INSとLiDARの較正 - データで解決！

いつ LiDAR データは点群を生成するために地理参照され、各フレームは正確なナビゲーションデータとペアでなければなりません。LiDARと画像間の相対的な変位と方位は、LiDARと画像間の相対的な変位と方位と同じである。 航法装置 を知らなければならない。これらの角度を正確に測定できなければ、最適なパフォーマンスを発揮することは難しい。このプロセスは困難です。しかし、INSに対するLiDARの位置と向きを、可能な限り最高のデータを得るために必要な精度で確認するために、迅速かつ効率的なデータ駆動型の方法が利用可能です。ここでは、INSとLiDARの較正の難問をデータで解決する方法を探ります。

LiDARは通常、1フレームあたり数センチメートルの範囲精度という高精度を誇ります。このような精度をジオリファレンスポイントクラウドで得ることは、はるかに難しい。非常に正確なナビゲーションデータが必要です。どの程度の精度が必要かは、小さな角度で近似し、レンジに角度誤差を掛け合わせることで簡単に知ることができる。50mの場合、1軸で0.1°の方位誤差があれば、約9cmの誤差がある（0.09 = 50 x 0.1° x 2π/360）。

つまり、レンジは誤差を乗算するため、方位誤差に非常に敏感であることがわかります。したがって、INSとLiDARのキャリブレーションは可能な限り正確でなければなりません。

INS装置は通常、方位に0.1°の誤差がある状態で航法データを出力します。

ポイントクラウドで正確なデータを得るには、ナビゲーション・データが明らかに制限要因となる。しかし、さらに複雑な問題があります。LiDARとナビゲーションデータを組み合わせる場合、デバイス間の関係が必要になります。点群内の点の位置を計算する測量士は、以下の式を使用します：

世界におけるナビゲーション・デバイスの位置と向き + ナビゲーション装置に対するLiDAR装置の関係 + LiDAR装置に対する点の位置.

デバイス間の関係には回転が含まれます。このため、方位やピッチ/ロールの精度と同レベルの精度でないと、点群の精度の新たなボトルネックとなる方位の不確かさが加わります。

これは、LiDARに限らず、別のナビゲーション装置を使用し、遠くから対象物を見るすべての測量機器に適用される。

この角度を同じ精度で測定できるかどうかは、点群の最終的な精度にとって非常に重要である。

この画像は、LiDARセンサーに対するINSの位置を示すハードウェア図の例です。この画像は弊社のLiDARジオリファレンスソフトウェアOXTS Georeferencerから取得したものです。

INSに対するLiDARの回転を0.1°まで測定することは容易ではありません。CADでプリントされた取り付けの設計や製作は高価で時間がかかり、柔軟性のない解決策となります。INSに対するLiDARの回転を較正する最も効率的な方法は、データ駆動型の方法を使用することで、地理参照データと最適な点群を与える回転を計算するアルゴリズムを使用します。

OXTSは、いくつかの校正ターゲットの短いサーベイを個別に（または長いサーベイの一部として）実施することができる方法を開発しました。

方法は簡単で、2つの平らな正方形の反射ターゲットが設定される。LiDARを搭載した車両は、ターゲットの適切な画像がジオリファレンスされるまで、3～10分間ターゲットを調査するよう操縦される。ターゲットは、反射テープを貼った木の板など簡単なものでよい。