Das Potenzial der LiDAR-Technik: Innovative Sensorsysteme für bessere Verkehrsdaten

19. April 2022
Ein Beitrag von Thomas Draheim

Für nachhaltige und sichere Mobilitätskonzepte von morgen sind die Digitalisierung der Verkehrsinfrastruktur sowie umfangreiche Verkehrsdaten essenziell. Das Mobilitätsreferat ist deshalb beständig auf der Suche nach neuen genauen und zuverlässigen Methoden der Datengewinnung. Ein Beispiel für eine solche innovative Anwendung ist die Sensortechnik Light Detection and Ranging, kurz LiDAR. Mehr erfahren Sie in diesem Gastbeitrag der LiangDao GmbH, einer der Gewinner beim Münchner Innovationswettbewerb 2021.

Erste Münchner Erprobung der neuen Sensortechnologie

Gemeinsam mit LiangDao hat die Landeshauptstadt München inzwischen in einer „Co-Creation-Phase“ das Potenzial der Sensortechnik LiDAR (Light Detection and Ranging) für die Gewinnung besserer Daten für die Verkehrsplanung erprobt. Das LiDAR-basierte Sensorsystem mit von Künstlicher Intelligenz (KI) gestützter Software ist in der Lage, Straßenverkehrs- und Umgebungsdaten mit einer Reichweite von bis zu 70 Metern zu erfassen. Damit kann es das gesamte Verkehrsgeschehen abbilden, selbst von großen Kreuzungen, nachts und bei Regen.

So kann das System zuverlässig und datenschutzkonform Verkehrsmengen erfassen und nach unterschiedlichen Verkehrsteilnehmenden (Motor-, Fahrrad- oder Fußverkehr) und Fahrzeugtypen (PKW, Van, LKW) klassifizieren. Zudem kann es den Verkehrsfluss auf den verschiedenen Fahrspuren mit den Parametern Richtung, Route und Geschwindigkeit der Verkehrsträger registrieren und damit das Verkehrsgeschehen in Echtzeit abbilden.

Darstellung Messobjekte LiangDao

Darstellung von Messobjekten mittels LiDAR-Sensortechnik, Quelle: LiangDao

Fuß- und Radverkehr stärker im Fokus

Der Schwerpunkt von Verkehrsdaten­erhebungen in München liegt derzeit noch auf dem motorisierten Verkehr. In Zukunft soll aber der Fuß- und Radverkehr stärker in den Fokus rücken. Und das war auch ein maßgebliches Ziel für den ersten Test der neuen Sensortechnologie in der Innenstadt.

Hierzu haben LiangDao und das Mobilitätsreferat gemeinsam zunächst das konkrete Testfeld identifiziert und die Rahmenbedingungen verschiedener Kreuzungen analysiert. Ende 2021 gab es einen ersten Testlauf an der Kreuzung „Ludwigstraße / Ecke Oskar-von-Miller-Ring / Von-der-Tann-Straße“.

Exemplarische Darstellung des Messpunkts an einer Kreuzung

Exemplarische Darstellung des LiDAR-Messpunkts an einer Kreuzung, Quelle: LiangDao

Dafür mussten zuerst der LiDAR-Sensor kalibriert und der genaue Abdeckungsbereich definiert werden. Der LiDAR-Sensor erfasste anschließend automatisch und kontinuierlich die Situation auf der Kreuzung und leitete die gewonnen Rohdaten alle zwei Minuten an eine Recheneinheit weiter. Diese verarbeitete die Rohdaten in Echtzeit und sendete das Ergebnis als sogenannte Objektliste an einen Computer bei LiangDao. Weiterführende Datenanalysen konnten im Nachgang offline durchgeführt werden.

Welche Vorteile bietet nun die LiDAR-Technologie?

Die erhobenen Daten bieten die Möglichkeit, alle Abbiegevorgänge differenziert nach Verkehrsobjekttypen auszuwerten, vom LKW bis hin zu Personen zu Fuß. Das liefert wertvolle Erkenntnisse über das Verkehrsgeschehen, die wiederum eine wichtige Grundlage für zukünftige verkehrstechnische Planungen darstellen.

So kann zum Beispiel das Verhältnis von nicht-motorisiertem und motorisiertem Verkehr und dessen Auswirkung auf Lärmschutz und Emissionen aufgezeigt werden. Auch Effekte von Baustellen oder Veranstaltungen auf Verkehrsfluss und Verkehrsstärke können analysiert werden, woraus sich Strategien und Maßnahmen für sichere Mobilitätskonzepte ableiten lassen.

Wie geht es nach dem LiDAR-Pilotversuch weiter?

Das von LiangDao entwickelte LiDAR-Sensorsystem erzeugt eine verlässliche und echtzeitfähige Datengrundlage. Damit ist es eine gute Ergänzung zu klassischen Datenquellen wie GPS, Wärmebildkameras, Induktionsschleifen und so weiter für die automatische Generierung von Verkehrsdaten und -statistiken. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend. Daher soll das System 2022 auch an weiteren Kreuzungen getestet werden.

Das Mobilitätsreferat wird in diesem Zusammenhang umfangreiche händische Vergleichszählungen durchführen, um die Genauigkeit des Systems weiter zu evaluieren. In einem nächsten Schritt könnten Standorte definiert werden, an denen die LiDAR-Sensoren über Zeitreihen Daten generieren, um wertvolle Erkenntnisse für Verkehrsplanung und Unfallvermeidung zu liefern. Durch die Kartierung des lokalen Verkehrsaufkommens kann das System verstärkt als Referenzdatenspeicher für die Stadtplanung und somit für die Umsetzung neuer Mobilitätskonzepte verwendet werden. Mittel- und langfristig ist es das gemeinsame Ziel von Mobilitätsreferat und LiangDao, für eine nachhaltigere und sichere Mobilität zu sorgen.

Ein Wettbewerb als Startschuss für die Zusammenarbeit

Die gelungene Kooperation zwischen der Stadt und LiangDao ist nicht nur für die beteiligten Partner eine Erfolgsgeschichte. Sie ist auch ein Beispiel dafür, dass Wettbewerbe und Startup-Veranstaltungen zu nachhaltigen Erfolgen führen können.

Der Innovationswettbewerb der Stadt München wird auch 2022 wieder durchgeführt und das Mobilitätsreferat ist mit einer neuen, spannenden Herausforderung dabei. Alle Informationen rund um den Wettbewerb finden sich hier:

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Thomas Draheim - Datenanalyst im Mobilitätsreferat der Stadt München
Ein Gastbeitrag von:
Thomas Draheim
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Fabienne Frauendorfer - Project Manager bei der LiangDao GmbH
Co-Autoren­schaft:
Fabienne Frauendorfer
Project Manager bei der LiangDao GmbH