiert. Dies war notwendig, um eine effiziente Navigation zu ermöglichen. Daher mussten beispielsweise auch alle Gebäudeeingänge in der Datenmodellierung abgebildet werden. „Eine Herausforderung, denn hier existierte bisher kein einheitlicher Datenbestand, der die Anforderungen an ein Navigationssystem erfüllte”, beschreibt Wolter. Die verschiedenen Gebäude im Werk – 533 Gebäude werden bei der Navigation berücksichtigt – haben mehrere Eingänge mit unterschiedlichen Eigenschaften. Zudem ist zum Beispiel nicht jeder Eingang barrierefrei, oder es ist nicht möglich, einen bestimmten Punkt über jeden Eingang eines Gebäudes zu erreichen. Auch kann es vorkommen, dass ein Gebäudeeingang innerhalb einer (gesperrten) Betriebsfläche liegt, ein anderer Eingang desselben Gebäudes aber frei zugänglich ist. Nicht zuletzt kann es vorkommen, dass ein Gebäude durch den Eingang eines anderen Gebäudes zu erreichen ist. Alle diese Sachverhalte werden in LocateM berücksichtigt.

Zunächst wurde dazu ein Ortsvergleich aller Eingänge durchgeführt. „Hierzu wurde von COS eigens eine mobile Anwendung entwickelt, mit der die notwendigen Daten, sowie die Lage erhoben und dokumentiert werden können“, berichtet Wolter. Das Ergebnis war ein zentraler Datenbestand mit allen Gebäudeeingängen, den erreichbaren Zielen und definierten Haupteingängen eines Gebäudes. In der späteren Anwendung dienen die Daten als „Adressen“. Für die Pkw-Navigation wurden entsprechende Anfahrtspunkte definiert. Zudem können Querverweise hinterlegt werden – etwa, um neben möglichen Eingängen auch Meldestellen anzuzeigen.

Diese Navigations-Punkte können einen einfachen („Ich befinde mich in Gebäude A“) oder spezifischen Gebäudebezug („Ich befinde mich im Gebäude A und bin ausschließlich über die Eingänge 1 und 3 zu erreichen“) besitzen, oder ganz ohne Gebäudebezug (Mitfahrerparkplatz) existieren. Zusätzlich kann in der Anwendung ein eigenes grafisches Objekt für den PoI gesetzt werden, an dem der Punkt später in LocateM erscheint. Die PoIs können zusätzlich in Typen und die Typen in Kategorien zusammengefasst werden. Aktuell gibt es knapp 400 PoIs. Für Heiko Keifenheim, den leitenden Entwickler von COS, ist speziell auch der Komfort für die Nutzer wichtig: „Von all der Komplexität im Hintergrund sollen die Anwender nichts mitbekommen. Im Gegenteil, unser Ziel war es, dem Anwender eine schnelle, schlanke und intuitive Oberfläche an die Hand zu geben. Die ersten Rückmeldungen zeigen zu unserer Freude, dass wir dieses Ziel erreicht haben.“

Kanten und Baustellen

Foto: Merck KGaA

Die Kanten der beiden Netze (Gehwege und Fahrwege) können in jeweils vier Klassen gewichtet werden: Haupt-, Neben-, Zuwege, sowie Wege innerhalb von Betriebsflächen. Je höher das Gewicht einer Kante umso länger bleibt der Algorithmus zur Routenberechnung auf der Kante. Im Zuge der Verkehrsplanung wurde auch festgelegt, dass Besucher sich möglichst lange außerhalb des Werkgeländes bewegen sollen, da dies der sicherste Weg ist. „Mit der Möglichkeit der Gewichtung, war dies ohne weiteres möglich“, berichtet Kim Wolter. Zusätzlich können alle Kanten gerichtet werden, erhalten also eine vorgegebene Fahrtrichtung. Außerdem lassen sich verschiedene Zustände (zum Beispiel „gesperrt“) zuweisen, die ebenfalls beim Routing berücksichtigt werden.

Ein weiterer Meilenstein war die Integration der Baustellendokumentation, die seit einiger Zeit bei Merck existiert und sowohl aktuelle als auch geplante und abgeschlossene Baustellen dokumentiert. Recht schnell stellte sich im Projekt heraus, dass ein automatisiertes „Verschneiden“ der Baustellen auf das Knoten-Kanten- Modell der Navigation nicht zielführend war, da das Knoten-Kanten- Modell ein räumlich abstraktes Abbild der Wegeführung und auch die Baustellen vereinfacht darstellt. Es bedurfte daher der Pflege durch einen Fachschalenanwender. Auch die Angaben zur Verkehrsbehinderung mussten verfeinert werden.

Anpassungen im Projekt

Nach den ersten Gesprächen im Frühjahr 2016 dauerte es knapp 12 Monate, bis LocateM in einer Beta-Version verfügbar war. In den vergangenen Monaten wurden neben der eigentlichen Anwendung auch die Abläufe der Datenpflege und Aktualisierung geprüft und, wo nötig, angepasst. „Beispielsweise haben die ersten Praxistests ergeben, dass es sinnvoll ist das Kartenbild während der Navigation in Laufrichtung des Anwenders auszurichten“, erinnert sich Projektleiter Wolter.

Seit kurzem läuft LocateM erfolgreich im Live-Betrieb, wie Projektleiter Wolter berichtet.

www.dhom.de
www.locatem.merck.de
www.cosgeo.de

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Bild: Here

Das neue Zeitalter der Navigationsdaten hat begonnen. Auf der Elektronikmesse CES in Las Vegas stellte der Kartenspezialist HERE seine Cloud-basierte Anwendung für die Erstellung von Navigationsdaten für das autonome Fahren vor. Mit der sogenannten HD Live Map werden Karteninhalte von den Fahrzeugen selbst generiert, in der Cloud verarbeitet und dann via Mobilfunk direkt wieder an die Fahrzeuge zurückgespielt. So soll eine Darstellung der Straßenumgebung entstehen, bei der selbst Fahrbahnverengungen oder aktuelle Geschwindigkeitsbegrenzungen in den Navigationsdaten enthalten sind. Fahrbahnen werden zudem spurliniengetreu erfasst, um so die Navigationsdaten für das autonome Fahren vorzubereiten. HD Live Map ist bereits in Nordamerika und Westeuropa verfügbar. HERE geht davon aus, dass erste Oberklassenmodelle ab 2017 das vernetzte System nutzen, um die Fahrerassistenzsysteme zu unterstützen.

Kacheln und Big Data

Die schnelle Aktualisierung ist möglich, da HERE die Navigationsdaten in viele kleine Stücke, die sogenannten Kacheln (englisch: Tile) aufteilt und bei der Aktualisierung jeweils nur die Bestandteile austauscht, die sich auch geändert haben. Neben diesem in der Geoinformatik schon seit langem bekannten Verfahren integriert HERE Sensordaten, die noch im Fahrzeug aggregiert und verarbeitet werden, um den Datenverkehr möglichst schlank zu halten. Die HD Live Map besteht aus unterschiedlichen Datenschichten, die zum einen Daten von langfristiger Relevanz enthalten – gemeint sind in diesem Zusammenhang tages- oder stundenaktuelle Daten, etwa, wenn eine Autobahnbaustelle eine Fahrspur blockiert. Zum anderen werden kurzfristig relevante Informationen zu Straßenbauarbeiten, Verkehr und Unfällen, sowie Analysedaten wie Geschwindigkeitsprofile vorgehalten. Diese Daten sollen nach erstmaligem Erfassen durch ein Fahrzeug innerhalb von einer Minute bei anderen betroffenen Fahrzeuge aktualisiert werden – vorausgesetzt, der Mobilfunkempfang ist gegeben. Weiterhin werden Daten über das Fahrverhalten beziehungsweise typische Fahrgewohnheiten erfasst und ausgewertet. Gibt es beispielsweise gehäuft durchdrehende Räder an bestimmten Stellen, meldet das HERE- System Gefahr von Fahrbahnglätte. In ähnlicher Weise würde sich die Karte auch aktualisieren, wenn die Fahrzeugsensoren eine aktuelle Fahrspursperrung entdecken. Andere Fahrzeuge könnten sich dadurch bereits frühzeitig auf einen Spurwechsel einstellen oder bei starkem Verkehrsaufkommen sogar ihre Route ändern. Ebenso werden Verkehrsflussinformationen, Echtzeitinformationen über Vorfälle und Daten über Geschwindigkeitsprofile von vernetzten Fahrzeugen und anderen Geräten wie Smartphones und PNDs (Personal Navigation Devices) übertragen. Dabei sei die Datenanonymisierung immer gewährleistet.

7.10 Straßendatenerfassung

CycloMedia Deutschland GmbH

CycloMedia ist der innovative Technologieführer mit mehr als 30 Jahren
Erfahrung in der Erstellung von Umgebungsaufnahmen mit GIS-Genauigkeit.
Unsere georeferenzierten Panoramen (Cycloramas) ermöglichen das Messen,
Analysieren und Planen im öffentlichen Raum direkt vom Arbeitsplatz aus – das
reduziert die Anzahl der Außentermine deutlich. Unsere Produktpalette reicht
von GIS-Integrationen über Objektinventarisierung bis hin zu Schulungen.

eagle eye technologies GmbH

eagle eye technologies ist ein zuverlässiger Partner im Bereich der mobilen Straßenbestands- und Zustandsdatenerfassung, des systematischen Erhaltungsmanagements und der doppischen Vermögensbewertung. Mit unserem prämierten mobilen System zur Erfassung von Bild- und Laserscandaten und der Vielzahl an Dienstleistungen rund um das Thema Straße, haben Sie mit uns einen starken Partner an Ihrer Seite.

Topcon Deutschland Positioning GmbH

Topcon Deutschland Positioning ist der deutsche Sitz der börsennotierten Topcon
Corporation – weltweit führend in der Herstellung von optischen und elektronischen
Instrumenten für die Medizin, Vermessung und Bauwirtschaft. Topcon
entwickelt und produziert innovative Positionierungslösungen und bietet ein
ganzheitliches Produktportfolio an GNSS-Systemen, Lasern, Produkten für die
optische Vermessung und Maschinensteuerung, sowie Anwendungssoftware an.

Zoller + Fröhlich GmbH

Zoller + Fröhlich ist Hersteller von 2D und 3D Lasermesssystemen, dem dazugehörigen Zubehör, sowie von Software zur Verarbeitung der Messdaten. Mit Z+F LaserControl® Scout und dem 3D Laserscanner Z+F IMAGER® 5010X hat Zoller + Fröhlich einen komplett neuen Workflow geschaffen, der mittels integrierter Sensoren und GPS die automatische und targetlose Registrierung in Innen- und Außenbereichen ermöglicht.

An Daten-Input jedenfalls wird es nicht mangeln: Bis zum Jahr 2020 erwarten Analysten jährlich rund 33 Millionen neue vernetzungsfähige Fahrzeuge, die ihre Daten – pro Jahr kalkuliert man mit 163 Millionen Terrabytes – über ihre fahrzeugeigenen Kameras und Sensoren erfassen. In Zukunft soll die HD Live Map eine noch größere Anzahl an Daten über die HERE Plattform nutzen. Vor allem soll die Sensorintegration in den Fahrzeugen vertieft werden – nicht nur bei den Muttergesellschaften von HERE, Audi, BMW und Mercedes-Benz. Zu Testzwecken hat das Unternehmen nach eigenen Angaben bereits mehr als zehn Unternehmen aus der Automobilindustrie Teile oder das volle Leistungsspektrum der HD Live Map zur Verfügung gestellt. Wie Vizepräsident Aaron Dannenbring kürzlich in einem Handelsblatt-Interview mitteilte, sei nämlich kein Autohersteller groß genaug ist, um alleine die benötigten Daten für die Echtzeitkarte zu sammeln.

Verlässliche Standards

Voraussetzung für einen fruchtbaren kooperativen Ansatz ist eine einheitliche Schnittstellenspezifikation für die Sensordatenintegration aller Automobilhersteller. HERE hat eine Initiative zur Festlegung eines solchen Standards gegründet. „Über eine einheitliche Schnittstelle können wir diese Daten schneller und besser zu wertvollen Informationen verarbeiten. Das verhindert Unfälle auf den Straßen und reduziert die Zeit, die wir in Staus vergeuden. Außerdem bringt eine solche Standardisierung die Industrie dem Ziel des autonomen Fahrens ein ganzes Stück näher“, sagt Dietmar Rabel, Director Automated Driving bei HERE.

HERE stellt seine Schnittstellen-Spezifikation für sensorbasierte Daten daher durch eine Creative Commons Lizenz zur freien Verfügung. Bisher nutzt HERE wie auch der Wettbewerber TomTom eine Flotte an Fahrzeugen, die speziell für die Erfassung von Straßengeometrien entwickelt wurden. Diese Flotte soll weiterhin Bestand haben und den Grundstock für die Navigationsdaten liefern. Die Here-Idee ist es, die via Sensorintegration erzeugten Daten in einem einheitlichen Datenmodell vorzuhalten und damit keinen weiteren, unabhängigen Datensatz zu erstellen. Demnach werden die HD-Daten sukzessive eingebunden. Zunächst stehen die Fernverkehrsstraßen im Vordergrund, in Zukunft sollen aber auch urbane Gebiete berücksichtigt werden.

maps.here.com

NHTSA: Computer kann Fahrer sein

Nach Einschätzung der US Verkehrssicherheitsbehörde NHTSA können Computer grundsätzlich als Fahrer selbstfahrender Fahrzeuge anerkannt werden. Hintergrund ist die Anfrage eines leitenden Ingenieurs des Google-Konzerns, Chris Urmson, der im November 2015 um Genehmigung bat, Fahrzeuge ohne Lenkrad, Pedale und Spiegel verkaufen zu dürfen. Laut Google seien in einem mit künstlicher Intelligenz gesteuerten Fahrzeug keine auf Menschen ausgelegte Steuerungselemente notwendig. Dazu meinte die NHTSA, dass, sofern kein menschlicher Insasse das Fahrzeug fahren könne, es sinnvoller sei, als Fahrer das anzuerkennen, was auch immer es fahre. Allerdings müssen sich laut Behörde elementare Funktionen wie zum Beispiel Bremsen derzeit immer noch per Hand oder Fuß bedienen lassen. Denn die bisher getesteten autonomen Fahrzeuge seien nicht zuverlässig genug um dem Vergleich mit einem menschlichen Fahrer standzuhalten.

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Die Software Plan- Together erleichtert bei Bauvorhaben die Kommunikation zwischen den Sparten. Bild: Grintec

Solche Szenarien sind in fast allen kommunalen Versorgungsunternehmen bekannt: Die Sparte Fernwärme plant in einem definierten Zeitfenster eine Netzerweiterung in einem bestimmten Straßenabschnitt. Am gleichen Ort plant die Abwasser- Sparte – nur ein wenig zeitversetzt – eine Leitungserneuerung, für die ebenfalls Grabungen und Deckenaufschluss notwendig sind. Unabhängig von einander plant eine Sparte in einem Exceldokument, die andere im GIS.

Hätte man die Arbeiten synchronisiert, hätten Synergien genutzt oder Konflikte vermieden werden können. Im schlimmsten Fall entstehen zusätzliche Kosten, die Straßendecke leidet, die Anwohner sind verärgert und das politische Image nimmt Schaden.

Solche Fehler sollen mit der neuen Software PlanTogether des Grazer Softwarespezialisten GRINTEC vermieden werden. Die webbasierte Anwendung liefert eine gemeinsame, aktuelle Sicht auf alle vorgesehenen Bautätigkeiten im Netzausbau, in der Instandhaltung und der Straßensanierung. Sie sammelt alle geplanten Bautätigkeiten für einen möglichst langen Zeitraum in einheitlicher Form. Plan- Together richtet sich demnach sowohl an städtische Verwaltungen als auch an Stadtwerke, sie soll helfen, die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Sparten beziehungsweise Abteilungen zu vereinfachen und eine bessere, langfristige Übersicht zu verschaffen. Die Anwendung ist bereits in einer österreichischen Stadt im Einsatz und in einer zweiten in der Einführungsphase.

7.10 Straßendatenerfassung

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Topcon Deutschland Positioning GmbH

Topcon Deutschland Positioning ist der deutsche Sitz der börsennotierten Topcon
Corporation – weltweit führend in der Herstellung von optischen und elektronischen
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optische Vermessung und Maschinensteuerung, sowie Anwendungssoftware an.

Zoller + Fröhlich GmbH

Zoller + Fröhlich ist Hersteller von 2D und 3D Lasermesssystemen, dem dazugehörigen Zubehör, sowie von Software zur Verarbeitung der Messdaten. Mit Z+F LaserControl® Scout und dem 3D Laserscanner Z+F IMAGER® 5010X hat Zoller + Fröhlich einen komplett neuen Workflow geschaffen, der mittels integrierter Sensoren und GPS die automatische und targetlose Registrierung in Innen- und Außenbereichen ermöglicht.

Die Planungsobjekte werden von den Anwendern wahlweise manuell oder über den automatischen Import von Daten aus anderen Systemen erfasst. Ebenso werden Sperrbereiche, die beispielsweise durch Veranstaltungen (Marathon, Stadtfeste et cetera) entstehen, angeführt. Bei der visuellen Übersicht werden die Bauvorhaben (wahlweise karten- oder listenbasiert) gefiltert. Bereichszuordnungen können durch unterschiedliche Styles oder Farbcodes kenntlich gemacht werden. Bei jedem Planungsobjekt ist neben Meta-Daten wie Planungsstatus oder Ausführungsdatum auch eine Änderungshistorie hinterlegt, wodurch ersichtlich ist, wann welcher Mitarbeiter welche Änderung eingetragen hat.

Eine Korrelationsanalyse ermittelt das Konfliktpotenzial und die räumlich-zeitlichen Überschneidungen der Planungsobjekte. Die entsprechenden Planer werden automatisch bei positivem Befund benachrichtigt.

Die Web-Applikation ermöglicht den Zugriff über jeden Web-Browser, wobei keine eigene Installation erforderlich (Plug-In-frei) ist. Die Server-Komponente kann bei einem der beteiligten Bereiche angesiedelt sein oder an einen externen Provider ausgelagert werden. Die Datenhaltung erfolgt derzeit in einer Oracle-Datenbank mit Oracle-Locator-Erweiterung. Der Zugriff auf PlanTogether ist nur für registrierte Benutzer möglich. Die rollenbasierte Benutzerverwaltung ermöglicht eine genaue Abstufung der Zugriffsrechte.

Technisch werden die für Planungsobjekte relevanten Daten über Standardschnittstellen integriert. Ein automatischer Import/Export gewährleistet eine aktuelle Synchronisierung mit den Planungssystemen der einzelnen Sparten, die mit PlanTogether gemeinsam arbeiten.

www.grintec.com

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Bild: Volvo

Kennt man die aktuelle Verkehrslage, kann man entsprechend reagieren. Die Navigationssoftware Navigator 9.4 liefert Verkehrsinformationen in Echtzeit für 16 Länder und jetzt neu auch für Ungarn und die Türkei. Zusätzlich bietet die neue Version bis zu drei alternative Routen für jedes geplante Ziel zur Auswahl. Die neu gestaltete Routenübersicht zeigt, welche Strecke von Behinderungen betroffen ist, welche am schnellsten zum Ziel führt und zu welcher voraussichtlichen Ankunftszeit (Estimated Time of Arrival, ETA) das Ziel erreicht wird. So kann der Fahrer einzelne Abschnitte ansehen oder meiden, umfahren oder neu berechnen lassen. Die Verkehrsprognose prüft automatisch, ob ein Stau für die Fahr- und Ankunftszeit relevant ist und zeigt in einer Timeline bevorstehende Ereignisse an; mit einer Farbe, die die Relevanz der Gegebenheiten für die Strecke signalisiert.

7.10 Straßendatenerfassung

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Topcon Deutschland Positioning GmbH

Topcon Deutschland Positioning ist der deutsche Sitz der börsennotierten Topcon
Corporation – weltweit führend in der Herstellung von optischen und elektronischen
Instrumenten für die Medizin, Vermessung und Bauwirtschaft. Topcon
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ganzheitliches Produktportfolio an GNSS-Systemen, Lasern, Produkten für die
optische Vermessung und Maschinensteuerung, sowie Anwendungssoftware an.

Zoller + Fröhlich GmbH

Zoller + Fröhlich ist Hersteller von 2D und 3D Lasermesssystemen, dem dazugehörigen Zubehör, sowie von Software zur Verarbeitung der Messdaten. Mit Z+F LaserControl® Scout und dem 3D Laserscanner Z+F IMAGER® 5010X hat Zoller + Fröhlich einen komplett neuen Workflow geschaffen, der mittels integrierter Sensoren und GPS die automatische und targetlose Registrierung in Innen- und Außenbereichen ermöglicht.

Ist ein Ziel eingegeben, lassen sich individuelle Zwischenstopps definieren. Dabei zeigt eine Liste die Zwischenziele und ihren aktuellen Status – erledigt, noch nicht erreicht oder übersprungen – sowie die zu erwartende Ankunftszeit. Im Menü lassen sich die einzelnen Zwischenziele direkt anwählen und bearbeiten. So kann man beispielsweise den Status verändern, den Stopp löschen oder auch umbenennen. Zudem lassen sich die Etappen neu sortieren und in ihrer Reihenfolge ändern. Die voraussichtliche Ankunftszeit wird dabei automatisch angepasst. Tippt man einen Zwischenstopp direkt im Kartenmodus an, wird dieser in die Liste übernommen. Ein zusätzliches Feature ermöglicht eine abgesicherte Navigation: Das gewährleistet, dass der Fahrer die vorgegebene Tour nicht verändern kann.

Der PTV Navigator lässt sich mit allen relevanten Telematik-Systemen verbinden. Neu ist auch, dass die Navigation nun geplante Touren aus der Tourenplanungssoftware PTV Smartour und der Software zur Routenoptimierung PTV Map&Guide via Internet direkt an einzelne Navigationsgeräte übertragen kann.

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Während die Cycloramas hochauflösende Panoramabilder liefern, lassen sich mit der Software Globespotter zudem andere geographische und administrative Daten aufrufen und vergleichen. Bild: CycloMedia

Im Straßenverkehrsamt Frankfurt am Main klingelt das Telefon. Ein aufgebrachter Bürger berichtet, seine Ausfahrt sei nun zum wiederholten Mal von einem gebotswidrig parkenden Fahrzeug blockiert. Das müsse sich doch jemand vom Amt mal ansehen. Kein Problem, der Bearbeiter schaut sich im Cyclorama das Wohnhaus des Anrufers an und erkennt sofort: Die Einfahrt ist sehr schmal und durch die schlechte Kennzeichnung schwer zu erkennen. Aus dem Bild sieht der Bearbeiter, dass die Einfahrt leicht zu übersehen ist und veranlasst deshalb eine Parkwinkelmarkierung zur Verdeutlichung der Einfahrt. Der Bürger ist beruhigt und das Problem gelöst.

Von der Bearbeitung von Bürgeranfragen wie dieser über Planungsfragen bis hin zur Verkehrszeichenerfassung – die sogenannten Cycloramas, 360-Grad Panoramabilder von CycloMedia, sind seit 2012 fest in den Arbeitsalltag des Straßenverkehrsamts Frankfurt integriert. Eingebunden in die interaktive Webanwendung GlobeSpotter ersetzen sie zum Beispiel Vor-Ort Begehungen und haben sich in den letzten Jahren als nützliche Werkzeuge erwiesen. „Sie liefern tagtäglich eine wichtige Planungs- und Entscheidungsgrundlage für unsere Arbeit“, erläutert Markus Stenzel, Sachgebietsleiter für Verkehrsregelung beim Straßenverkehrsamt in Frankfurt. Cycloramas werden durch eine systematische Befahrung mit speziell ausgestatteten Fahrzeugen erstellt, die in einem Intervall von fünf Metern Aufnahmen machen. Die Bilddaten werden dann zu 360-Grad Panoramabildern zusammengefasst und haben sehr hohe GIS-Genauigkeit und Geo-Referenz, also Raumbezug.

7.10 Straßendatenerfassung

CycloMedia Deutschland GmbH

CycloMedia ist der innovative Technologieführer mit mehr als 30 Jahren
Erfahrung in der Erstellung von Umgebungsaufnahmen mit GIS-Genauigkeit.
Unsere georeferenzierten Panoramen (Cycloramas) ermöglichen das Messen,
Analysieren und Planen im öffentlichen Raum direkt vom Arbeitsplatz aus – das
reduziert die Anzahl der Außentermine deutlich. Unsere Produktpalette reicht
von GIS-Integrationen über Objektinventarisierung bis hin zu Schulungen.

eagle eye technologies GmbH

eagle eye technologies ist ein zuverlässiger Partner im Bereich der mobilen Straßenbestands- und Zustandsdatenerfassung, des systematischen Erhaltungsmanagements und der doppischen Vermögensbewertung. Mit unserem prämierten mobilen System zur Erfassung von Bild- und Laserscandaten und der Vielzahl an Dienstleistungen rund um das Thema Straße, haben Sie mit uns einen starken Partner an Ihrer Seite.

Topcon Deutschland Positioning GmbH

Topcon Deutschland Positioning ist der deutsche Sitz der börsennotierten Topcon
Corporation – weltweit führend in der Herstellung von optischen und elektronischen
Instrumenten für die Medizin, Vermessung und Bauwirtschaft. Topcon
entwickelt und produziert innovative Positionierungslösungen und bietet ein
ganzheitliches Produktportfolio an GNSS-Systemen, Lasern, Produkten für die
optische Vermessung und Maschinensteuerung, sowie Anwendungssoftware an.

Zoller + Fröhlich GmbH

Zoller + Fröhlich ist Hersteller von 2D und 3D Lasermesssystemen, dem dazugehörigen Zubehör, sowie von Software zur Verarbeitung der Messdaten. Mit Z+F LaserControl® Scout und dem 3D Laserscanner Z+F IMAGER® 5010X hat Zoller + Fröhlich einen komplett neuen Workflow geschaffen, der mittels integrierter Sensoren und GPS die automatische und targetlose Registrierung in Innen- und Außenbereichen ermöglicht.

So sollen sie reale städtische und ländliche Umgebungen objektiv und detailliert darstellen. Die dazugehörige Software GlobeSpotter ermöglicht den Zugriff auf die Bilddaten und dient als Informationsquelle für die Anwendung in vielen geo-bezogenen Arbeitsprozessen.

In Frankfurt ist Globespotter mittlerweile fest in das hauseigene GIS integriert und die Cycloramas haben sich neben Stadtgrundkarten und Luftbildern bereits als entscheidende Informationsebene etabliert. Markus Stenzel erklärt: „Vor jedem Außentermin machen wir uns mit der Lage vor Ort bereits im Büro vertraut. Und nicht selten kann ich die Vor-Ort-Besuche dann einfach wieder aus dem Kalender streichen.“ Zum Beispiel bei der Prüfung von Baustellen, wo von Mitarbeitern der Abteilung für Verkehrsangelegenheiten stets eine gute Ortskenntnis erwartet wird. Nicht selten müssen Bearbeiter hier schnell reagieren und zuverlässig Auskunft über bestimmte Verfahren in der Verkehrsplanung geben. So muss zur Genehmigung einer Baustelle ein Antrag und ein Plan zur Straßenbeschilderung eingereicht und vom Straßenverkehrsamt geprüft werden. Anstatt die Straßenbebauung und die vorhandene Beschilderung vor Ort zu erfassen, kann der Bearbeiter die Maße der geplanten Baustelle mit der aktuellen Straßenbreite im Cyclorama abgleichen und den Plan von seinem Büro aus auf Verkehrssicherheit prüfen. Dem Antrag könne dann häufig ohne Ortsbesichtigung stattgegeben werden, sofern vom Antragssteller alle Anforderungen im Plan bedacht worden sind. Auch den Bürgern können so lange Wartezeiten erspart werden.

Das Straßenverkehrsamt Frankfurt am Main wendet die Cycloramas außerdem bei der Planung von Signal- und Radverkehrsanlagen, Haltestellen und Parkplätzen, der Erstellung von Verkehrszeichenplänen und beim Endschilderungsprozess an. „Auch bei der Ämter übergreifenden Zusammenarbeit beschleunigen und vereinfachen die Cycloramas die Prozessabläufe“, so Markus Stenzel. Zuletzt legte CycloMedia mit einer Inventur der Verkehrszeichen in Frankfurt am Main den Grundstein für ein Verkehrszeichenkataster, das Informationen über stationäre und mobile Beschilderungen für die zuständigen Ämter verfügbar machen soll. Geo-referenziert und mit GIS-Genauigkeit extrahierte CycloMedia fast 115.000 Verkehrszeichen auf einem Straßennetz von rund 1.900 Kilometern Länge.

www.cyclomedia.de

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