一个 惯性导航系统(INS) 是测量人员的重要装备。该设备提供的位置、导航和定时测量,包括航向、俯仰/滚动、定时和绝对位置,可确保勘测人员自信地测量环境,并确保精确覆盖每个区域和角度。这些测量对道路勘测特别有用。
A 强大的调查 INS 为精确应用提供 航向精度至少 0.1°,位置精度为 2 厘米或更低,俯仰/滚动精度约为 0.05.它还应提供附加功能,如激光雷达集成。这些都有助于简化勘测人员的工作,使他们能够专注于长基线勘测。或者在本例中,道路勘测。
准备勘测配备 Hesai Pandar 40P LiDAR 的 OXTS xNAV650 INS
INS 是一种有用的工具,几乎有数不清的勘测和制图应用。例如,建筑信息模型 (BIM)、林业调查、海岸监测和基础设施勘探等应用都将受益于 INS 提供的测量数据。
在本文中,我们将探讨为什么 INS 是任何长基线测量的关键组件。在安装激光雷达传感器的同时安装 INS 可能是一个令人生畏的过程。我们将讨论为什么情况并非如此,包括我们为简化这一过程而采取的一些步骤。
道路调查
在谈及道路勘测时,必须区分道路建设勘测和现有道路勘测,因为这些项目都有独特的要求。
规划中的新道路很少能够从起点直接或 "笔直 "到达终点。首先必须进行勘测,分析路线并确定需要考虑的任何潜在特征。这些特征包括可能需要修建隧道或桥梁的山丘和河流等自然特征,以及需要导航的建筑物和其他基础设施等人工特征。确定路线后,还需要对土地进行勘测,以确定工程师在施工过程中需要注意的任何斜坡或环境特征。
在这种情况下,如果将 INS 与 LiDAR 传感器等勘测设备结合使用,系统将为项目团队提供宝贵的信息。绝对位置与惯性测量相结合,可以确保所选路线已经过全面勘测,所有潜在危险均已识别,并可在下一阶段的规划中加以考虑。将 INS 获得的位置和惯性测量结果与激光雷达传感器收集的数据相结合,勘测人员就可以创建高度精确的环境三维点云,并可反复用于路线分析。
在第一时间完成这一过程至关重要,因为任何遗漏都可能导致延误和额外的未核算项目成本。INS 提供的绝对、厘米级的全球定位精度让测量人员确信已经绘制了准确的路线,不会出现位置偏移。
对于现有的道路基础设施,调查可能仍然是长期基线调查。不过,这不是为了评估路线的适宜性,而是为了更多地了解道路的现状、随时间推移而退化的情况以及潜在的危险,如杂草丛生、新形成的坑洞和/或人造障碍物。
道路勘测点云:OXTS xNAV550 INS 和 Velodyne VLP-16 LiDAR
在过去,这种类型的道路勘测特别困难,需要考虑三个主要因素:道路勘测人员、道路使用者的安全,以及将干扰降到最低程度--所有这些都需要在规定的时间内收集到尽可能好的数据。这在小型道路网络中并不是一个大问题,但当勘测工作转移到繁忙的道路和高速公路时,确保安全和不造成干扰就变得越来越困难。
勘测技术的创新,如 INS 和 LiDAR 集成,使得勘测工作可以从道路上转移到路边,或在正常驾驶时进行,从而降低了与道路勘测相关的风险。
INS 将再次为勘测人员提供信心,让他们相信整条道路都已勘测过,每处危险都已考虑在内。它还能提供创建地理参照点云所需的数据。与激光雷达传感器的进一步整合还将为勘测人员提供使用现有道路点云进行连续和可重复分析的能力。
此外,通过 INS 数据和激光雷达数据,勘测人员可以利用精度诊断了解可能需要重新勘测的区域。
基于无人机的测绘
在进行道路等长基线勘测时,许多勘测人员通常会使用汽车等移动测绘车。然而,随着无人机技术的发展,无人驾驶飞行器 (UAV) 开始改变勘测人员进行此类勘测的方式。
过去,无人机并不总是适合这类工作。一次长基线勘测可能长达数英里,而勘测(激光雷达)和导航(INS)装置对有效载荷的重量有负面影响,因此飞行时间往往会大大缩短。
时至今日,正如我们所期待的那样,技术进步日新月异。氢燃料电池等新型无人机动力源使无人机能够在空中停留更长时间并携带更重的有效载荷。与此同时,勘测技术(如 INS 设备)也变得越来越小、越来越轻,但仍能提供高度精确的测量。
惯性导航系统
一个典型的例子是 OXTS xNAV650.xNAV650 是专为测量人员开发的。它体积小(仅 77 x 63 x 24 毫米),重量轻(仅 130 克),是无人机和无人机测绘应用的理想伙伴。不过,xNAV650 并不局限于无人机和无人机测绘,我们稍后会详细介绍。
尽管 xNAV650 体积小、重量轻,但其性能却丝毫不打折扣。 0.1°航向精度、0.05°俯仰/滚动精度和 2 厘米 RTK/PPK 定位精度.
xNAV650 还集成了其他软件和功能,可帮助测量人员专注于自己擅长的测量工作。
激光雷达传感器用于许多勘测工作,帮助勘测人员建立勘测环境的三维图像。这些点云可为勘测人员和工程师提供关键信息,帮助他们做出重要的项目决策,例如有关道路/高速公路路线分析和准备的决策。
但是,在很多情况下,对这些数据进行地理坐标参考以利用本文上文提到的优势需要时间。没有多少测量人员是软件工程师,甚至不想成为软件工程师,因此,虽然有意愿整合 INS 和激光雷达数据,但直到现在才真正实现!
通过使用激光雷达地理参照软件(如 OxTS 地理参照器在 xNAV650 或其他 OXTS INS 的配合下,用户可以快速、轻松地对激光雷达数据进行地理参照。
兼容的激光雷达传感器列表可在我们网站的 OXTS Georeferencer 页面上找到。您还可以了解我们与以下机构合作的更多信息 Velodyne 激光雷达, 赫赛, 肃清 查看我们的 技术合作伙伴页面.
简单 集成激光雷达 这只是 OXTS Georeferencer 和 xNAV650 的一部分。激活 OXTS Georeferencer 中的孔径校准功能,用户就可以利用数据驱动方法来校准导航(INS)和勘测设备之间的角度。
这种校准技术可以快速方便地设置和执行,帮助勘测人员加快 "勘测时间"。您可以进一步了解我们的 激光雷达测量 和 膛线校准 您可以从我们的网站上下载相关的宣传册,以提高自己的能力。
"作为一名工程师,我不知道有什么简单的工具可以将 INS 和 LiDAR 之间的角度精确测量到千分之一度。OXTS 利用他们已有的激光雷达测量工具,巧妙地解决了这一问题。在两个反射目标(建造成本低廉)之间进行十分钟的数据采集是最困难的部分。鉴于 OXTS 的指导文件记录完备,下一步只需在 OXTS Georeferencer 中选择采集的数据文件,然后按下 的 "运行孔径校准 "按钮。就是这么简单。在指定计算角度后,点云的精确度明显提高,甚至肉眼都能看到"。
SKYCORP 道路调查
OXTS 的合作伙伴 SKYCORP 是爱沙尼亚一家氢动力无人机制造商。他们成功使用 xNAV650 进行了道路勘测。
SKYCORP 是爱沙尼亚一家氢动力无人机制造商。他们使用
- 惯性导航系统 (INS)中启用 xNAV650的 该系统具有四星座全球导航卫星系统定位能力,可提供厘米级的定位精度。这使他们有能力对道路进行长基线勘测。
- 一个 Ouster OS1-64 激光雷达 并使用 OXTS Georeferencer.
- 除了 INS 和激光雷达,他们还利用了 镗孔校准工具 以确保其设置经过精细校准。这为他们提供了一致且可重复的勘测数据。通过使用新的 OXTS 精确时间协议 该功能使用以太网 "即插即用 "设置。
他们获得的结果如下




结论
在勘测领域,INS 通常被视为伴娘而非新娘,但在任何长期基线勘测(不仅仅是道路勘测)中,INS 的重要性不容低估。
为测量人员提供高精度的定位和惯性测量,让他们有信心进入项目的下一阶段,因为他们知道路线的每个部分都已覆盖,而且覆盖得很好。
有关如何使用 INS 帮助您简化调查设置并获得最佳结果的更多信息 立即联系 OXTS.
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在 OXTS,我们不断致力于 创新产品 和特点 旨在简化调查过程的每一个步骤。
此外,我们的 "卓越中心 "系列网络研讨会使测量人员能够深入了解我们的技术,而我们广泛的指南和手册图书馆则为测量人员提供了 "放心测量 "所需的信息。
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