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전 / 후 처리

애플리케이션 공지 2014년 4월 3일

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위치를 정확하게 측정하려고 할 때, 각각의 방법은 서로 다른 장점과 단점을 가지고 있습니다. 이러한 이유로 OxTS는 관성 및 GNSS 측정을 당사의 성공적인 시스템을 통해 결합하여 정확하고 신뢰할 수 있는 측정 플랫폼을 만들었습니다. 이와 같은 이중 기술 접근 방식은 각 기술의 개별적인 강점을 이용하며 테스트를 어렵게 만드는 환경에서 사용자가 측정을 지속할 수 있도록 지원합니다.

이 뿐만 아니라 OxTS RT, Survey , Inertial 또는 xNAV에 의해 측정된 데이터에 적용할 수 있는 아직은 인지도가 낮은 세 번째 기술을 통해 매우 열악한 상황에서도 정확도를 더욱 향상시킵니다. 결합 또는 전 / 후 처리라고 하며 후 처리 중에 적용됩니다. 전 / 후 처리의 작동을 이해하기 위해서는 관성 및 GNSS 기술의 강점과 약점을 정확하게 파악하고 결합 시 어떻게 강력한 솔루션을 제공하는지를 이해해야 합니다.

이는 차량이 긴 터널을 통과할 때 각 기술에 의해 측정된 경로를 보여 주며 그림 1에서 자세하게 설명되어 있습니다. 차량이 GNSS-블랙아웃 영역(검은색/노란색 줄무늬)에 들어가면 신호가 손실됩니다. 이미지 왼쪽에서 작업:

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그림 1. 다양한 기술을 적용하여 측정한 터널 통과 경로

  • 실제 경로: 빨간색 선은 차량이 장애물을 피하기 위한 방향 변경을 포함한 통과 경로를 나타냅니다. 이것이 바로 포착하고자 하는 경로입니다.
  • GNSS 전용 경로: 빨간색 선은 GNSS 수신기가 차량이 지나갔다고 판단하는 경로를 나타냅니다. 수신기는 터널에 진입 직후 GNSS 잠금을 잃고 다시 획득합니다. "점에 합류"하고 경로를 채우는 것은 가능하지만, 스위브 기동을 완전히 놓치기 때문에 대부분의 사용자에게는 허용되는 솔루션이 아닙니다.
  • 관성 전용 경로: 이해를 돕기 위해 이미지 맨 위에서 부터 이 경로에 과장된 상수 드리프트가 적용되었습니다. GNSS 보정이 없으면 실제 경로와 비교하여 터널 입구에서 위치가 이미 꺼져 있음을 알 수 있습니다. 이 특성은 바람직하지 않지만 관성 센서가 차선 변화 기동 역학을 정확하게 캡처한다는 이점이 있지만 누적 드리프트로 인해 위치에 대해 정확할 수가 없습니다.
  • Inertial GNSS 경로: 이것은 OxTS 시스템이 사물을 보는 방법입니다. GNSS 측정은 시스템에서 발생하는 드리프트를 방지하기 때문에 차량이 터널에 들어갈 때 위치가 올바른지 주의하는 것이 중요합니다. 결정적으로, 이것은 드리프트가 덜 발생하기 때문에 터널 입구에서 스위브 기동까지의 위치 정확도를 향상시킵니다. 이는 이전 예제와 동일한 과장된 드리프트가 적용되었음에도 불구하고 스위브의 정점에 표시됩니다. 차량이 터널을 지나고 GNSS 잠금 장치가 확보되면 시스템의 위치 정확도가 다시 향상되고 누적된 드리프트가 수정됩니다. 장치가 재획득 시 올바른 위치로 다시 회복하거나 여기에 표시된 대로 원활하게 전환할 수 있습니다.

GNSS 지원 관성 솔루션은 터널이나 GNSS 수신불량 영역에서도 움직임을 여전히 포착하기 때문에 가장 바람직한 선택이지만, 전/후 처리를 사용할 경우 더욱 향상될 수 있습니다.  GNSS 신호가 신뢰할 수 없는 데이터의 생성을 위해 완전히 차단될 필요는 없습니다.

이전 예제에서는 데이터를 정방향으로 간주하였고, 이는 실시간으로 수신된 순서대로의 데이터를 의미합니다. 전/후 처리는 처음에는 동일한 방식으로 작동하지만 후 처리 환경에서 작동하기 때문에 데이터를 뒤에서부터 읽을 수도 있습니다. GNSS의 측면에서는 블랙아웃 중에 생성되는 것이 없기 때문에 역방향 처리가 아무런 이점이 없습니다.

관성 전용 시스템의 경우 드리프트 오류가 다른 방식으로 누적되기 때문에 데이터를 뒤로부터 실행하는 것은 몇 가지 이점이 있습니다. 횡풍을 맞으며 항해 하는 배를 상상해 보십시오. 출항시 배는 정면으로 나아가지만, 실제로는 경로를 벗어나게 되고 목적지의 왼쪽에 도착합니다. 돌아오는 길에 다시 똑바로 항해하지만, 이번에는 홈 항구의 오른쪽 방향으로 나아가게 됩니다. 이것은 바람의 방향을 나타내게 되는 것인데 관성 전용 시스템에서 표류하는 것과 유사합니다.

전/후 처리를 사용하여 역으로 관성 데이터를 처리하는 것은 비슷한 방식으로 작동합니다. 하나의 여정만 이어져도 동일한 문제에 대한 두 가지 다른 솔루션을 제공합니다. 그 후 이러한 솔루션을 사용하여 시스템 전체에 대한 추가 정보를 생성할 수 있습니다. 한 장소에서 다른 장소로 항해한 배와 달리 관성 전용 시스템은 어디서 시작해서 어디서 끝나는지 정확히 알 수 없습니다.

이것이 OxTS 시스템이 GNSS와 and 관성 기술을 모두 사용하는 이유이고 이 두 시스템을 통해서 정확한 위치를 알 수 있습니다. GNSS 신호가 손실되고 다시 획득되는 점은 시스템이 이동하는 두 개의 알려진 지점이 됩니다. 그리고 선박과 달리 OxTS INS/GNSS는 내부에 매우 정확한 관성 센서를 사용하여 두 지점 사이의 모든 움직임을 포착합니다.

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그림 2. 서로 다른 처리 기술로 터널을 통과하는 계산된 경로

전/후 처리하는 것은 한 솔루션을 사용하여 다른 솔루션을 취소하는 것만큼 간단하지는 않지만 기본적인 원리입니다. 그림 2에 나와 있는 것처럼, 이는 그림 1과 동일한 장면을 보여 주지만 위에서 부터 보여 줍니다. 빨간색 원은 GNSS 신호가 손실되고 다시 획득되는 지점을 나타내며, 그 두 지점 사이의 영역이 중요합니다. 상단에서 아래로 작업:

  • 정방향 처리 관성 경로: 그림 1에서 "Inertial GNSS"로 표시된 경로와 동일합니다. 이는 OxTS 시스템이 실시간으로 수신한 데이터를 기반으로 했다고 판단하는 경로를 보여 주며, 이는 정방향 처리와 동일합니다. GNSS 보정의 부재는 드리프트 (그림에 과장되어 표현)가 시스템에 축적되기 시작하고 GNSS 잠금이 다시 이루어 질 때, 시스템은 그것이라고 판단되는 곳에 있지 않습니다.
  • 역방향으로 처리된 관성 경로: 실시간 환경에서 시스템은 관성 데이터를 사용하여 이동한 경로를 계산합니다. 이 경로는 정방향으로 처리된 경로입니다. 후 처리 환경에서는 동일한 데이터를 잘 알려진 위치에서 시스템으로 역으로 제공할 수 있습니다. 이 경우 알려진 위치는 터널 출구에서 GNSS 측정이 다시 설정된 위치입니다. 후 처리 네비게이션 시스템은 데이터가 역순으로 제공되고 있는지 알지 못하며 주어진 입력 측정에 따라 경로를 계산합니다. 그러나 데이터를 역순으로 전송하는 알고리즘은 계산된 경로가 GNSS 측정이 다시 설정된 지점에서 시작되어야 한다는 것을 알고 올바른 위치로 변환합니다. 이것은 GNSS 보정이 없을 때 시스템이 표류하는 것을 멈추지 않지만 경로의 반대쪽 끝에 모든 드리프트가 축적된다는 것을 의미합니다.
  • 정방향/역방향 경로 중첩: GNSS 신호가 손실된 지점에서 경로가 정방향으로 계산되고 GNSS 측정값이 다시 설정된 지점에서 역방향으로 계산되면 두 경로를 중첩할 수 있습니다. 이러한 방식으로 정방향 경로(흰색)와 역방향 경로(검은색)의 최상의 데이터를 결합하여 차량이 실제로 취한 실제 경로와 겹쳐진 정방향/역방향 경로(회색)를 형성할 수 있습니다.

그것은 단지 측면의 관점과 극단적인 조건에서 정방향/역방향 처리의 이점을 강조했다는데 주목할 필요가 있습니다. 그러나 이 프로세스는 3D 프레임워크에도 적용되며 피치, 롤 및 요 측정값도 크게 개선됩니다. GNSS 신호 손실의 짧은 기간 동안 정방향/역방향 처리를 활용할 필요는 없지만 동일한 방식으로 데이터를 향상시킬 수 있습니다.

정방향/역방향 처리 또는 OxTS 제품 또는 기술에 대해 더 알고 싶으시면 OxTS 또는 지역 대리점에 직접 문의하십시오. 자세한 내용은 웹 사이트에서 찾을 수 있습니다 : www.oxts.com.

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