모바일 매핑용 INS 설정 방법

이 블로그에서 우리는 모바일 매핑을 위한 INS(관성 항법 시스템) 설정 방법에 대해, 육상 기반 플랫폼과 드론과 같은 항공기를 포함하여, 최고의 측량 데이터를 얻을 수 있도록 설명합니다. 우리는 안테나 배치 및 장치 구성부터 LiDAR 측량용 보어사이트 보정까지, 저희 장치는 설정이 가능한 한 간단하도록 설계되었습니다.

참고: 이 블로그는 가이드로 제공됩니다 OXTS INS 하드웨어를 일반적인 용어로 설정하는 방법에 대한 내용입니다. 기기 설정 방법에 대한 자세한 내용은 관련 제품 설명서를 다운로드하십시오.

1) 설치 전 점검 목록

먼저 기기, 필요한 모든 장착 장비 등 필요한 모든 부품을 가지고 있는지 확인하십시오., 측량 센서, GNSS 안테나 등.

그렇게 들릴 수도 있지만 명백한, 하지만 플랫폼에 GNSS/INS와 라이다를 모두 설치할 공간이 있는지 확인해야 합니다(이는 SWaP(드론과 같은 제한된 플랫폼). 센서를 연결할 방법도 필요할 것입니다. 저희는 보통 네트워크 스위치에 의존합니다.

다양한 액세서리 설치를 올바르게 하는 데 도움이 되는 OXTS 제품들이 있으며, 여기에는 마운트 관련 내용도 포함됩니다. 육상 차량용 스트럿 및 안테나 마운트. 추가적으로, 줄자는 필수품입니다. 나중에 구성 파일에 저장하기 위해 여러 구성 요소 간의 거리를 측정해야 하기 때문입니다.

필요한 부품이 빠졌거나 어떤 것이 필요한지 잘 모르시겠다면, 저희 지원팀에서 이에 대한 조언을 드릴 수 있습니다.모바일 매핑용 INS 설정 방법.

무료로 다운로드하세요 모바일 매핑 설치 체크리스트, 또는 대안으로 문의하기 조언을 구하다.

2) 하드웨어 설정

1단계: INS 장착 모범 사례

어떤 플랫폼을 사용하든, 측량 센서와 GNSS/INS가 모두 차량에 단단히 고정되어 있는지 확인해야 합니다. 목표는 제거하다 어떤 움직임 상대 차량 자체나 GNSS 안테나에 문제가 있을 경우, 데이터에 오차가 발생할 수 있습니다. OXTS의 RT-Strut(아래 이미지 참조)는 차량에 GNSS/INS를 안전하게 장착할 수 있는 가장 간편한 방법 중 하나입니다.

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플랫폼에 따라 RF 및 EM 차폐, 진동 감쇠도 고려해야 할 수 있습니다. 이러한 요소들은 모두 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. V진동 감쇠는 어떻게든 해내셔야 합니다 any GNSS/INS, 하지만 만약 당신은 환경에서 일하고 있습니다 어디 위험 먼지, 물 또는 전자기 간섭과 같은 흔하다, 특수 차폐된 GNSS/INS를 고려하는 것이 좋습니다. RT3000 v4 DO-160.

2단계: 안테나 설치

육상 모바일 매핑의 경우, 이를 통해 더 큰 것을 얻을 수 있으므로 항상 듀얼 안테나 구성을 권장합니다. 정확도 계산 능력 정지 시 방향. 항공 측량의 경우, 기체에 충분한 공간이 없다면 안테나를 하나만 사용할 수 있습니다. 안테나를 하나만 사용하는 것은 적합하지 않을 수 있습니다 꽤 as 정확한 이중 안테나 구성으로, 하지만 그것은 분명히 여전히 정확한 ~에 충분하다 많이 모바일 매핑 사용 사례, 특히 GNSS 가시성이 완벽한 지역에서 수행되는 대규모 항공 지도 제작 프로젝트를 고려할 때.

단일 안테나로 시스템을 초기화할 때, 시스템이 헤딩을 계산할 수 있도록 차량은 직선으로 움직여야 합니다. 듀얼 안테나 설정은 움직이지 않고 초기화할 수 있게 하여 과정을 훨씬 부드럽게 만듭니다.

그것은 최첨단 센서와 안테나를 가능한 한 멀리 배치하는 것이 좋습니다. 안테나가 너무 가까우면 센서에 간섭을 일으킬 수 있습니다. GNSS/INS와 마찬가지로, 그것은 또한 차량 프레임에 안테나가 단단히 장착되어 있어 하지 마십시오. 이사 상대 차량 또는 GNSS/INS로. 안테나가 수평축에 정렬되도록 해야 합니다. 즉, 서로 수평을 이루어야 합니다.

요약: 

• 듀얼 안테나는 페이로드에 장착할 수 있다면 권장됩니다. 
• 가능한 한 센서에서 멀리 떨어진 곳에 안테나를 설치하여 간섭을 줄이십시오 
• 안테나가 서로 수평이 되도록 하세요

3단계: 전원 및 케이블링

OXTS GNSS/INS 장치는 자동차 대시보드의 12V 콘센트에 꽂는 전원 어댑터와 함께 제공됩니다. 항공 매핑의 경우, 일반적으로 UAV 또는 드론 배터리에서 장치에 직접 전원을 공급합니다.

육상 이동 매퍼는 물론 수많은 LiDAR와 같이 전원이 필요한 다른 센서들입니다. 이 센서들은 GNSS/INS와 독립적으로 전력을 공급받아야 합니다. 저희 자체 테스트 환경에서는 LiDAR에 전력을 공급하기 위해 휴대용 파워팩을 사용하지만, 물론 자동차를 통해 전력을 공급하는 것도 가능합니다.

케이블링은 작업 시 고려해야 할 중요한 사항입니다.모바일 매핑용 INS 설정 방법. 항공 매핑 페이로드에서는 케이블이 장치들을 전원, 서로, 그리고 데이터 로거(사용하는 경우)에 연결해야 하며, 기체의 기능에 영향을 미치지 않아야 합니다(예: 쿼드콥터 드론의 경우 로터가 얽히지 않도록). 육상 기반 매핑의 경우, 가장 어려운 부분은 LiDAR와 GNSS/INS를 연결하는 것일 가능성이 높습니다. 이는 LiDAR는 차량 외부에 장착해야 하는 반면, GNSS/INS는 내부에 장착되는 경우가 많기 때문입니다.

OXTS는 차량 외부에서 LiDAR와 함께 GNSS/INS를 장착할 수 있도록 맞춤형 루프 마운트를 제공하여 이 문제를 해결합니다. 이 옵션을 선택하지 않으면 일반적으로 케이블을 창문이나 트렁크를 통해 통과시키고 운전 중에 헐거워지지 않도록 지붕에 테이프로 고정합니다. 하지만 궁극적으로 케이블이 문에 손상되거나 운전 중에 헐거워지지 않고 연결부에 불필요한 스트레스를 주지 않도록 고정할 수 있다면 괜찮을 것입니다.

요약: 

• GNSS/INS 및 측량 센서를 배터리로 전원을 공급할지 또는 차량의 12V 콘센트와 같은 측량 플랫폼 자체의 전원으로 공급할지 결정하십시오.
• 케이블은 모든 구성 요소를 편안하게 연결할 수 있을 만큼 길어야 하지만, 플랫폼 작동에 영향을 미칠 만큼 길어서는 안 됩니다. OXTS는 다양한 케이블 옵션을 제공합니다.
• 육상 차량의 경우, 차량 내부에서 외부로 케이블을 연결할 필요성을 없애기 위해 GNSS/INS를 차량 외부에 장착하는 것을 고려하십시오.

3) 장치 구성

하드웨어가 장착되면 모바일 매핑 설치의 다음 단계는 장치를 구성합니다. OXTS 장치의 경우 다음을 사용하여 구성합니다. NAVconfig, 저희 무료 후처리 및 데이터 시각화 도구 모음의 한 부분인, NAVsuite.

저희 지원 문서는 설정 가능한 각 부분에 대한 전체 분석을 제공하지만, 간단히 말해 NAVconfig는 단계별 구성 프로세스를 안내하여 h를 알 수 있도록 합니다.모바일 매핑용 INS 설정 방법.

1. 이전 구성을 사용할지, 새 구성을 시작할지, 또는 이전 구성을 수정할지 결정합니다.
2. 차량에 대한 기기 방향을 정의하십시오.
3. 기기에 대한 GNSS 안테나의 위치를 정의하십시오.
4. GNSS 신호가 약화될 때 안정성을 보장하기 위해 미끄럼 방지 제약 조건을 설정하십시오.
5. 차분 보정 데이터는 RTK, NTRIP 또는 유사한 방식으로 제공될 것입니다.
6. LiDAR를 사용 중이라면 LiDAR의 상세 정보를 입력하세요.
7. GNSS/INS 출력을 설정하고 NCOM 또는 UCOM 사용 여부를 지정합니다. 옥스 기밀 데이터 형식),이더넷, 직렬 또는 CAN으로 출력하고 CAN 입력을 수신하며 어떤 트리거를 사용할 것인지.
8. 시간 동기화 세부 정보 구성 (자세한 내용은 나중에).
9. 장치가 초기화될 방식을 설정합니다 (정지 상태 또는 이동 중).
10. GNSS 환경 정의 (개방된 하늘, 부분적으로 가려짐, 또는 자주 가려짐).
11. 진동 수준, 현지 좌표 등과 같은 다른 환경 요소를 정의하십시오.

For 도로 기반 모바일 매핑, 저희는 추천합니다 또한 측면 및 수직 고급 슬립 활성화. 이는 미끄러짐을 줄이기 위해 GNSS/INS를 차량 프레임에 구속합니다.

요약: 

• NAVconfig의 단계에 따라 GNSS/INS를 구성하십시오. 모든 구성 단계가 정확하게 완료되었는지 주의하십시오.
• 측량 센서도 구성하고 정확한 데이터 수집을 위해 GNSS/INS와 동기화해야 합니다.

4) 센서 구성

GNSS/INS를 구성한 것처럼, h에 대해 생각할 때모바일 매핑용 INS 설정 방법, 센서도 구성해야 합니다. OXTS 장치는 GNSS 신호가 약한 지역에서 자체 정확도를 향상시키기 위해 측량 센서(특히 LiDAR)의 데이터를 사용할 수 있으므로 특히 중요합니다.

먼저 센서 사용 설명서에 있는 모든 구성 단계를 따르십시오. LiDAR 센서를 사용하는 경우 다음 두 가지 추가 단계를 따라야 합니다.

1. LiDAR 제조사와 모델을 NAVconfig에 입력하세요. 이렇게 하면 GNSS/INS에 데이터를 저장할 수 있으며, 원하는 경우 저장할 수 있습니다 (대규모 설문 조사는 더 많은 데이터를 수집할 수 있습니다). 
2. OXTS Georeferencer에서 LiDAR의 레버 암을 입력해야 합니다.

OXTS Georeferencer는 LiDAR 데이터를 지오레퍼런싱하기 위한 당사의 전문 소프트웨어입니다. 또한 보어사이트 캘리브레이션을 위해 INS 및 LiDAR 데이터를 처리하는 곳입니다 (아래 참조).

자세히 알아보기 OXTS 지오레퍼런서

5) 시간 동기화

보장하면서 최종 데이터를 사용할 수 있도록 하려면 센서 시계가 동기화되는 것이 중요합니다. 여기서 핵심은 설문 조사 센서와 귀하의 것 사이의 공통 동기화 프로토콜을 찾는 것입니다. 위치 센서.

OXTS GNSS/INS 장치는 PTP를 포함한 다양한 동기화 유형을 지원합니다., gPTP, NMEA, PPS. 대부분 현재 LiDAR 센서는 PTP를 지원하며, 구형 모델은 PPS와 NMEA를 지원합니다. PPS와 NMEA는 매우 복잡하다 설정하려면, 따라서 대부분의 경우 PTP 또는 gPTP 선호될 것입니다.

여기에서 센서 간 PTP 및 gPTP 동기화 설정에 대한 단계별 지침을 찾을 수 있습니다. – 기능 가이드: PTP 및 gPTP

6) 시준 보정

LiDAR 센서를 사용하여 조사하는 분들을 위해, 예를 들어 헤사이 또는 Ouster, 있습니다 마지막 단계 보어사이트 캘리브레이션이라고 하는 모바일 매핑 설정 프로세스에서. 이를 통해 GNSS/INS 및 LiDAR의 좌표 프레임을 정밀하게 정렬하여 최종 지오레퍼런스 포인트 클라우드가 최대한 정확한 가능한 한, 제거 흐릿함 및 복시(포인트 클라우드에서 객체가 두 번 나타남). 보어사이트 보정 없이 생성된 포인트 클라우드와 보정 후 생성된 포인트 클라우드의 차이는 놀라울 정도입니다.

아래의 비포/애프터 비교에서 보어사이트 보정 전에는 전봇대가 두 번 나타나지만, 보정 후에는 한 번만 나타나는 것을 명확하게 볼 수 있습니다.

보어사이트 보정을 수행하려면,주요 조사 전에 보정 ‘타겟’ 주변에서 2분간의 짧은 데이터 수집을 완료해야 합니다. 사용할 수 있는 ‘타겟'에는 두 가지 유형이 있습니다. 구매 가능한 전용 보어사이트 보정 타겟이 있거나, 벽이나 유사한 평평한 평면 표면에 가깝게 측량하는 경우 이를 사용하여 보정을 수행할 수 있습니다.

필요한 데이터를 수집한 후에는 저장하고 메인 데이터 수집 프로젝트를 시작해야 합니다. 설문 조사가 끝나면 LiDAR 파일과 항해 파일을 OXTS Georeferencer에 업로드하고 보어사이트 보정 기능에서 ‘보어사이트 보정 실행'을 클릭합니다. 그러면 소프트웨어가 LiDAR와 GNSS/INS 간의 각도 오프셋을 계산하며, 이를 OXTS Georeferencer에 입력할 수 있습니다. 결과적으로 흐릿함과 이중 이미지가 없는 포인트 클라우드 데이터를 얻을 수 있습니다.

참고: 설정이 변경되지 않아도 다음 데이터 수집 프로젝트에서 동일한 보어사이트 보정 데이터를 사용할 수 있습니다.

요약: 

• 보어사이트 보정은 GNSS/INS 및 LiDAR의 정렬을 정밀하게 조정하여 최종 포인트 클라우드의 정확도를 극대화하고 이중 이미지를 제거합니다.
• 설문 초기에 목표물 주변이나 벽이 있는 구조물 주변에서 2분 정도의 짧은 데이터 수집이 필요합니다.
• 과정은 간단합니다. 보어사이트 조사 LiDAR 및 GNSS/INS 파일을 OXTS Georeferencer에 업로드하고 ‘보어사이트 보정 실행'을 클릭합니다.’
• 그러면 소프트웨어는 LiDAR와 INS 간의 각도 오프셋을 0.1도까지 계산합니다.

7. 데이터 검증

전면적인 조사를 시작하기 전에, 짧은 데이터 수집 임무를 통해 설정을 올바르게 확인하는 것이 좋습니다. 열쇠는 사용하는 것입니다 NAVdisplay는 실시간으로 데이터를 확인할 수 있는 장치입니다. NAVdisplay는 GNSS/INS의 상태와 수집하는 데이터를 표시합니다.. 시계 동기화가 제대로 작동하는지 확인할 수도 있습니다. 예상치 못한 오프셋 없이.

이것은 중요한 단계입니다 예상치 못한 문제들을 발견하게 되거나 예측할 수 없었던. 설정 및 초기화부터 곧바로 진행하는 것을 권장합니다. 후처리, 당신이 당신의 프로세스의 모든 부분을 테스트했는지 확인 무엇을 기대해야 하는지 정확히 알 수 있습니다.

요약:

• 본 임무를 시작하기 전에 모든 것이 올바르게 설정되었는지 확인하기 위한 짧은 설문 조사를 실시하십시오.
• 모든 오류를 감지할 수 있도록 후처리까지 전체 프로세스를 실행하십시오.

8. 모바일 매핑용 INS 설정 방법 – 일반 함정과 피하는 방법

수천 명의 고객이 기기를 설정하도록 도왔던 저희 고객 성공 팀은 고객들이 겪는 몇 가지 반복적인 어려움을 발견했습니다. 이 어려움들과 이를 피하는 방법은 다음과 같습니다. 

• 시간 동기화 문제

시계 동기화는 까다롭고 기술적일 수 있지만, 우리가 보는 많은 문제들은 보조 센서의 지침을 읽는 대신 추측하는 데서 비롯됩니다. 항상 지침을 완전히 읽어서 아무것도 추측하지 않도록 하고, 체계적으로 테스트하십시오. 

• 포인트 클라우드의 고스팅 또는 흐릿함 

LiDAR 측량사의 숙적이라고 할 수 있는 흐림 현상 또는 이미지 중첩(이중 시현이라고도 함)은 LiDAR와 GNSS/INS의 좌표계 간 부정확성으로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 이는 보어사이트 교정 도구의 중요성을 정말 잘 보여주는데, 시각적으로는 정확하게 측정하기가 매우 어려운 좌표계가 정확하게 측정되었음을 확신할 수 있는 유일한 방법이기 때문입니다.

• 도심지 협곡에서의 위치 드리프트 

모바일 매핑 시스템은 탁 트인 하늘 환경에서만 작동하도록 제한되어서는 안 됩니다. 그러나 많은 경우 GNSS가 사라지면 위치 드리프트가 빠르게 통제 불능 상태가 되어 데이터를 사용할 수 없게 됩니다. 모바일 매핑 시스템의 진정한 가치는 GNSS가 있든 없든 정확한 데이터를 수집하는 능력에서 나옵니다. 위치 드리프트를 방지하기 위해 OXTS gx/ix 알고리즘은 GNSS와 IMU 데이터를 긴밀하게 결합하여 조사 중에 위치 드리프트를 제어 상태로 유지하도록 합니다.

추가 지원이 필요하시면 저희가 있습니다.

높은 정밀도의 센서를 가능한 한 간단하게 설정할 수 있도록 GNSS/INS 장치를 설계했습니다. 하지만 다양한 모바일 매핑 설정이 항상 명확한 해결책이 없는 독특한 상황과 과제를 만들어낸다는 것을 알고 있습니다. 이러한 상황에 대해서는 글로벌 지원팀이 조언과 지침을 제공하여 여러분의 작업이 순조롭게 진행될 수 있도록 지원할 준비가 되어 있습니다. 

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