지원 센터 방문 지원 센터 방문 대리점 찾기 대리점 찾기 문의 문의

모바일 매핑 차량에 관성 내비게이션 시스템(INS)을 사용하는 것이 중요한 이유는 무엇입니까?

애플리케이션 정보 2016년 1월 21일

모바일 매핑이란 무엇입니까?

모바일 매핑은 움직이는 차량으로부터 지리 공간 정보를 수집하는 방법입니다.  자동차에서 트럭, 기차, 레크리에이션 차량에 이르기까지 다양한 플랫폼에 적용되는 모바일 매핑은 환경을 효율적이고 동적으로 매핑할 수 있는 수단을 제공합니다. 모바일 매핑 차량은 디지털 사진 카메라, 동영상 또는 레이저 스캐너를 포함하는 다양한 이미징 센서를 사용하여 경로를 따라 기능을 매핑하기 위해 데이터를 수집합니다.  매핑되는 지물에는 차량의 경로를 따라 경사와 윤곽, 간판 및 소음 차단과 같은 도로 측 자산의 위치 및 유형, 주변 식수의 높이 및 구조 또는 노면의 조건이 포함될 수 있습니다. 이러한 기능을 매핑하는 데 필요한 측정의 정확도, 정밀도 및 빈도는 크게 달라지므로 카메라가 초당 여러 이미지를 촬영하거나 레이저 스캐너가 초당 백만 개의 개별 데이터 포인트를 수집할 수 있습니다.

따라서, 모바일 매핑 시스템은 사용자가 이동 중에도 모바일 매핑 차량에 의해 수집된 데이터에 관심 있는 기능을 찾고 위치를 지정할 수 있는 방식으로 데이터를 수집할 수 있어야 합니다. 이러한 데이터를 배치하려면 차량의 위치뿐만 아니라 차량의 방향과 이후 속도에 대한 지식이 필요합니다. 데이터가 캡처되는 빈도로 인해 이는 모바일 매핑 차량의 통과하는 전반에 걸쳐 지속적으로 이해되어야 하는 정보입니다.  글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)과 같은 측량 기술은 잘 알려져 있고 널리 사용되지만, GPS에만 의존하면 불완전한 모바일 매핑 결과가 발생합니다. 따라서, 관성 내비게이션 시스템을 사용하여 완벽한 모바일 매핑 솔루션을 제공하는 것이 중요합니다.

지오트래커 모바일 매핑 차량과의 도로 프로파일링

그림 1: 작동 중인 모바일 매핑 차량, 이미지: WSP Sweden 제공

그냥 GPS를 사용하여 모바일 매핑 차량을 배치하면 안 되는 이유는 무엇입니까?

지도를 만들고 업데이트하기 위해 측량 업체에 의한 GPS의 사용은 20년간 변함이 없었습니다. 이 시스템은 지구 궤도를 지속적으로 도는 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS) 네트워크에서 받은 타이밍 정보를 통해 지구 표면의 위치를 계산합니다.  GNSS 시스템에 의한 액세스 위성 성좌는 원래 미국 주도의 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 프로젝트, 러시아 GLONASS 별자리, 또는 유럽 주도의 GALILEO, 중국 주도의 BeiDou 프로젝트나 개발 중인 다른 성좌 중 하나를 포함할 수 있습니다. 이러한 설명의 목적을 위해 GPS 및 GNSS의 일반적인 용어가 각각 사용됩니다.

모바일 매핑을 수행할 때 GPS 데이터만 의존하는 것은 문제가 있습니다. GPS 사용에 대한 문제는 GPS 수신기가 경도, 위도 및 고도 좌표를 취득하기 위해서는 적어도 4개의 GNSS가 명확하게 보이는 것이 필요하다는 점을 포함합니다. 또한, 특정 시점 지구의 특정 부분에서의 GNSS 위성의 전체적인 분포가 위성이 잘 보이는 상태로 이어지지 않을 수 있습니다. 게다가 높은 건물과 돌출된 나무는 GPS 정전의 원인이 되며, 위치 계산을 방해할 수 있기 때문에 위치 좌표를 취득할 수 있을지는 환경의 구조물이 수신기가 명확하게 하늘을 바라볼 수 있는지에 좌우됩니다. 이러한 문제는 차량이 도심이나 숲 등, GPS가 차단되기 쉬운 지역을 이동하는 경우가 많기 때문에 모바일 매핑할 때 더욱 심화될 가능성이 있습니다. 또한, 필요한 위성 수를 볼 수 있더라도 GPS에서 위치 측정이 기록되는 주파수는 차량의 센서에 의해 이미지가 획득되는 주파수와 다를 수 있습니다. 따라서 GPS를 사용할 수 없을 때 차량의 위치를 ​​이해하고 수신된 GPS 판독값 사이에 차량이 이동한 위치를 측정 또는 예측할 수 있어야 합니다.

도시 환경 vs INS의 GNSS

그림 2: 도시 환경에서 모바일 매핑 시의 GPS 중단 그림

마지막으로, 모바일 매핑 시스템은 모바일 매핑 차량에서 센서의 외부 방향을 지속적으로 계산해야 합니다. 차량이 주행할 때 데이터 포인트 사이의 직선 거리를 측정하는 것 외에도 차량의 롤, 피치 및 요의 움직임에 대해서도 설명할 수 있어야 합니다. GPS는 특정 시간에 차량의 지리적 좌표에 대한 정보를 제공할 수 있지만, 방위의 이해뿐만 아니라 시스템이 차량이 경사를 가리키고 있는지 또는 가로의 피처를 향해 얼마나 빨리 움직이는지와 같은 파라미터에 대해 알지 못합니다.

관성 내비게이션 시스템을 사용한 완벽한 모바일 매핑

실제로 모바일 매핑은 다양한 센서가 이동하는 동안 차량의 위치, 방향 및 방향을 찾는 데 사용될 때 가장 적합합니다. 이러한 추가 센서는 위치를 알 수 없는 경우 간격을 채우는 데 도움이 되며 일반적으로 다음을 포함합니다.

  • GPS 수신기, 위도 계산, 경도 및 고도
  • 주행 거리를 측정하기 위한 주행 거리계
  • 차량과 센서의 롤, 피치 및 방위를 측정하기 위한 관성 측정 장치(IMU)
  • 상기 센서로부터의 누적 측정값에 따라 모바일 매핑 차량의 위치를 ​​예측하기 위한 각종 통계 알고리즘을 포함한 컴퓨터 처리 장치

관성 항법 시스템(INS)은 IMU를 포함한 컴퓨팅 시스템에서 GPS와 주행 시스템(사용 가능한 경우)에서의 입력을 갖춘 채 전반적으로 가장 가능성이 높은 차량의 위치를 계산

모바일 매핑 차량의 구성 요소

그림 3: 모바일 매핑 차량의 구성 요소

모바일 매핑 차량의 모션의 역학과 관련된 많은 정보를 제공하는 하드웨어 구성 요소는 IMU입니다.  자이로스코프와 가속도계의 어셈블리로 구성된 IMU는 세 개의 회전 파라미터 세트와 함께 3개의 축에서 차량의 선형 가속도와 관련된 연속적인 데이터 스트림을 제공합니다. 모바일 매핑 차량이 주행한 거리에 대한 추가 측정값을 제공하고 어려운 GNSS 환경에서의 드리프트를 줄이기 위해 대부분의 육상 차량은 기계식 또는 레이저식 휠 센서(주행)을 장착하고 휠 회전을 측정합니다.

마지막으로, INS의 처리 장치로 통합되거나 별도의 온보드 컴퓨터로 통합됩니다. GPS에 연결된 센서의 입력 데이터를 확인하고 분석하는 알고리즘이 적용됩니다. 칼만 필터와 같은 다양한 통계 알고리즘을 사용하여 모바일 매핑 차량과 측량 센서의 절대 위치 및 방향은 각 인스턴스에서 사용할 수 있는 모든 정보를 기반으로 하여 계산됩니다. 이러한 알고리즘의 통계 요소는 INS로 공급되는 센서의 정보를 대조하는 수단을 제공하며 차량이 이동하는 궤적을 계산할 수 있습니다. 데드 레코닝으로 알려진 프로세스를 통해 GPS 데이터를 사용할 수 없는 경우, 통계적으로 가장 가능성이 높은 차량의 위치를 계산할 수 있습니다.

INS 시스템을 통해 모바일 매핑 시스템은 차량이 이동하는 동안 다양한 환경에서 높은 신뢰도로 공간적으로 참조되는 정보를 지속적으로 수집할 수 있습니다. 움직이는 차량 플랫폼의 역학을 더 잘 이해함으로써 모바일 매핑 시스템의 운영자는 장착된 이미징 센서에 의해 캡처된 데이터를 찾고 배치할 수 있습니다.

정상으로 돌아가기

위로 가기

파리, FR