OxTS では、組織が「完全な測量ソリューション」を構築できるように支援することをよく話しています。 LiDAR調査ソリューション」の構築を支援しています。しかし、完全なLiDAR測量ソリューションとは何なのか、また、なぜそれが必要なのか？
逃げることはできない。測量には根気が必要です。調査の種類や目的に応じて、さまざまな要素が絡み合っています。そして、その要素が一体となって初めて目的を達成することができるのです。
では、私たちが語るこのソリューションの構成要素とは何でしょうか？ここでは、それらをもう少し詳しく検証してみましょう...。
LiDAR測量機器
まず、ハードウェアについて説明します。測量ソリューションというと、主にLiDAR測量が挙げられます。LiDAR測量が普及してきているのは、収集したデータを使って 3D点群.点群とは、データポイントの集合体であり、これを収集して処理することで、世界の3D表現を作成することができます。点群は、プロジェクトの意思決定に何度も使用することができ、貴重なリソースとなります。
1 - LiDAR
LiDAR測量を行い、点群を作成するには、言うまでもなくLiDARセンサーが必要です。現在、多くのLiDARセンサーがあり、それぞれが専門的なアプリケーションのユースケースを持っています。また、価格帯も大きく異なります。市販されている小型のスキャナーは1,500ポンド程度で購入できますが、ハイエンドのスキャナーは750,000ポンド以上もします。
どのような調査を行いたいかによって、どのタイプのスキャナーが必要かが自ずと決まってきます。例えば、UAV/ドローンを使用して長いベースライン調査を行いたい場合、LiDARのサイズと重量を考慮する必要があります。
また、LiDARスキャナーの出力速度はそれぞれ異なります。センサーが出力する1秒あたりのポイント数が多いほど、点群の密度が高くなる可能性があります。点群の精度に影響を与える要因は他にもたくさんあり、LiDARセンサー自体の精度、レンジ、パワーオーバーレンジなどがあります。
2 - 慣性航行システム(INS)
さて、LiDARセンサーを選びましたが、次はどうしますか？先に述べたように、点群の精度に影響を与える要因がいくつかあります。調査の種類（静的なものと移動するもの）によっては、LiDARデータに慣性データを融合させる必要があります。
静的なLiDAR調査では、位置、方位、ピッチ/ロール、時間の変化を考慮する必要がありません。しかし、モバイルサーベイでは、それが必要です。
上記の要素にわずかな誤差があると、結果として得られる点群が使えなくなってしまいます。そのため、モバイル調査を行う際には、LiDARセンサーで生成されたデータをINSからの正確な慣性データと融合させて、精度を確保する必要があります。
INSは高精度の位置情報、ナビゲーション情報、タイミング情報を出力し、LiDARデータと組み合わせることで、センサーは任意の位置、任意の時間における環境の3D表現を構築することができます。
INSが提供する位置情報は、複数の衛星群（Galileo、GPS、BeiDou、GLONASS）を追跡するオンボードのGNSSレシーバーによって生成されます。ナビゲーションの測定値は、内蔵の慣性測定ユニット（IMU）から得られます。これにより、高精度のヘディングおよびピッチ/ロール測定値が出力されます。
のようなINSはOxTS xNAV650 INSは、ドローンやUAVを使ったマッピングアプリケーションに最適です。軽量・小型で、LiDARセンサーに2cmの位置精度、0.1°の方位精度、0.05°のピッチ/ロール精度を提供し、点群の精度を可能な限り高めます。
LiDAR測量ソフトウェア
3 - INSソフト
前述のように、INSはLiDARデータと組み合わせて正確な位置、ナビゲーション、タイミング情報を提供します。しかし、必要なデータを正確に出力し、それを後処理して分析できるようにINSを設定する方法が必要です。
効果的なINSソフトウェアが果たすべき機能は、主に4つあります。それは以下の通りです。
設定 - ソフトウェアは、ユーザーがINSを設定して、可能な限り最高のデータを得られるようにサポートする必要があります。シンプルなウィザードを使用することで、重要な測定を見逃さないようにすることができます。
モニター - サーベイヤーは、自分のデータをリアルタイムでモニターし、「INSが見ているものを見る」ことができなければならない。
ポストプロセス - INSにリアルタイムで記録された生データは、ナビゲーションエンジンを使って有用なフォーマットに加工される。これを「後処理」という。
分析 - 優れたINSソフトウェアは、測量データを直感的に分析することができます。測量後のナビゲーションデータをプロットし、理解し、エクスポートするために必要なツールを提供してくれます。
多くの場合（すべてではありません！）、ソフトウェアはINSハードウェアに加えて追加費用が発生し、機器を使用するために必要となりますが、すべてのOxTS INS機器には、当社のNAVsuite ソフトウェアが無料で付属しています。ソフトウェアの詳細については、以下をダウンロードしてご覧ください。 OxTS NAVsuite ソフトウェアのご案内です。
4 - LiDARジオリファレンス・ソフトウェア
LiDARデータを収集した後は、INSのナビゲーションデータとのジオリファレンスが必要です。これにより、ユーザーは最も正確な点群を作成することができます。2つのデータセットを融合させるために、LiDARジオリファレンスソフトウェアが使用されます。
位置データ（GNSS受信機で収集）とナビゲーションデータ（IMUで収集）は、LiDARセンサーが収集した各ポイントに結合されます。このジオリファレンス処理により、ソフトウェアは収集された各ポイントのLiDARセンサーの位置、方位、ピッチ/ロール角を把握することができます。このプロセスにより、移動式マッピング車両やUAV/Droneに搭載した場合、周囲の3Dマップを作成することができます。
しかし、2つのデータセットを組み合わせればいいという単純な話ではありません。残念ながら、結果に悪影響を及ぼす要因が他にもあります。測量士は、ナビゲーションデータとLiDARデータを組み合わせて点群を作成するプログラムを自分で書かなければならないことが多い。ソフトウェアエンジニアを雇う時間も資金もない小規模な測量会社では、このようなことは不可能な場合が多いです。また、これは非常に非効率的な業界標準であり、各測量士が同じ作業を繰り返さなければならないため、追加できる便利な機能の数が限られてしまいます。
OxTS Georeferencer は、測量士のためにこのステップを引き受け、わずかなコストでこの課題を克服することができ、自分では作成できない多くの便利な機能を備えています。
正確な点群を作成するためには、ナビゲーション（INS）と測量（LiDAR）デバイスの座標フレーム間のオリエンテーションを可能な限り高い精度で測定する必要があります。これは目視では非常に困難ですが、このプロセスを支援するソフトウェアがあります。
データを使って角度を校正するのも一つの方法です。この方法の詳細については ボアサイトキャリブレーションをご覧ください。
OxTS Georeferencerは、OxTS' LiDARジオリファレンスソフトウェアです。様々なLiDARセンサーからの点群を地理的に参照する機能を測量士に提供します。このソフトウェアには、正しい相対回転角度を入力するための3Dハードウェアセットアップビューアや、測量の開始時間と終了時間を選択するためのタイムオーバーラップチャートなど、測量士の地理参照プロセスを支援するいくつかの機能があります。また、データを使って測量機器とナビゲーション機器の間の角度を校正するボアサイト・キャリブレーション・ツール（オプション）もあります。
OxTS Georeferencer の最も重要な点は、いくつかのLIDARセンサーがソフトウェアにあらかじめ統合されていることで、難しい統合作業がすでに行われています。
5 - Pointcloud Viewerソフトウェア
LiDARデータを地理的に参照し、調査結果を表示することができたら、サードパーティ製の点群分析/ビューアツールにデータをアップロードすることができます。
点群を表示してナビゲートすることができる無料のツールがたくさんあります。OxTS では、私たちが好んで使用しているソフトウェアがありますが、同様の機能を提供する無料のツールも多数あります。
このツールは使いやすく、いくつかの機能を備えているため、私たちのお気に入りのソフトウェアとなっています。特に気に入っているのは、表示するスカラーフィールドを簡単に変更できることと、カラーパラメータを簡単に変更できることです。詳しい情報をお知りになりたい方は、お問い合わせください。
結論として
完全なLiDAR測量ソリューションは、5つの重要な要素で構成されています。購入する前に、それぞれの要素を慎重に検討する必要があります。理想的なソリューションは、5つの各段階で簡単に統合することができ、各要素が連動して最も正確な点群を作成することができます。
- LiDARセンサーは、私の特定のアプリケーションに必要な密度を与えてくれますか？
- 自分のINSは、積載量に対して適切なサイズと重量になっているか？
- INSソフトはINS購入時に付属していますか？
- サードパーティ製のLiDARジオリファレンス・ソフトウェア・ソリューションを購入する必要がありますが、これは私のLiDARで動作しますか？
- ポイントクラウドの分析・閲覧ソフトにはどのような機能が必要ですか？
これらは、ソリューションを構築する前に自問自答する必要がある質問のほんの一部です。
アドバイスが必要な場合は コンタクトOxTSお気軽にご相談ください。
もっと詳しく...
LiDAR測量のパンフレット
OxTS LiDAR Surveyingのパンフレットをダウンロードして、LiDARセンサーと一緒にOxTS INSを使用して高精度の3D点群を作成する方法について詳しくご確認ください。
ボアサイト校正パンフレット
ボアサイト・キャリブレーションのパンフレットをダウンロードして、測量機器（LiDAR）とナビゲーション機器（INS）の間の角度を迅速かつ簡単に校正する方法をご確認ください。
LiDARセンサーを使った測量についてのご相談はこちらから
お客様のLiDAR調査プロジェクトについてのご相談を承ります。お客様のアプリケーションに合わせた正確な3D点群を作成するために、INSと関連ソフトウェアの使用についてご説明させていただきます。
