3D-Sensor, Kamera, Infrarot und Lidar oder WLAN: Welche Technologie zählt Personen wie genau?
Am Anfang jeder Evaluation steht dieselbe Frage: Welche Technologie soll unter der Decke hängen? Sie wird meist mit einer Prozentzahl beantwortet, die der Anbieter mitliefert, und damit ist sie in der Regel falsch beantwortet.
Dieser Beitrag geht die vier Verfahren durch, die heute im Einsatz sind. Er nennt bei jedem die Betriebsdaten, die eine IT-Abteilung ohnehin abfragen wird, und er rechnet an einer Stelle nach, an der fast nie jemand nachrechnet: was ein kleiner Zählfehler mit der Anwesenheitszahl macht.
Die Technologie entscheidest du einmal. Mit den Folgen lebst du zehn Jahre.
Warum Genauigkeitsangaben nicht vergleichbar sind
Praktisch jeder Anbieter nennt eine Genauigkeit von über 98 oder über 99 Prozent. Diese Zahlen stehen nebeneinander, als liesse sich daraus etwas ableiten. Das tun sie nicht, weil sie unter verschiedenen Bedingungen entstanden sind.
Genauigkeit bei der Personenzählung ist immer eine Angabe pro Durchgang und immer unter definierten Bedingungen. Wer 98 Prozent misst, während einzelne Personen in ruhigem Takt durch eine breite Tür gehen, und wer 98 Prozent misst, während eine Schulklasse gleichzeitig durch dieselbe Tür drängt, hat zwei völlig verschiedene Dinge gemessen.
Die Fragen, die eine Genauigkeitsangabe erst verwertbar machen:
- Bei welcher Verkehrsdichte? Personen pro Minute und Meter Durchgangsbreite. Die Abweichung steigt nicht linear mit der Dichte, sondern überproportional, sobald sich Personen gegenseitig verdecken.
- Wie wurde die Referenz erhoben? Manuelle Zählung durch zwei unabhängige Personen mit Abgleich, oder Video-Nachzählung? Eine Referenz, die selbst Fehler hat, kann keine 99 Prozent belegen.
- Über welchen Zeitraum? Eine Messung über 30 Minuten in der Mittagszeit sagt nichts über den Feierabend.
- Getrennt nach Ein- und Austritt? Das ist die wichtigste Frage, und sie wird fast nie gestellt. Warum, steht im nächsten Abschnitt.
- Wurden Gruppen, Kinderwagen, Rollstühle und Einkaufswagen mitgezählt? Und wenn ja, als was?
Ohne Prüfprotokoll ist eine Prozentangabe Marketing. Mit Prüfprotokoll ist sie eine Zusage, die sich in der Abnahme nachmessen lässt.
Die Rechnung, die kaum jemand aufmacht
Wer nur an Türen zählt, kennt die Anwesenheit nicht direkt. Sie wird gerechnet: alle Eintritte minus alle Austritte. Genau in dieser Subtraktion liegt ein Problem, das in keiner Broschüre steht.
Eine gleichmässige Abweichung ist harmlos. Zählt ein System Eintritte und Austritte beide um zwei Prozent zu niedrig, dann ist auch die Differenz um zwei Prozent zu niedrig. Bei 200 anwesenden Personen sind das 196. Damit kann man arbeiten.
Der Ärger beginnt, sobald die Abweichung an Eingang und Ausgang unterschiedlich ausfällt. Und das ist der Normalfall, nicht die Ausnahme: Menschen betreten eine Fläche in Gruppen und verlassen sie einzeln. Die Eingangstür ist breiter als der Ausgang. Vormittags herrscht anderes Licht als abends. Am Ausgang steht eine Warteschlange, am Eingang nicht.
Ein Beispiel mit realistischen Zahlen. Eine Fläche verzeichnet bis 18 Uhr 5000 Eintritte und 4800 Austritte. Tatsächlich anwesend: 200 Personen.
| Abweichung des Zählers | gemessene Anwesenheit | Fehler |
|---|---|---|
| 2 % am Eingang, 2 % am Ausgang | 196 | -2 % |
| 2 % am Eingang, 1 % am Ausgang | 148 | -26 % |
| 2 % am Eingang, 3 % am Ausgang | 244 | +22 % |
| 5 % am Eingang, 3 % am Ausgang | 94 | -53 % |
Ein einziger Prozentpunkt Unterschied zwischen Ein- und Ausgang macht aus einer Abweichung von zwei Prozent eine von 26 Prozent. Der Grund ist elementar: Der Fehler wächst mit dem Gesamtverkehr, die Anwesenheit ist aber eine kleine Differenz zweier grosser Zahlen.
Und es wird schlimmer, je grösser die Fläche ist. Bei 20 000 Eintritten und 19 500 Austritten, also 500 anwesenden Personen, ergibt dieselbe Konstellation aus 2 und 1 Prozent bereits 41 Prozent Abweichung.
Die Anwesenheit ist eine kleine Differenz zweier grosser Zahlen. Kleine Fehler in den grossen Zahlen sind grosse Fehler im Ergebnis.
Daraus folgen zwei praktische Konsequenzen.
Erstens: Eine Genauigkeitsangabe, die nicht getrennt nach Ein- und Austritt ausgewiesen ist, sagt über die Anwesenheitsmessung nichts aus. Verlange die Aufschlüsselung.
Zweitens: Wer Anwesenheit, Verweildauer oder Auslastung wirklich braucht, sollte die Fläche erfassen und nicht nur die Türen. Ein System, das sieht, wer sich gerade auf der Fläche befindet, rechnet keine Differenz und sammelt deshalb auch keinen Driftfehler an. Es zählt einfach nach.
Verfahren 1: 3D-Stereovision
Zwei Linsen in festem Abstand liefern zwei leicht versetzte Bilder desselben Ausschnitts. Aus der Verschiebung zwischen beiden berechnet eine Recheneinheit im Gerät die Entfernung jedes Bildpunkts. Dasselbe Prinzip, mit dem zwei Augen räumlich sehen.
Der Gewinn ist die dritte Dimension. Der Sensor sieht nicht eine Fläche mit Flecken darauf, sondern eine Höhenkarte. Zwei Köpfe nebeneinander sind zwei Maxima und damit zwei Personen. Ein Erwachsener und ein Kind unterscheiden sich in der Höhe. Ein Einkaufswagen hat kein Kopfprofil. Genau die Fälle, an denen einfachere Verfahren scheitern, löst die Tiefeninformation von selbst.
Die Bildverarbeitung passiert vollständig im Gerät. Nach aussen geht Text: eine Zählung, eine Koordinate, ein Zeitstempel. Kein Videostrom.
Betriebsdaten, nach denen die IT fragen wird
- Stromversorgung: Power over Ethernet nach IEEE 802.3af, Klasse 0, nominal 48 V. Aufnahme je nach Modell maximal 7.5 bis 13 W. Kein separater Stromanschluss an der Decke, keine Steckdose, keine Elektrikerarbeit am Montagepunkt.
- Verkabelung: ein Kabel je Sensor, Cat-5e geschirmt oder besser, bis 100 m, Gigabit Ethernet über RJ45.
- Netzwerk: IPv4 und IPv6, DHCP, HTTPS, und - für die Freigabe im Unternehmensnetz meist entscheidend - IEEE 802.1x. Ohne Port-Authentifizierung kommt ein Gerät in vielen Organisationen gar nicht erst ins Netz.
- Datenübergabe: REST-Schnittstelle mit Swagger-Dokumentation, dazu aktive Datenübergabe per HTTP(S), FTP(S), SFTP, MQTT(S), TCP oder UDP. MQTT ist der Grund, warum sich solche Sensoren ohne Sonderentwicklung an eine Gebäudeleittechnik hängen lassen.
- Speicher im Gerät: bis zu drei Jahre Zähldaten, abhängig von der Anzahl konfigurierter Zähler. Ein Netzausfall führt damit nicht zu einer Datenlücke.
- Licht: ab 2 Lux. Das ist weniger als eine gedämpfte Museumsbeleuchtung. Ein Verfahren, das Helligkeit braucht, scheidet in einer Ausstellung aus.
- Montagehöhe: je nach Modell 2 bis 6 m für normale Räume, 6 bis 20 m für Hallen, Atrien und Bahnhofsgebäude. Die Höhe bestimmt das Sichtfeld und damit, wie viele Geräte eine Fläche braucht.
- Toleranz bei der Montage: etwa 15 Grad Neigung in der einen, 5 Grad in der anderen Achse. Eine Decke muss nicht perfekt eben sein, aber sie darf auch nicht beliebig schief sein.
- Umgebung: 0 bis 45 Grad, 20 bis 80 Prozent Luftfeuchtigkeit nicht kondensierend, Schutzart IP40. Das heisst unmissverständlich: Innenbereich. Für den Aussenbereich ist das Verfahren in dieser Bauform nicht gedacht.
- Zuverlässigkeit: rechnerische MTBF von rund 73 Jahren bei 40 Grad Umgebungstemperatur, nach IEC 61709. Bei 65 Grad sinkt sie auf etwa 29 Jahre. Wärme ist der bestimmende Faktor, nicht die Betriebsdauer.
Grenzen, ehrlich benannt: Grosse Flächen brauchen entsprechend viele Geräte, und die Montagepunkte wollen geplant sein. Das ist kein Gerät, das man irgendwo hinhängt und das dann schon passt. Wer eine Fläche lückenlos erfassen will, braucht überlappende Sichtfelder, und die ergeben sich aus Deckenhöhe und Grundriss.
Verfahren 2: Kamera mit Gesichtserkennung
Eine Videokamera nimmt auf, eine Software wertet aus. Mit Gesichtserkennung lassen sich Personen eindeutig identifizieren und wiedererkennen, womit sich theoretisch auch Verweildauer und Wiederkehr bestimmen lassen.
Drei Punkte sprechen dagegen.
Die Perspektive. Kameras hängen meist seitlich, nicht senkrecht. Wer hinter jemandem steht, ist verdeckt. Ausgerechnet bei hoher Dichte, wo die Daten am meisten wert wären, entstehen die Lücken.
Die Infrastruktur. Videobilder müssen über das Netz und auf Speicher. Bei mehreren Kameras über Monate wird daraus eine eigene Anlage mit eigenem Budget, eigener Wartung und eigenem Ausfallrisiko. Die Datenlast ist um Grössenordnungen höher als bei einem Gerät, das nur Text sendet.
Der Rechtsrahmen. Gesichtsmerkmale sind biometrische Daten. Nach der DSGVO fallen sie unter Artikel 9 als besondere Kategorie personenbezogener Daten, in der Schweiz sind sie nach dem revidierten DSG besonders schützenswert. Wer sie verarbeitet, braucht eine Rechtsgrundlage, eine Datenschutz-Folgenabschätzung, ein Löschkonzept und eine Information der Betroffenen. Das ist kein Formalismus, sondern ein eigenes Projekt neben dem Zählprojekt.
Wer Gesichter speichert, löst ein Zählproblem, indem er sich ein Datenschutzproblem einkauft.
Verfahren 3: Licht und Laser, also Infrarot und Lidar
Beide senden Licht aus und messen die Laufzeit bis zur Rückkehr. Daraus wird eine Entfernung, aus vielen Entfernungen eine Form.
Infrarot ist der Klassiker im Türrahmen, oft schon vorhanden, günstig und seit Jahrzehnten bewährt. Der Preis ist die Genauigkeit. Arbeitet das System mit einzelnen Lichtschranken, verdeckt eine grössere Person eine kleinere vollständig, und zwei nebeneinander werden zu einer. Für eine Tagessumme an einer ruhigen Tür reicht das. Für eine Anwesenheitsrechnung reicht es nach der Rechnung oben nicht.
Lidar arbeitet mit gebündeltem Laser, reicht weiter und misst deutlich präziser. Ein hochwertiger Sensor deckt eine beachtliche Fläche ab, kostet pro Gerät aber entsprechend.
Beiden gemeinsam ist die Empfindlichkeit gegenüber der Umgebung: Luftfeuchtigkeit innen, Regen, Schnee und Nebel aussen verfälschen die Laufzeitmessung. Zusatzmerkmale wie Blickrichtung lassen sich in der Regel nicht nachrüsten.
Ein echter Vorteil: Über Lichtlaufzeit lässt sich niemand identifizieren. Datenschutzrechtlich sind diese Verfahren unbedenklich.
Verfahren 4: WLAN und Bluetooth
Sensoren greifen die Funksignale mitgeführter Geräte ab und versuchen, sie über ihre MAC-Adresse wiederzuerkennen. Das Verfahren ist von mehreren Seiten gleichzeitig überholt worden.
Die Stichprobe stimmt nicht. Wer zwei Telefone trägt, dienstlich und privat, wird doppelt gezählt. Kinder und viele ältere Menschen tragen keines und fehlen ganz. Gezählt werden Geräte, nicht Personen, und das Verhältnis zwischen beiden ist weder bekannt noch stabil.
Die Grundlage wurde absichtlich entfernt. Betriebssysteme würfeln die MAC-Adresse inzwischen bei jeder Verbindung neu. Das ist eine notwendige Sicherheitsmassnahme der Hersteller, und sie macht das Wiedererkennen wirkungslos. Eine Anlage, die darauf baut, verliert mit jedem Systemupdate an Wert, ohne dass jemand etwas falsch gemacht hätte.
Und datenschutzrechtlich ist es heikel. Eine MAC-Adresse ist ein eindeutiger Bezeichner, und es existieren Datenbestände, die solche Bezeichner mit Personen verknüpfen.
Die vier Verfahren nebeneinander
| 3D-Stereovision | Kamera | Lidar | WLAN / Bluetooth | |
|---|---|---|---|---|
| Genauigkeit bei Gedränge | sehr hoch | mittel | hoch | gering |
| Flächenerfassung möglich | ja | eingeschränkt | ja | nein |
| Echtzeitdaten | ja | ja | ja | nein |
| Datenlast im Netz | gering (nur Text) | hoch (Video) | hoch | mittel |
| Licht und Schatten | ab 2 Lux, unempfindlich | empfindlich | unempfindlich | ohne Einfluss |
| Witterung, Feuchte | Innenbereich, IP40 | je nach Gehäuse | empfindlich | ohne Einfluss |
| Personenbezogene Daten | keine | biometrisch | keine | eindeutige Kennung |
| Zukunftssicher | ja | ja | ja | nein |
| Kosten über die Lebensdauer | gering | hoch | gering | erheblich |
Datenschutz ist eine Architekturentscheidung, kein Nachgedanke
In der Schweiz gilt seit dem 1. September 2023 das revidierte Datenschutzgesetz, im EU-Raum die DSGVO. Beide verfolgen denselben Gedanken: Personendaten dürfen nicht ohne Rechtfertigung bearbeitet werden, und biometrische Merkmale gelten als besonders schützenswert.
Für eine Ausschreibung folgt daraus eine unangenehme Asymmetrie. Kann ein Verfahren Personen identifizieren, musst du dauerhaft erklären, warum du es einsetzt, wie du die Daten schützt, wie lange du sie aufbewahrst und wie du Betroffene informierst. Kann ein Verfahren gar nicht identifizieren, entfällt die Diskussion vollständig - im Projekt, im Betriebsrat, in der Revision und gegenüber deinen Besuchern.
Das belastbarste Datenschutzkonzept ist das, bei dem nie personenbezogene Daten entstehen.
Deshalb verzichten 3D-Sensoren auf Gesichtserkennung. Nicht aus technischer Unfähigkeit, sondern weil die Auswertung im Gerät passiert und das Bild dort bleibt. Was das Gerät verlässt, ist eine Position und ein Zeitstempel. Daraus lässt sich niemand zurückrechnen, auch nicht nachträglich, auch nicht mit besserer Software.
Checkliste für die Ausschreibung
Sieben Fragen, die den Unterschied zwischen einer Zusage und einer Prozentzahl ausmachen:
- Genauigkeit getrennt nach Ein- und Austritt, mit Prüfprotokoll und Angabe der Verkehrsdichte.
- Wird die Fläche erfasst oder nur die Türlinie? Davon hängt ab, ob Verweildauer und Anwesenheit driften.
- Welche Daten verlassen das Gerät? Bild, Video oder nur Text?
- Unterstützt das Gerät IEEE 802.1x? Ohne das scheitert die Freigabe im Unternehmensnetz.
- Wie viele Geräte braucht dein Grundriss bei deiner Deckenhöhe? Die Antwort gehört in die Offerte, nicht in die Umsetzung.
- Wie lange speichert das Gerät selbst, wenn das Netz ausfällt?
- Welche Schnittstelle gibt es, und ist sie dokumentiert? Eine REST-Schnittstelle mit Swagger ist ein Integrationsprojekt von Tagen, eine undokumentierte ist eines von Wochen.
Wie wir das machen
Das ANALYSIT Counting System arbeitet mit 3D-Sensoren und erfasst die Fläche, nicht nur die Türlinie. Du siehst im Minutenraster, wie viele Personen anwesend sind, wie sie sich über die Zonen verteilen und wie lange sie wo bleiben, rückblickend über 730 Tage. Weil nachgezählt und nicht subtrahiert wird, gibt es den Driftfehler aus der Rechnung oben nicht.
Gezählt wird anonym. Es entstehen keine Bilder, keine Gesichtsmerkmale und keine Gerätekennungen, und damit keine personenbezogenen Daten, die geschützt, gemeldet oder gelöscht werden müssten.
Wenn du wissen willst, wie viele Sensoren deine Fläche braucht und was auf ihr messbar ist, sprich mit uns. Wir schauen uns Grundriss und Deckenhöhe an und sagen dir beides vor der Offerte, nicht danach.