What is a full LiDAR survey solution?

OXTSでは、「完全な」組織を構築するための支援について、多くのことを語っている。 LiDAR 測量ソリューション'。しかし、完全なLiDAR測量ソリューションとは何なのだろうか？

そこから逃れることはできない。測量には忍耐が必要だ。あなたが実施する調査の種類や、何を達成しようとしているかに応じて、多くの構成要素が存在します。さらに、これらの要素が一体となって機能しなければ、あなたがやろうとしたことを達成することはできません。

では、このソリューションの構成要素にはどのようなものがあるのだろうか？もう少し詳しく見てみよう。

LiDAR測量ハードウェア

まずはハードウェアから見ていきましょう。測量ソリューションというと、主にLiDAR測量のことを指します。LiDAR測量はより一般的になりつつありますが、その理由のひとつは、収集されたデータを使用して、次のようなものを作成することができるからです。 3D点群.点群とはデータポイントの集合のことで、これを集めて処理すると、世界の3D表現が作成される。点群データは、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測量を実施し、点群データを作成するには、LiDARセンサーが必要であることは言うまでもありません。現在利用可能なLiDARセンサーは数多くあり、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。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1500ポンド程度で購入できますが、ハイエンドのスキャナーになると750,000ポンド以上になることもあります。

どのタイプのスキャナーが必要かは、当然、実施したい調査のタイプによって決まります。例えば、UAV/ドローンを使っ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スキャナーによって出力速度が異なる。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、点群の密度は高くなります。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、点群の精度に影響を与える要因は他にもたくさんあります。

2 - 慣性航法システム（INS）

LiDARセンサーを選んだら、次は何をしますか？先に述べたように、ポイントクラウドの精度に影響を与える要因がいくつかあります。実施する測量のタイプ（静的か移動式か）によっては、慣性データをLiDARデータと融合させる必要があるかもしれません。

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はありません。

上記の要因のいずれかにわずかな誤差があると、結果として得られる点群が使用できなくなる可能性がある。そのため、移動測量を行う際には、LiDARセンサーが生成したデータをINSからの正確な慣性データと融合させ、精度を確保する必要がある。

INSは、高精度の位置、ナビゲーション、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、センサーが任意の位置、任意の時間における環境の3D表現を構築することを可能にする。

INSが提供する位置測定は、複数の衛星コンステレーション（Galileo、GPS、BeiDou、GLONASS）を追跡するオンボードGNSSレシーバーによって生成される。ナビゲーション計測は、内蔵の慣性計測ユニット（IMU）から得られます。これにより、高精度のヘディングとピッチ／ロールの測定値が出力される。

OXTSのようなINS xNAV650 INS は、ドローンやUAVベースの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ます。

LiDAR測量ソフトウェア

3 - INS ソフトウェア

説明したように、INSはLiDARデータと組み合わせるために正確な位置、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、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。

主な機能は4つある。 効果的なINSソフトウェアは、次のような機能を備えていなければならない。.そうでなければならない：

設定 - ソフトウェアは、ユーザーがINSを設定し、可能な限り最良のデータを生成できるように支援する必要があります。シンプルなウィザードは、重要な測定値を見逃さないようにするのに役立ちます。

モニター - サーベイヤーはリアルタイムでデータをモニターし、『INSが見ているものを見る』ことができるはずだ。

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・エンジンを通して有用なフォーマットに処理される。この方法は後処理として知られている。

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。測量後に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（全てではありません！）、ソフトウェアはINSハードウェアの他に追加費用がかかり、機器を使用するために必要ですが、OXTSのINS機器には全て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 OXTS NAVsuiteソフトウェアガイド。

4 - LiDARジオリファレンス・ソフトウェア

LiDARデータを収集したら、INSからのナビゲーションデータとジオリファレンスする必要があります。これにより、可能な限り正確なポイントクラウドを作成することができます。LiDARジオリファレンスソフトウェアは2つのデータセットを融合するために使用されます。

位置データ（GNSS受信機によって収集）とナビゲーションデータ（IMUによって収集）は、LiDARセンサーによって収集された各ポイントと組み合わされる。このジオリファレンス処理により、ソフトウェアはLiDARセンサーの位置、方位、収集された各ポイントのピッチ/ロール角度を理解することができる。このプロセスにより、移動式マッピング車両やUAV/ドローンに搭載された場合、周囲の3Dマップを作成することができる。

しかし、そのプロセスは2つのデータセットを組み合わせるほど単純ではない。残念なことに、結果に悪影響を及ぼす可能性のある他の要因が存在する。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データを作成するプログラムを自分で作成しなければなりません。ソフトウェアエンジニアを雇う時間や資金がない小規模な測量業者にとっては、しばしば不可能なことです。また、非常に非効率的な業界標準であるため、測量士ごとに同じ作業を繰り返す必要があり、追加できる便利な機能の数が限られてしまう。

OXTS Georeferencerは、このステップを測量者に代わって行い、わずかなコストでこの難題を克服し、自分では作成できないような多くの便利な機能を提供します。

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）装置の座標フレーム間の方位を、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。この方法については ボアサイト校正 ここにある。

OXTSジオリファレンス はOXTSのLiDARジオリファレンスソフトウェアです。様々なLiDARセンサーのポイントクラウドをジオリファレンスすることができます。正しい相対回転角度を入力するのに役立つ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のに役立つタイムオーバーラップチャートなど、ジオリファレンスプロセスを支援するいくつかの機能を備えています。また、オプションのボアサイトキャリブレーションツールでは、データを使用して測量機器とナビゲーション機器間の角度を較正することができます。

OXTS Georeferencerの最も重要な点は、多くのLIDARセンサーがすでにソフトウェアに統合されていることです。