UAV用として世界初の小規模地形・水深LiDARシステム
UAV搭載LiDAR向けのダイレクト・ジオレファレンシング・ソリューション。
「当社のLiDARには、位置測定および航法ソリューションが必要でした。要件としては、高精度であることに加え、小型・軽量・低消費電力であることが求められていました。」|ASTRALiTe社 LiDARシステム担当ディレクター、アンディ・G氏
世界初の小規模地形・水深LiDAR
EDGE LiDARは、小型UAVプラットフォームから、水中の小さな物体を検知し、浅瀬の水深を測定し、重要な水中インフラを測量できる、世界初の小型地形・水深測量用LiDARです。
EDGE LiDARは、0〜5メートルの深度の水面を透過します。さらに、独自のINS/GNSS、バッテリー、オンボードコンピューターを備えた完全自蔵式です。加えて、重量が約5 kgであり、UAVシステムに簡単に搭載できます。最後に、より迅速、安全、かつ高精度な測深調査を可能にします。
SBGのPPKダイレクト地理参照ソリューション
「当社のLiDARには、位置決めおよびナビゲーションソリューションが必要でした。要件としては、高精度であることに加え、小型・軽量・低消費電力であることが求められていました」と、ASTRALiTeのLiDARシステム担当ディレクター、アンディ・ギスラー氏は説明します。さらに、ASTRALiTeの顧客により高精度な結果を提供するため、このシステムはLiDARデータにPPK補正を適用できる必要がありました。
デュアルアンテナジオレファレンスソリューション「Quanta」
同社は、SBG SystemsのQuantaという新しいジオレファレンシングソリューションを選択しました。この慣性航法システム（INS）は、モバイルマッピングシステムに組み込まれるよう特別に設計されています。「INSソリューションの重量は我々にとって特に重要でした」とアンディは付け加えます。
ASTRALiTeのシステムはほとんどのUAVに搭載される予定であり、UAVとの互換性のためには軽量のペイロード容量が求められます。低飛行速度でも良好な方位知識が必要であったため、2つのGPSアンテナを使用できる能力が選択の決め手となりました。
Quanta Seriesの全ラインナップは、リアルタイムでポイントクラウドに直接かつ正確なジオタグを付与し、後処理ではさらに高いパフォーマンスを発揮します。
Qinertiaポストプロセッシングソフトウェア
SBGのポストプロセッシングソフトウェアであるQinertiaは、164カ国にある7,000以上の基準局からのオフラインRTK補正データへのアクセスを提供します。
慣性データとGNSS生観測データをフォワードおよびバックワードの双方向で処理することにより、軌跡と姿勢が大幅に改善されます。さらに、このデュアルプロセッシングにより、信頼性と精度が向上します。また、この高度なソフトウェアは基準局の位置を計算し、プロジェクトをすばやくセンチメートル精度へと導きます。
「QuantaとQinertiaソフトウェアパッケージの両方に非常に満足しています。SBGは、統合とデータ処理の作業を親身にサポートしてくれました。」 | アンディ・G（ASTRALiTe社 ライダーシステムディレクター）
ASTRALiTeについて
ASTRALiTeは、Orion Space Solutionsの一部となりました。LiDARシステムのEDGEは、水面の上と下の両方で高精度の測定を行い、陸地から水面への移行部を正確に測定します。
さらに、この装置は海岸から浅瀬に至るまで、サブセンチメートルの正確さと精度で水面と底面を同時に検知します。これは業界初のことです。
Quanta Plus
Quanta Plusは、戦術グレードのMEMS IMUと高性能GNSSレシーバーを組み合わせることで、最も過酷なGNSS環境においても信頼性の高い位置と姿勢を取得します。
その小型のOEMフォームファクターと優れたパフォーマンスは、測量専用のUAVやモバイルマッピングなどのマッピング用途に最適です。
また、Quanta Plusは、弊社のポストプロセッシングソフトウェアであるQinertiaとのシームレスな統合の恩恵を受けています。
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波の測定センサーとは何ですか？
水深測量とは何ですか？
水深測量とは、水中の地形の水深や形状を調査・測定する学問であり、主に海底やその他の水没した地形の地図作成に焦点を当てています。これは水中の地形学に相当するものであり、海洋、海、湖、河川などの水中の地形的特徴について詳細な知見を提供します。水深測量は、航行、海洋建設、資源探査、環境調査など、さまざまな分野において極めて重要な役割を果たしています。
現代の水深測量技術は、音波を利用して水深を測定するシングルビームおよびマルチビーム音響測深機（エコサウンド）などのソナーシステムに依存しています。これらのデバイスは海底に向けて音響パルスを発信し、エコーが戻ってくるまでの時間を記録することで、水中での音速に基づいて水深を算出します。特にマルチビーム音響測深機を使用すると、海底の広範囲を一度にマッピングでき、非常に詳細で正確な海底の3D表現が得られます。海底の正確な位置情報を持つ3D測量図を作成するためには、多くの場合 RTK + INS solution が組み合わせて使用されます。
水深データは、海図の作成に不可欠です。海図は、水没した岩礁、沈没船、砂州などの潜在的な水中障害物を特定することで、船舶の安全な航行を支援します。また、科学研究においても重要な役割を果たしており、研究者が水中の地質的特徴、海流、海洋生態系を理解する上で役立っています。
ブイは何に使われるのですか？
ブイとは、主に海事や水域において、いくつかの重要な目的のために使用される浮遊装置のことです。ブイは、水域内の安全な航路、水路、あるいは危険区域を示すために、特定の場所に設置されることがよくあります。ブイは船舶や船を誘導し、岩礁、浅瀬、難破船などの危険な場所を回避できるよう支援します。
これらは船舶の係留点として使用されます。係留ブイがあれば、船は錨を下ろすことなく係留できるため、錨を下ろすことが現実的でない、あるいは環境に悪影響を及ぼすような地域では特に有用です。
計測用ブイには、水温、波高、風速、気圧などの環境条件を測定するためのセンサーが搭載されています。これらのブイは、天気予報、気候研究、海洋学的研究に貴重なデータを提供しています。
一部のブイは、水域や海底からのリアルタイムデータを収集・送信するためのプラットフォームとして機能しており、科学研究、環境モニタリング、軍事用途などでよく利用されています。
商業漁業では、ブイは罠や網の位置を示すために使用されます。また、養殖業においても、水中の養殖場の位置を示すのに役立っています。
ブイは、錨泊禁止区域、漁業禁止区域、水泳区域などの指定区域を示す役割も果たし、水上での規制の遵守を促進します。
いずれの場合も、ブイは安全の確保、海洋活動の円滑化、そして科学研究の支援において極めて重要な役割を果たしています。
浮力とは何ですか？
浮力とは、液体（水や空気など）が、その中に沈められた物体の重さに抗して及ぼす力のことです。物体の密度が液体の密度よりも小さい場合、浮力によって物体は浮いたり、水面に浮上したりします。浮力が生じるのは、物体の水中に沈んでいる部分に加わる圧力の差によるものです。水深が深くなるほど圧力が高くなり、それによって上向きの力が生じます。
浮力の原理はアルキメデスの原理によって説明されており、これによれば、物体に作用する上向きの浮力は、その物体が押し出した流体の重さに等しいとされる。浮力が物体の重さよりも大きい場合、物体は浮く。浮力が物体の重さよりも小さい場合、物体は沈む。浮力は、海洋工学（船舶や潜水艦の設計）からブイなどの浮体装置の機能に至るまで、多くの分野で不可欠なものである。
水文測量とは何ですか？
水文測量とは、海洋、河川、湖沼、沿岸域などの水域の物理的特徴を測定し、地図化するプロセスです。これには、海底の水深、形状、等深線（海底測量）に関するデータの収集に加え、水没物、航行上の危険物、その他の水中地形（例：海溝）の位置情報の収集が含まれます。 水路測量は、航行の安全、沿岸管理および沿岸測量、建設、環境モニタリングなど、さまざまな用途において極めて重要です。
水路測量にはいくつかの重要な要素があります。その筆頭である水深測量は、海底に向けて音響パルスを発信しエコーの往復時間を測定するシングルビームやマルチビーム音響測深機などのソナーシステムを使用して、水深や海底地形を測定します。
正確な位置決めは極めて重要であり、全地球航法衛星システム（GNSS）と慣性航法システム（INS）を使用して深度測定を正確な地理座標に結び付けることで実現されます。さらに、水温、塩分濃度、潮流などの水柱データが測定され、サイドスキャンソナーや磁力計などのツールを使用して、水中の物体、障害物、危険物を検知するための地球物理学的データが収集されます。
MEMSとはどういう意味ですか？
MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）とは、微小電気機械システムの略です。微細加工技術を用いて、機械要素、センサー、アクチュエータ、電子回路を共通のシリコン基板上に集積した小型デバイスを指します。MEMSは、チップ上に構築された微小な機械要素であり、顕微鏡レベルで検知、制御、作動させることができます。IMU、圧力センサー、マイクロフォン、加速度計、ジャイロスコープ、医療機器、自動車システムなどに幅広く使用されています。
