Die Webcam der Zukunft

Die neue «Yellow Webcam» erstellt hochaufgelöste Bilder.

Die Webcam der Zukunft

Die Kooperation von FHNW, Wirtschaft und öffentlicher Hand sorgt beispielhaft für eine bahnbrechende Innovation im Bereich bildbasierte Dokumentation. Das Institut für Vermessung und Geoinformation hat zusammen mit der Firma avisec AG ein Framework entwickelt, mit dem selbst sehr hochaufgelöste Bilder über Webcams versendet werden können. Resultat ist ein neuartiges Produkt namens «Yellow Webcam», das die avisec AG Ende Oktober vorgestellt hat.


Es war eine ganz simple Idee, die das Entwicklungsprojekt ausgelöst hat. Man wollte den Baufortschritt des neuen FHNW Campus KUBUK in Muttenz auf einer Website dokumentieren. Diese Idee hatten Prof. Dr. Susanne Bleisch und Eric Matti, Wissenschaftlicher Mitarbeiter vom Institut für Vermessung und Geoinformation (IVGI) der Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW. Der FHNW Campus entsteht wenige Meter vom Gebäude des Instituts.

Spiegelreflex- statt Standardkameras

Bei der Aargauer Firma avisec AG wurden drei Webcams bestellt, um damit alle 15 Minuten ein Bild auf die Website www.kubuk.ch zu übertragen. Doch beim IVGI erkannte man bei Datenübertragung und Kameramanagement rasch Optimierungsbedarf. Die Datenübertragung etwa läuft über ein normales Mobile-Abo, das laut Susanne Bleisch «die Übertragungsraten gelegentlich etwas einschränkt». Das ist ein Problem, weil avisec keine Standardwebcams verwendet, sondern hochauflösende Spiegelreflexkameras. Sie generieren umfangreiche Bilddateien, die eine stabile Übertragung erfordern.

Weitere Fragen stellten sich. Zum Beispiel: Müssen auch schlechte Bilder wirklich übertragen werden oder könnte man Fotos mit Regentropfen oder einem Blatt vor der Linse herausfiltern?

Matti wandte sich mit diesen Anliegen an die Firma avisec AG, die sich interessiert zeigte. So wurde vor zwei Jahren das IEDDIP-Projekt aufgegleist. IEDDIP steht für Intelligent Environment Documentation Through Distributed Image Processing in Wireless Sensor Networks and Smart Spatio-Temporal Interfaces. Hinter dem umständlichen Projekttitel steckt eine ganz einfache Absicht: die Schaffung eines einzigen Systems für alle Anwendungen der Webcam. Sprich: Die verschiedenen Vorgänge sollen nicht mehr wie bisher über mehrere Systeme laufen, sondern in einem Framework mit verschiedenen Softwaremodulen. In dieses Framework lassen sich beliebig viele weitere Module implementieren.

Stimmungsbild der Webcam in guter Qualität

Die Forschenden der FHNW entwickelten ein Modul, das selbstständig die Menschen aus den Bildern entfernt.

Unterschiedlichste Module wurden entwickelt. Eines löst in regelmässigen, beliebig wählbaren Intervallen ein Bild aus, andere Module filtern unscharfe Bilder oder Aufnahmen, auf denen kein Baufortschritt erkennbar ist, heraus.

Ein weiteres Modul sorgt für die rasche und sichere Übermittlung der riesigen Datenmengen. Die Software schneidet die grossen Bilder zu diesem Zweck in kleine Einzelteile. Nach der Übertragung in die Cloud setzt das Modul die Bilder wieder korrekt zusammen. So können selbst hochaufgelöste Bilder mit weit über 30 Megapixeln problemlos verschickt werden – wenn nötig auch aus abgelegenen Alptälern.

FHNW-Modul macht Menschen unsichtbar

Mit einem der Module hat das IVGI die Frage des Datenschutzes elegant gelöst. Auf den Webcambildern soll man zwar die Bauentwicklung erkennen, Menschen aber nicht. Hier kamen die Forschenden der FHNW zu einer bahnbrechenden Lösung: Sie entwickelten ein Modul, das selbstständig die Menschen aus den Bildern entfernt – praktisch wie von Geisterhand.

Studierende entwickeln ein neues Kameragehäuse

Ein Anliegen war der Schutz der hochwertigen Kamera vor Wind und Wetter. Dafür klopfte die avisec AG erfolgreich beim Institut für Industrial Design der FHNW an: Zwei Studierende entwickelten im Rahmen ihrer Bachelor-Thesis ein äusserst robustes Kameragehäuse. Es hält Temperaturen bis 40 Grad unter Null und Windgeschwindigkeiten von 200 Kilometern pro Stunde stand. Produziert hat das Gehäuse die Aargauer Firma Emaform AG, Gontenschwil, die Halterung stammt von der Premag Präzisionstechnik in Bremgarten.

Hochschule und Firmen arbeiten Hand in Hand

Das Projekt steht beispielhaft für die Zusammenarbeit von forschender Hochschule, innovativen Wirtschaftsbetrieben und dem Forschungsfonds Aargau, der die Arbeiten des Instituts für Vermessung und Geoinformation finanziert hat. Der Fonds kommt für den Forschungsanteil von Projekten auf, sofern Firma und Hochschule im Aargau domiziliert sind. Bedingung ist, dass die Firma einen gleich hohen Entwicklungsanteil ans Projekt beisteuert. Bei avisec war ein Entwickler für gewisse Module zuständig.

Seit Ende Oktober 2016 bietet avisec das vereinheitlichte Webcamsystem mit dem Framework und neuem Gehäuse als «Yellow Webcam» an. Sie steht bereits erfolgreich im Einsatz, zum Beispiel beim Bau der dritten Tunnelröhre durch den Belchen.

Zukunftsträchtig

Den Anwendungsmöglichkeiten der hochauflösenden Kamera sind keine Grenzen gesetzt: «Für das neue Framework könnte man Module schreiben, welche kombinierte Daten auswerten», erklärt Susanne Bleisch vom Institut für Vermessung und Geoinformation. «Aufgrund dieser Erkenntnisse könnten dann Massnahmen eingeleitet werden.» Als Beispiel nennt sie Meteodaten: Das System könnte Prognosen über zu erwartende Regenfälle selbstständig mit den Aufnahmen von Bächen oder Seen verbinden. Drohen die Gewässer übers Ufer zu treten, schlägt das System Alarm. «Überwachen lassen könnte man auch Staudämme oder Brücken, die sich bewegen, Berghänge, die instabil sind, oder den Verkehr», ergänzt die Professorin.

«Punktlandung»

Die Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) bezeichnet Daniel Bärtschi von der avisec AG als volle Punktlandung. «Volle Punktlandung deshalb, weil ich mir einen besseren Partner nicht hätte wünschen können. Die Kompetenz und die Effizienz haben mich beeindruckt.»

Quelle: Publireportage Hightech Aargau, Aargauer Zeitung, 3. November 2016