ARTIS

Advanced Rail Track Information System

Gleisabschnitt mit erkannten Gleisen (rot)

Auf einen Blick

Projektleiter/in : Dr. Marcel Honegger, Dr. Dejan Seatovic
Projektteam : Dr. Rebekka Axthelm, Alain Buri, Leandro Chelini, Benjamin Engler, Fabian Hertner, Evangelos Matsinos
Projektvolumen : CHF 423'000
Projektstatus : abgeschlossen
Drittmittelgeber : KTI
Projektpartner : Amberg Technologies AG
Kontaktperson : Marcel Honegger

Beschreibung

Das Ziel dieses KTI Projektes war es, die Vermessung von Bahngleisen und Referenzmarken mittels einer Kombination von 3D Daten von Laserscannern und 2D Kamerabildern durchzuführen. Es wurde mit den folgenden Arbeitspaketen realisiert:

Targeterkennung:
In diesem Arbeitspaket wurden Algorithmen entwickelt, die aus 3D Punktewolken von Tunnels Zielmarker automatisch erkennen können, um so die georeferenzierte Positionsbestimmung des Messsystems zu automatisieren. Dazu wurde eine Methode entworfen, welche auch bei einer tiefen Bildauflösung in Fahrtrichtung robuste Resultate liefert.

Design Elemente Schätzen:
Für die Kartografierung unkartografierter Schienenstrecken ist das Bestimmen der Gleiselemente (Design Elemente) ein wesentlicher Schritt. Es wurde ein Algorithmus entwickelt, welcher Gleiselemente bestehend aus Klothoiden, Kreisbögen und Geraden in einer vorgegebenen Trajektorie identifizieren und optimieren kann.

Schienenkopf- und Gleisparameterextraktion:
Mit einem auf den Schienen fahrenden Messsystem werden Punktewolken eines Gleisabschnittes aufgenommen. Aus diesen Punktewolken werden mit Software-Algorithmen die Schienenköpfe automatisch identifiziert, um damit Gleisparameter wie die Trajektorie, Spurweite und Überhöhung zu bestimmen, welche dann z.B. für die Kartografie weiterverwendet werden können.
Analysen haben ergeben, dass die Algorithmen-Parameter auf den Sensortyp, die Gleistrajektorie (hohe Steigung und enge Kurvenradien bei Bergbanen) und die Umgebungsbeschaffenheit (Bewachsene Gleisabschnitte) abgestimmt werden muss, um zuverlässige Messdaten zu erhalten.

Sensorfusion mit Kamera und Laserscanner:
Da präzise Laserscanner sehr kostspielig sind, wurde ein Konzept untersucht, welches die präzisen Messdaten von Kamerabildern und Scans eines günstigen Laserscanners fusioniert. Das Ziel war eine präzise Lokalisierung eines Markers im dreidimensionalen Raum relativ zum Messsystem. Mit einer in diesem Arbeitspaket entwickelten Methode wurden erfolgreich dreidimensionale Markerpunkte gemessen, welche eine horizontale und vertikale Genauigkeit der Kamera und eine Distanzgenauigkeit des Laserscanners aufweisen.

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