Gaten in wegen opsporen met je smartphone

Het geldt al jaren als een grote belofte: weggebruikers die informatie over de staat van de weg sturen naar de (lokale) overheid. Zodat ze direct wat aan schade, zoals kuilen, kunnen doen. Dat scheelt veel geld, omdat wordt ingegrepen voordat een weg helemaal kapot gaat. Het maakt dure metingen van trucks vol gespecialiseerde meetapparatuur overbodig. Bovendien is het een mooi staaltje van burgerwetenschap – gewone mensen die onderzoekers helpen. En dan ook nog met een mobiele telefoon, die vrijwel iedereen op zak heeft.

Boston voerde een dergelijk systeem onder de naam pothole patrol al jaren geleden in, maar de praktijk bleek weerbarstiger dan gedacht. “Zij ondervonden al snel dat het ontzettend lastig is om automatisch en precies te weten waar asfalt beschadigd is. Hoe weet je zeker dat er een gat in de weg zit en iemand niet over een verkeersdrempel reed of even de stoep raakte”, zegt onderzoeker Fatjon Seraj van de Universiteit Twente.

Trillingen

Ook andere onderzoeken liepen vast op soortgelijke problemen. Gaten automatisch opsporen met smartphones leek daardoor in de ijskast te verdwijnen, maar kan daar nu weer uit. Seraj presenteert namelijk een aanpak die wel werkt. Hij slaagde er in een slim computerprogramma, een zogeheten algoritme, te maken dat precies weet wanneer er schade is aan de weg.

Het algoritme maakt slim gebruik van de sensoren in je smartphone. Daarin zit GPS, dat je locatie bepaalt. Maar ook een versnellingsmeter en een gyroscoop. Deze laatste twee sensoren meten de vibraties en de rotatie van je telefoon. “Door deze metingen in combinatie met ons algoritme weten we of en ook nog waar er een kuil in de weg zit”, zegt Seraj.

Nu trilt er natuurlijk van alles in een auto, dus vibraties meten is nog niet zo eenvoudig. “Het algoritme filtert de overbodige informatie uit”, aldus de onderzoekers. “De trillingen hebben verschillende frequenties. Die van de motor is weer anders, dan wanneer je een drempel, stoep of een gat in de weg raakt. Het algoritme weet daarom precies wanneer het om een kuil gaat. Het heeft ook door wanneer iemand om een gat heen rijdt, omdat we ook naar het gedrag van weggebruikers kijken. Zelfs wanneer automobilisten heel langzaam rijden en de schade bijna geen trilling veroorzaakt, weten we ervan. Want het algoritme houdt ook bij wanneer iemand plotseling remt. Al deze informatie samen van meerdere weggebruikers geeft een compleet beeld van de staat van het asfalt.”

Spoor

Het liefst weten wegbeheerders niet alleen waar de kuilen in de weg zitten, maar ook waar ze dreigen te ontstaan. Als een weg gerenoveerd wordt nog voordat er een gat ontstaat, liggen de kosten veel lager. Daarom rijden er nu speciale trucks met specialistische meetapparatuur rond, die nagaan wat de kwaliteit van de weg is. Ze kijken daarvoor naar de textuur van het asfalt.

Daarvoor biedt een ander algoritme dat Seraj ontwikkelde een oplossing. Ook hierbij maakt het computerprogramma gebruik van de sensors in je telefoon en kijkt het naar de vibratie. Voor deze aanpak is het nodig om heel precies te weten waar je bent. “Een vrachtwagen met meetapparatuur heeft zeer precieze GPS, zodat je weet in welke rijbaan het voertuig zit. De GPS op je telefoon is niet zo accuraat. Ons algoritme zorgt voor een soort upgrade van je GPS met een nauwkeurigheid van anderhalve meter.”