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모바일 매핑은 로컬라이제이션 기술, 특히 저희와 같은 GNSS/INS 기술의 가장 흥미로운 활용 분야 중 하나입니다. 이 블로그는 모바일 매핑 기술과 모바일 라이다와 같은 매핑 시스템에 대해 자세히 알아보고자 하는 모든 사람을 위한 모바일 매핑에 대한 입문서입니다. 그렇다면 모바일 매핑이란 무엇일까요?
모바일 매핑이란 무엇인가요?
움직이는 차량에서 무언가를 측량하는 모든 활동은 모바일 매핑의 한 유형입니다. 일반적으로 모바일 매핑은 지상 기반 매핑과 항공 매핑 활동으로 구분됩니다. 도로 기반 모바일 매핑이라고도 하는 육상 기반 모바일 매핑은 자동차에서 측량을 수행하는 방식입니다. Google 스트리트뷰 차량은 도로 기반 모바일 매핑의 가장 대중적인 예시 중 하나라고 할 수 있습니다.
자세히 알아보기 도로 기반 모바일 매핑
물론 항공 매핑은 공중에서 이루어지는 측량입니다. 소형 쿼드콥터 드론을 이용하거나 유인 또는 무인 대형 항공기를 이용할 수 있습니다.
주요 모바일 매핑 기술
모든 모바일 매핑 페이로드(조사에 사용되는 센서 및 기술 컬렉션의 이름)에는 몇 가지 공통 구성 요소가 있습니다:
- 설문조사 데이터 수집에 사용된 센서
- 로컬라이제이션 솔루션
이 두 데이터 세트를 결합하는 과정을 지오레퍼런싱이라고 합니다. 측량 데이터가 지오레퍼런싱되면 지구상에서 고정된 위치가 부여되므로 데이터를 의도한 목적에 맞게 사용할 수 있습니다.
설문조사에는 다양한 센서를 사용할 수 있습니다. 역사적으로 가장 많이 사용된 센서는 카메라로, 사진 이미지를 설문조사 결과로 생성합니다. 최근에는, LiDAR (빛 감지 및 거리 측정)은 널리 사용되는 측량 방법이 되었습니다. LiDAR는 레이저를 사용하여 센서와 주변 환경의 물체 사이의 거리를 측정하여 측량을 구성하는 수백만 개(또는 수십억 개)의 “포인트'를 생성합니다. LiDAR의 최종 결과물을 포인트 클라우드라고 하며, 이는 측량된 영역의 3D 모델과 유사합니다.
그 외에도 거의 모든 센서를 측량에 사용할 수 있습니다. 레이더와 초분광 이미징이 자주 사용되지만, 과거에는 고객과 협력하여 가스 감지 장비를 비롯한 다양한 센서의 데이터를 측량할 수 있도록 지원했습니다. 로컬라이제이션 기술로 데이터를 측위할 수만 있다면 센서를 측량에 사용할 수 있습니다.
모바일 매핑 현지화
오늘날 모바일 매핑에서 가장 많이 사용되는 위치 측량 방법은 GNSS 데이터와 IMU(관성 측정 장치)를 결합하는 것입니다.
GNSS는 글로벌 내비게이션 위성 시스템의 약자로, 위치 데이터를 제공하는 우주 위성의 배열을 말합니다. 예를 들어 GPS는 GNSS의 한 예입니다.
IMU는 속도, 가속도 및 각운동량의 변화를 측정하는 자이로스코프와 가속도계의 집합으로, 물체의 방향, 속도 및 방향(무엇보다도)을 추정하는 데 사용됩니다. GNSS 데이터와 결합된 IMU는 일반적으로 GNSS 지원 관성 내비게이션 시스템 또는 GNSS/INS. 이 두 가지를 결합하면 시스템이 더욱 견고해집니다. 를 사용하면 위성 커버리지 감소로 인한 위성 데이터의 오류를 식별할 수 있으며, GNSS는 모든 IMU에서 발생하는 점진적인 위치 드리프트를 보정합니다.
모바일 매핑의 작동 방식
일반적으로 모바일 매핑 프로세스에는 다음 단계가 포함됩니다:
- 설정: 측량 페이로드를 구축하여 센서가 긴밀하게 통합되어 최상의 품질을 제공하는지 확인합니다.
- 데이터를 수집합니다: 지상에서든 공중에서든 측량을 수행하여 측량 데이터와 현지화 데이터를 실시간으로 수집할 수 있습니다.
- 처리 중입니다: 데이터를 수집한 후에는 두 데이터 세트를 결합하여 최종 결과를 만들어야 합니다. 여기에는 몇 가지 하위 단계가 있습니다. 데이터의 정확도를 극대화하기 위해 현지화 데이터에 몇 가지 후처리 알고리즘을 실행한 다음 위치 데이터가 측량 데이터와 결합되는 별도의 지오레퍼런스 단계를 실행할 수 있습니다.
워크플로의 세부 사항은 사용 중인 센서에 따라 달라집니다. 예를 들어 모바일 라이다 장치, 당신의 를 측량하기 전에 보어사이트 보정 단계를 추가하여 정확하게 정렬해야 합니다. 이미지가 흐릿해지는 것을 방지하기 위해 LiDAR 스캐너와 GNSS/INS를 사용합니다.
OXTS를 통한 모바일 매핑의 이점
OXTS는 직접 지오레퍼런싱에 중점을 두고 있습니다. 즉, 지상 측량 데이터에 의존하지 않고 실시간으로 위치 데이터를 수집합니다. 기존의 측량 방법에서는 지상 제어점 또는 GCP라고 하는 지상의 사전 측량된 마커를 사용합니다.
몇 가지 이유로 인해 OXTS GNSS/INS를 사용하는 것이 GCP를 측량에 사용하는 것보다 훨씬 우수합니다:
- GCP는 설문조사 전에 환경에 배치해야 하므로 사용하는 데 시간이 많이 걸리고 모든 환경에 적합하지 않습니다.
- GCP를 잘못 배치하면 정확도가 떨어지거나 심지어 사용할 수 없게 되어 재측량에 많은 비용이 소요될 수 있습니다.
- 이러한 기능이 제대로 작동하려면 데이터에 큰 “사이드랩”(겹치는 부분)이 있어야 합니다.
반면 GNSS/INS를 사용하면 마커를 미리 배치할 필요도 없고 사이드랩도 필요하지 않습니다. 측량 페이로드를 시동하고 바로 작업을 시작할 수 있습니다.
OXTS는 다른 직접 지오레퍼런스 솔루션에 비해 몇 가지 장점도 제공합니다. 가장 큰 장점은 비용 대비 가치입니다. 많은 측량 등급의 로컬라이제이션 솔루션은 OXTS보다 훨씬 더 비싼 반면 정확도는 약간만 향상됩니다. OXTS는 고급 데이터 처리 알고리즘과 세심한 보정을 통해 보다 경제적인 구성 요소에서 높은 수준의 정확도를 얻을 수 있으므로 높은 가격 부담 없이 대부분의 측량 전문가에게 적합한 고성능을 제공합니다.
OXTS는 센서 융합 분야에서도 풍부한 경험을 보유하고 있으며, WayFinder와 같은 제품으로 시장을 선도하고 있습니다. 다양한 센서를 통합하는 것은 최신 모바일 매핑의 초석이므로 다양한 센서를 지오레퍼런싱한 경험이 풍부한 파트너와 협력하면 프로젝트의 통합 및 구축 단계에서 큰 이점을 얻을 수 있습니다.
한계와 과제
모바일 매핑의 주요 과제는 특히 다음과 같은 영역에서 위치 데이터의 정확성을 유지하는 것입니다. GNSS 신호 가 약합니다. 여기에는 나무가 위성 신호를 차단하는 숲과 고층 빌딩이 신호를 반사하여 신호를 왜곡하고 다중 경로 오류를 발생시킬 수 있는 도시 환경이 포함됩니다.
점점 더 많은 측량사가 실내 또는 지하와 같이 GNSS 신호가 전혀 없는 지역에서 측량하는 문제를 해결하려고 노력하고 있습니다. 이를 위해서는 GNSS 안테나와 IMU 외에 추가 센서를 포함하는 현지화 솔루션이 필요하며, 페이로드가 실내와 실외 공간을 원활하게 이동할 수 있는 방식으로 페이로드에 통합해야 합니다.
정확도 문제 외에도 측량 후 지오레퍼런싱 프로세스는 복잡할 수 있습니다. 모바일 매핑에서는 측량 데이터 세트가 매우 큰 경우가 많기 때문에 지오레퍼런스 알고리즘이 제대로 작동하려면 가능한 한 효율적이거나 고성능 컴퓨터에서 실행되어야 합니다.
이러한 과제 중 어느 것도 극복할 수 없는 것은 없습니다. 다만 올바른 기술, 올바른 전문 지식 및 시간이 필요할 뿐입니다.
산업 전반의 모바일 매핑 애플리케이션
사람들은 다양한 활동에 모바일 매핑 기술을 사용합니다. 사물의 정확한 위치를 알아야 할 때마다 모바일 매핑 기술이 도움이 될 수 있습니다. 다음은 모바일 매핑을 사용할 수 있는 몇 가지 예시입니다:
- 지도 제작자 모바일 매핑을 사용하면 지상 관제 포인트와 같은 구식 기술을 사용하는 것보다 더 빠르고 효율적으로 매우 정확한 지도를 만들 수 있습니다.
- 건설 기업들은 종종 모바일 라이다 스캐너를 사용하여 건물을 시작하기 전에 지반을 측량하고, 공사가 진행됨에 따라 공사가 순조롭게 진행되는지 확인하기 위해 측량합니다.
- 자율주행 차량 제조업체는 모바일 매핑 시스템, 특히 GNSS 신호가 좋지 않은 도시와 같은 환경에서 정확한 내비게이션이 가능한 지도를 사용하여 차량용 지도를 제작하거나 타사로부터 구매합니다.
- 유틸리티 기업은 네트워크를 매핑하여 예측 유지 관리 및 지속적인 관리 노력을 지원할 수 있습니다.
- 환경 조직은 모바일 매핑을 사용하여 대기 질부터 토양이나 강에 독소가 있는지 여부까지 다양한 항목을 추적할 수 있습니다.
- 자산 관리 조직은 모바일 매핑을 사용하여 관리하는 자산의 위치와 상태를 문서화할 수 있습니다.
목록은 계속 이어집니다. 모바일 매핑을 위한 애플리케이션은 궁극적으로 상상력과 필요한 센서를 통합하는 능력에 의해서만 제한됩니다.
모바일 매핑의 미래
GNSS가 수신되지 않는 공간에서 정확도를 개선하는 문제, 그리고 이러한 공간과 GNSS 신호가 강한 개방된 하늘 사이의 전환은 모바일 매핑 기술의 다음 개척지로 남아 있습니다. 이 작업을 수행하는 데 필요한 하드웨어는 측량 페이로드에 이미 장착되어 있는 경우가 많습니다. GNSS를 사용하지 않는 위치 측량의 대표적인 방법 중 하나는 실시간 센서 융합으로, 정확도를 보호하기 위해 실시간으로 데이터를 GNSS/INS에 공급하는 방식입니다. 이를 위한 최고의 센서 중 하나는 높은 수준의 정확도를 자랑하는 LiDAR입니다. 모바일 LiDAR에서 촬영한 프레임을 분석하고, 해당 프레임 내의 평면과 모서리(예: 벽과 모서리)를 식별하고, 프레임 간의 움직임을 추적할 수 있다면 속도, 각운동량 및 기타 데이터를 추정할 수 있어 GNSS 신호 없이도 위치를 정확하게 추정할 수 있습니다.
이는 OXTS에서 적극적으로 개발해 온 기술로, 최신 제품에서 정점을 찍었습니다, WayFinder. 무엇보다도 WayFinder는 거의 즉시 작동하므로 페이로드에 통합하는 데 따르는 복잡성이 크게 줄어듭니다.
모바일 매핑이 필요한 경우 OXTS에 문의하세요.
이 글이 모바일 매핑의 세계에 대한 유용한 입문서가 되었기를 바랍니다. 만약 당신은 자체 모바일 매핑 설정을 개발하거나 개선하고자 하지만 아닌 어떻게 해야 할지 모르겠다면, OXTS가 도와드릴 수 있습니다.. 우리의 전문성 현지화 기술 및 모바일 매퍼와의 협력 역사를 통해 엔지니어를 위한 강력한 파트너가 되었습니다., 기술팀과 긴밀히 협력하여 최대한 원활하고 효과적으로 기술을 구현하는 데 자부심을 가지고 있습니다.
WayFinder 데이터시트 다운로드
GNSS 신호 유무에 관계없이 WayFinder에서 기대할 수 있는 위치 정확도 사양에 대해 자세히 알아보세요.
