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INSによるロードサーベイの実施方法

業界記事 2021年5月18日

慣性航法システム 慣性航行システム(INSは、測量士の重要な武器の一つです。ヘディング、ピッチ/ロール、タイミング、絶対位置など、このデバイスが提供する位置、ナビゲーション、タイミングの測定により、測量士は自信を持って環境を測定することができ、すべてのエリアと角度を正確にカバーすることができます。これらの測定は、特に道路調査に役立ちます。

A 好調なINS調査は、少なくとも0.1° の方位精度、2cm以下の位置精度、約0.05°のピッチ/ロール精度を提供します。また、LiDARとの統合などの追加機能も提供する必要があります。これらの機能により、測量士の作業が効率化され、長いベースラインの測量に集中することができます。この場合は、道路調査ですね。

Ready to Survey -Hesai LiDAR andxNAV650 INS
測量の準備:OxTS xNAV650 INSとHesai Pandar 40P LiDAR

INSが有用なツールとなる測量やマッピングのアプリケーションは、ほぼ無限にあります。例えば、BIM(ビルディング・インフォメーション・モデリング)、林業調査、沿岸監視、インフラ探索などのアプリケーションはすべて、INSが提供する測定値から恩恵を受けます。

この記事では、なぜINSが長期にわたるベースライン調査に欠かせないコンポーネントなのかをご紹介します。INSをLiDARセンサーと一緒に使用するためのセットアップは、困難な見通しとなります。この記事では、なぜそのようなことが必要ないのか、また、このプロセスを効率化するために行ったいくつかのステップについて説明します。

道路調査

道路調査については、道路建設のための調査と既存の道路の調査を区別することが重要で、これらのプロジェクトにはそれぞれ固有の要件があります。

新たに計画された道路が、起点から目的地まで直接、あるいは「まっすぐ」に行けることは非常に稀である。まず、調査を行ってルートを分析し、考慮すべき潜在的な特徴を特定しなければならない。丘や川などの自然の地形でトンネルや橋が必要な場合や、建物などの人工的な地形でナビゲーションが必要な場合などがあります。ルートが決定したら、再び土地の測量を行い、建設中にエンジニアが注意しなければならない斜面や環境の特徴を確認する必要があります。

このシナリオでは、INSをLiDARセンサーなどの測量機器と組み合わせることで、システムはプロジェクトチームに非常に貴重な情報を提供します。絶対的な位置と慣性計測を組み合わせることで、選択したルートが完全に調査され、すべての潜在的な危険性が特定され、次の計画段階で考慮に入れることができることを保証します。INSで取得した位置と慣性計測値をLiDARセンサーで収集したデータと組み合わせることで、測量者は環境の高精度な3D点群を作成することができ、何度でもルートの分析に使用することができます。

このプロセスを最初から正しく行うことが重要であり、見逃しがあれば、プロジェクトの遅延や未計上の追加コストにつながる可能性があります。INSが提供するセンチメートルレベルの絶対的なグローバルポジションの精度は、測量士に、正確なルートがマッピングされており、ポジションドリフトがないことを確信させます。

既存の道路インフラの場合、調査はやはり長いベースライン調査となるだろう。しかし、ルートの適合性を評価するのではなく、道路の現在の状態、経年劣化、生い茂った葉や新しくできた穴、人工的な障害物などの潜在的な危険性について理解することが目的です。

道路調査のポイントクラウド
道路調査点群:OxTS xNAV550 INS およびVelodyne VLP-16 LiDAR

これまでこの種の道路調査は特に難しく、道路調査員や道路利用者の安全、そして混乱を最小限に抑えるという3つの主な要因を考慮する必要がありましたが、すべては必要な時間内に可能な限り最高のデータを収集するためでした。細かい道路網ではそれほど問題になりませんが、調査が交通量の多い道路や高速道路に移ると、混乱を最小限に抑えながら安全性を確保することがますます難しくなります。

INSやLiDARの統合などの測量技術の革新により、測量を道路から路側に移したり、通常の運転中に行うことができるようになり、道路での測量に伴うリスクが軽減されました。

INSは、道路全体が調査され、すべての危険が考慮されているという自信を測量者にもたらします。また、地理的に明確な点群を作成するために必要なデータも提供します。また、LiDARセンサーとの統合を進めれば、既存の道路の点群を継続的かつ反復的に分析することが可能になります。

さらに、INSデータとLiDARデータを組み合わせることで、精度診断を用いて再測量が必要なエリアを把握することができます。

モバイルマッピングの最新ニュースを知りたい方は、OxTS モバイルマッピングのLinkedinページをフォローしてください。 OxTS モバイルマッピング

UAVベースのマッピング

道路などの長い基線を調査する場合、これまでは自動車などの移動式地図作成車を使用することが多かった。しかし、ドローン技術の進歩により、UAV(Unmanned Aerial Vehicle:無人航空機)がこの種の調査のあり方を変え始めています。

これまでのUAVは、この種の作業には必ずしも適していませんでした。長いベースライン調査は数マイルにも及び、測量装置(LiDAR)やナビゲーション装置(INS)がペイロードの重量に悪影響を及ぼすため、飛行時間が大幅に短縮される傾向がありました。

現在、私たちが期待しているように、技術の進歩は急速に進んでいます。水素燃料電池のような新しいUAVの電源は、UAVがより長く空を飛び、より重いペイロードを運ぶことを可能にしています。一方で、INS機器などの測量技術は、高精度な計測を実現しながらも、小型・軽量化が進んでいます。

UAVベースのマッピングに関する最新情報は、OxTS UAV Based MappingのLinkedinページをご覧ください。 OxTS UAVベースのマッピング

慣性航法システム

その例として、新しい OxTS xNAV650.xNAV650 は、測量士を念頭に置いて開発されました。小型サイズ(わずか77×63×24mm)と軽量(わずか130g)であることから、UAVやドローンを使った測量やマッピングのアプリケーションにとって理想的なパートナーとなります。しかし、後述するように、xNAV650 はUAVやドローンを使った測量に限定されるものではありません。

xNAV650 は、小型軽量でありながら、0.1°の方位精度、0.05°のピッチ/ロール精度、2cmのRTK/PPK位置精度など、パフォーマンスに妥協はありません。

 

 

また、xNAV650 には、測量士が得意とする測量に集中できるように、ソフトウェアとの統合や機能が追加されています。

LiDARセンサーは多くの測量で使用されており、測量士が測量中の環境の3D画像を構築するのに役立っています。これらの点群は、測量士やエンジニアに、道路や高速道路のルート分析や準備に関する決定など、プロジェクトの重要な意思決定に役立つ重要な情報を提供します。

しかし、この記事で紹介されているような利点を生かすために、このデータを地理的に参照することは、多くの場合、時間がかかります。そのため、INSとLiDARのデータを統合しようという意志はあっても、それが現実的なものになるとは限りませんでした。

LiDARジオリファレンス・ソフトウェア(例えば OxTS Georeferencerなど)をxNAV650 やOxTS の INS などと併用することで、LiDAR データのジオリファレンスを迅速かつ容易に行うことができます。

互換性のあるLiDARセンサーのリストは、当社ウェブサイトのOxTS Georeferencer ページに掲載されています。また、私たちの活動については、以下のページでご覧いただけます。 Velodyne LiDAR, Hesai, Ousterとの連携については、当社の テクノロジーパートナーのページ.

シンプル LiDARインテグレーションは、OxTS Georeferencer とxNAV650 のストーリーの一部分に過ぎません。OxTS Georeferencer 内のボアサイトキャリブレーション機能を有効にすると、ユーザーはナビゲーション(INS)と測量機器の間の角度をキャリブレーションするためのデータ駆動型のアプローチを利用することができます。

このキャリブレーション技術は、迅速かつ簡単にセットアップと実行ができるため、測量者が「測量時間」を短縮するのに役立ちます。詳細はこちらをご覧ください。 LiDAR 測量ボアサイトキャリブレーション機能の詳細については、当社のウェブサイトから関連するパンフレットをダウンロードしてください。

 

"エンジニアとして、INSとLiDARの間の角度を1,000分の1度単位で正確に測定できるシンプルなツールを知りません。OxTS は、LiDAR測量のためにすでに用意されているツールを使用して、この問題をエレガントに解決しました。2つの反射ターゲット(安価に作成可能)の間で10分間のデータ収集を行うことは、最も難しい部分です。ドキュメント化されたOxTS のガイドに従えば、次のステップはOxTS Georeferencer で収集したデータファイルを選択し、次のボタンを押すだけの簡単なものです。を押すだけです。"Run Boresight Calibration" ボタンを押すだけです。本当に簡単なことです。計算された角度を指定した後、点群の精度が大幅に改善され、人間の目で見てもわかるようになりました。"

SKYCORP社 システムインテグレーションスペシャリスト アンドリ・カロ

SKYCORPロードサーベイ

OxTS パートナーであるSKYCORP社は、エストニアにある水素で動くドローンのメーカーです。彼らはxNAV650 を使って道路調査を成功させました。

SKYCORP社は、エストニアの水素ドローンメーカーです。使っていた。

  • xNAV650のクアッドコンステレーションによるGNSS測位機能は、センチメートルレベルの位置精度を提供してくれました。これにより、道路のロングベースライン調査を行うことができたのです。
  • Ouster OS1-64 LiDARを使用してデータのジオリファレンスを作成しました。 OxTS Georeferencer.
  • INSとLiDARに加えて、ボアサイト・キャリブレーション・ツールを利用して、セットアップの精密な調整を行いました。これにより、安定した再現性のある測量データを得ることができました。このセットアップは、イーサネットの「プラグイン」を使用する新機能 OxTS 精密時間プロトコル新機能を使用することで、セットアップがより簡単になりました。

彼らが得た結果は以下の通りです。

結論

通常、測量の世界では花嫁ではなく花嫁付添人と見られていますが、道路調査に限らず、長いベースライン調査ではINSの重要性が強調されています。

測量士に高精度の位置・慣性計測を提供することで、プロジェクトの次の段階に進む際に、ルートのすべての部分がカバーされているという安心感を得ることができ、しかもしっかりとカバーされているという確信を持つことができます。

アンケート調査のセットアップを効率化し、最良の結果を得るためのINSの活用法についての詳細は OxTS までお問い合わせください。.

ジェフ・ベスブライド
プロダクト・マーケティング・エグゼクティブOxTS

測量とマッピングに関する最新情報は、以下のサイトでご覧いただけます。OxTS

OxTS では、調査プロセスのあらゆる段階での効率化を目指し、革新的な新製品 や機能の開発を続けています。

さらに、「センター・オブ・エクセレンス」のウェビナーシリーズでは、測量士が当社の技術を深く理解することができ、また、ガイドやパンフレットの豊富なライブラリーでは、測量士が「自信を持って測量する」ために必要な情報を提供しています。

OxTS Georeferencer 、ボアサイト・キャリブレーション、またはその他の調査に特化したINS機器についてのご相談をご希望の場合は、反対側のフォームにご記入の上、弊社チームまでご連絡ください。

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