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Funktionsprinzip Lichtschranke eso LS4.0

Das Meßprinzip ist ähnlich wie bei den älteren Lichtschrankenmeßgeräten. Die Geschwindigkeitsmessung beruht auf einer Weg-/Zeit-Messung (Geschwindigkeit = Weg/Zeit). Um die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges festzustellen, braucht man eine Wegstrecke und die Zeit, in der das gemessene Fahrzeug diese Wegstrecke zurücklegt. Bei der neuen Laserlichtschranke LS 4.0 wird die Meßbasis durch zwei Basis-Lichtschranken 1 und II festgelegt. Diese beiden Lichtschranken (Laserlichtstrahlen) sind in Fahrbahnlängsrichtung (Fahrtrichtung der Fahrzeuge) 25 cm voneinander entfernt. In der Mitte zwischen den beiden Basis-Lichtschranken befinden sich zwei weitere Lichtschranken III und IV (Kontroll-Lichtschranken). Die Lichtschranken I11 und IV sind übereinander angeordnet; die Lichtschranke III befindet sich dabei 0,5 cm über der Verbindungslinie Lichtschranke I-II, die Lichtschranke IV 0,5 cm darunter. Der senkrechte Abstand zwischen den beiden Kontroll-Lichtschranken III und IV beträgt 1 cm.

ls401.jpg (15541 Byte)
Bild 1: eso LS4.0 Lichtempfänger

Da die beiden Kontroll-Lichtschranken III und IV einen endlichen Wirkungsquerschnitt haben, beträgt der meßwirksame, senkrechte Abstand zwischen den beiden Kontroll-Liehtschranken III und IV etwa 1,3 cm. Der Lichtsender wird dem Lichtempfänger genau gegenüber auf der anderen Straßenseite aufgestellt. Die vier Laserstrahlen des Lichtsenders überqueren die Straße rechtwinklig zur Fahrtrichtung der Fahrzeuge und treffen auf den Lichtempfänger. Werden die Lichtstrahlen durch ein Fahrzeug nacheinander unterbrochen, erhält man auswertbare Steuerimpulse (dies sind die Starts und Stops der Zeitmessungen). Wenn bei der Einfahrt eines Fahrzeuges in die Lichtschranke kein gültiger Meßwert zustandekommt, erfolgt bei der Ausfahrt des Fahrzeuges eine weitere Messung.

Eine Einfahrtmessung trägt im Datenfeld den Huchstaben "E", eine Ausfahrtmessung den Buchstaben "A". Im Lichtempfängerunterteil befindet sich eine Rechnereinheit, die die Start- und Stoppimpulse der vier Lichtstrahlen auswertet und bei einer Geschwindigkeitsüberschreitung die notwendigen Daten zur Kamera sendet und diese auslöst. Die Daten werden in der Kamera über eine spezielle Vorrichtung (Datenbox) in das Foto eingehlendet.

Durchfährt ein Fahrzeug die Lichtstrahlen bspw. von links nach rechts, so werden diese in der Reihenfolge I-III, IV-II unterbrochen. Der Lichtempfänger liefert im zeitlichen Abstand t1-t3, t4-t2 vier Steuerimpulse. Diese folgen um so schneller aufeinander, je schneller das Fahrzeug die Vierfach-Lichtschranke durchfährt. Der jeweils längere Zeitwert wird als Berechnungsgrundlage für die Geschwindigkeitsermittlung gewertet. Dadurch werden geringfügige Abtastunterschiede bei der Messung zugunsten des Betroffenen berücksichtigt. Ein gültiger Meßwert kommt nur dann zustande, wenn der Meßwertvergleich der Teilschranke und der Gesamtschranke kleiner als 1% ist. Eine Ausfahrtmessung wird nur durchgeführt, wenn die Einfahrtmessung keinen gültigen Meßwert liefert.

Eine sog. Abtast-Fehlmessung ist mit dem vorliegenden Gerät nur dann noch möglich bzw. bleibt von der geräteinternen Logik nur dann unerkannt, wenn die Lichtschranke I durch ein Teil des Fahrzeuges unterbrochen wird, das mindestens 1,3 cm höher oder tiefer liegt als dasjenige Teil des Fahrzeuges, das die Lichtschranke II unterbricht. Dies ist nur dann möglich, wenn ein Fahrzeug während der 25 cm langen Durchfahrt zwischen den Lichtschranken I und II entweder eine Vertikalbewegung um mindestens 1,3 cm beschreibt oder wenn das Lichtschrankengerät in der Horizontalen so dejustiert aufgestellt ist, daß sich die Lichtschranke I um mindestens 1,3 cm höher oder tiefer als die Lichtschranke II befindet.

ls402.jpg (21303 Byte)
Bild 2: eso LS4.0 Lichtempfänger

Eine Vertikalschwingung der Vorderfront (oder bei einer Ausfahrtsmessung des Hecks) eines Fahrzeuges von 1,3 cm ist unter einigermaßen realistischen Ausgangsannahmen hinsichtlich der Schwingungsfrequenzen und Schwingungsamplituden gängiger Pkw auf einer Meßdistanz von 25 cm nur bei sehr geringen Geschw'indigkeiten des gemessenen Fahrzeuges (20 km/h und darunter) denkbar. Der Lichtsender wird von einer Trockenbatterie gespeist. Die Spannung wird automatisch überwacht. Bei einem Absinken der Spannung auf 10,5 Volt erfolgt das Abschalten des Lichtsenders. Die Laser entsprechen der Laserklasse II. Die zugängliche Laserstrahlung ist im sichtbaren Bereich (670 nm) und bei kurzzeitiger Bestrahlung (t < 0,25 sec) ungefährlich.

Mit dem im Unterteil des Lichtempfängers eingebauten Datenfunksender und zwei externen Datenfunkempfängern können zwei Fotoanlagen von der Rechnereinheit angesteuert werden. über Funk werden die verschiedenen Daten (Geschwindigkeitsmeßwerte etc.) seriell zweimal hintereinander speziell codiert übertragen, so daß empfangsseitig das übertragene Signal wieder entschlüsselt und verglichen werden kann. Wenn beide Bitmuster nicht übereinstimmen, kommt keine Kameraauslösung zustande. Wenn ein Fehler auf der Kabelstrecke (LS 4.0 - Datenfunksender, Datenfunkempfänger - Kamera) erkannt wird, erfolgt eine Fehlermeldung (Fehler Nr. 7). Die Funktion der Funkgeräte wird durch spezielle überwachungsprogramme gewährleistet.

Das Meßfoto muß die gedachte Meßlinie zwischen Lichtsender und Lichtempfänger so abbilden, daß alle Straßenabschnitte zwischen Lichtsender und Lichtempfänger abgedeckt sind, auf denen Messungen zustandekommen können. Das Fototeil sollte daher nicht zu nahe an der Meßlinie aufgestellt sein. Die Meßlinie kann man (muß man nicht) auf dem Foto dokumentieren; hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten:

  • Anbringen einer reflektierenden Folie oder eines Kreidestriches an den Fahrbahnrändern und in der Fahrbahnmitte,
  • Aufstellen von sogenannten "Lübecker Hüten" auf der Höhe der Meßlinie bei der Aufnahme der Testfotos am Beginn und am Ende der Messung,
  • Abbildung sowohl des Lichtsenders als auch des Lichtempfängers auf dem Meßfoto.

Die Kenntlichmachung der Meßlinie ist insbesondere im Hinblick auf eine zweifelsfreie Zuordnung des auf dem Meßfoto eingeblendeten Meßwertes zu einem bestimmten Fahrzeug wünschenswert bzw. notwendig. Meßfotos dürfen nur dann ausgewertet werden, wenn nur ein Fahrzeug in Meßrichtung auf oder hinter der Meßlinie abgebildet ist. Fotos, auf denen zwei oder mehrere Fahrzeuge in Fahrtrichtung auf oder hinter der Meßlinie abgebildet sind, dürfen nicht ausgewertet werden. Dabei ist insbesondere hei Ausfahrtmessungen (durch ein "A" in der Fotoeinblendung gekennzeichnet) zu überprüfen, ob kein parallel fahrendes Fahrzeug von dem im Vordergrund fahrenden Fahrzeug verdeckt ist.

Als "Nebenprodukt" kann man mit Hilfe der Meßlinie bzw. mit Hilfe der fotografischen Position der gemessenen Fahrzeuge relativ zur Meßlinie die Meßgenauigkeit des Gerätes zumindest größenordnungsmäßig überprüfen. Zur Fotoposition ist festzustellen:
Bei der Einfahrt eines Fahrzeugs in die Lichtschranke erfolgt zunächst eine Einfahrtsmessung; wenn diese alle Bedingungen einer korrekten Messung erfüllt, erfolgt die Kameraauslösung mit der Einblendung "E". In diesem Fall verzögert die Kamera die Fotoauslösung geschwindigkeitsunabhängig um 4,50 m.

Falls die Einfahrtsmessung annulliert wird, erfolgt eine Ausfahrtmessung. Ist die Ausfahrtmessung gültig, erfolgt eine Kameraauslösung mit der Einblendung "A". In diesem Fall erfolgt keine zusätzliche Verzögerung der Kamera; dadurch stehen die Fahrzeuge bei einer Ein- und bei einer Ausfahrtsmessung bei gleicher Geschwindigkeit etwa auf dem gleichen Punkt, nämlich dem Fotopunkt; der Fotopunkt ist durch die normale - von der Einfahrt- oder Ausfahrtsmessung unabhängige - Fotoverzögerung von 80 ms bei der Kamera 1 bzw. von 85 ms bei der Kamera 2 festgelegt.

überprüfungen der Geschwindigkeitsmeßwerte von Lichtschranken mit Hilfe der sogenannten Fotoposition unterliegen nicht unerheblichen Toleranzen. Sie haben nur größenordnungsmäßigen Charakter. Dies ist zum einen schon durch die Toleranz der fotogrammetrischen Auswertung begründet, zum anderen aber auch dadurch, daß die Fahrzeuge wegen ihrer unterschiedlichen Front-Karosserieformen sowie wegen der unterschiedlichen Aufstellhöhen der Lichtschrankengcräte nicht immer am vordersten Teil angemessen werden. Bei der Auswertung der Fotoposition wird aber immer auf den Aufstandspunkt der Vorderräder auf der Fahrbahn Bezug genommen.

Vor Inbetriebnahme der Lichtschrankenmeßanlage LS 4.0 müssen zwei Tests durchgeführt werden. Der Test I und der Test II müssen jeweils zweimal pro Meßstelle ausgeführt werden, einmal zu Beginn und einmal am Ende des Meßeinsatzes. Durch die fotografische Dokumentation des Test I wird gewährleistet, daß alle Segmente der dreistelligen Geschwindigkeitsanzeige in der Datenbox funktionsfähig sind und die Datenfunkstrecke einschließlich Datenkabel zu den Fotoanlagen in Ordnung ist. Der Test II dient zur überprüfung der EPROM- und RAM-Bausteine im Rechnersystem, der Datenkabelverbindung vom Bedienpult zum Rechner im Lichtempfänger sowie aller Anzeigenelemente im Bedienpult. Bedingt durch die kurze Meßbasis von 0,25 m sind Messungen in Kurven möglich. Geometrische Meßfehler, die sich zuungunsten eines Betroffenen aufwirken würden, sind bauartbedingt nicht möglich. Der geeichte Meßbereich beträgt 5 km/h bis 250 km/h.

 

INFOBOX  
 
Autor: Beck/Löhle
Quelle: Fehlerquellen bei polizeilichen Meßverfahren, 5. Auflage 1999
Bildquelle: Bild 1-2: eso
Erstellt:
 

 

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