우리가 Ellipse2-D를 선택한 이유는 컴팩트하고 전력 소비가 적은 장치에 패키징된 올인원 GNSS 및 관성 솔루션이기 때문입니다.

Matthew R. Staley, 군사 공학 & 매핑 미 육군 지리공간 센터의 지원 과학자

육군 지리공간 센터(AGC)는 미군 묘지 방문객이 사랑하는 사람을 찾을 수 있도록 혁신을 적용했습니다.

전통적인 GPS 매핑 방식과 3D 매핑 디지털화를 통합하여 이 프로젝트의 수집 부분을 위해 특별히 제작된 배낭에 장착했습니다.

수집된 데이터의 프런트엔드 역할을 하는 웹 인터페이스는 방문자가 친척을 찾고 GIS 데이터베이스에 저장된 증폭된 정보에 액세스할 수 있는 간단한 인터페이스를 제공합니다.

엄숙한 사명을 위한 파일럿 프로젝트

미국 국립묘지에서 특정 비석을 찾으려면 관리자가 광범위하고 시간이 많이 소요되는 기록 검토를 해야 하는 경우가 많습니다.

방문객들이 사랑하는 사람을 쉽게 찾을 수 있도록 육군 지리공간센터(AGC)알링턴 국립묘지(ANC) 와 협력하여 15,000개 이상의 묘역으로 이루어진 코로잘(파나마) 및 노르망디(프랑스) 묘지를 포함한 시범 프로젝트를 완료했습니다.

이 대규모 프로젝트는 전통적인 방법( 매핑 )과 최신 기술을 결합하여 두 묘지의 가상 모델을 제작합니다.

이 모델에는 각 비석이나 기념비의 기본 지형과 GPS 좌표뿐만 아니라 도로, 보도, 나무, 연석, 배수로, 기념비 및 기타 여러 인공 구조물과 같은 특징도 10cm(3.9인치)의 정확도로 포함됩니다.

식별을 돕기 위해 각 비석의 앞면과 뒷면의 지리적 위치 사진을 찍어 수집 솔루션을 완성했습니다.

수집된 데이터는 ENFIRE 노트북에서 처리되고 통합되었습니다. 이러한 혁신 덕분에 방문객들은 ANC Explorer 프로그램을 실행하는 시설에서 키오스크를 사용하여 묘지 데이터에 액세스하고 사랑하는 사람을 검색하거나 역사적으로 중요한 묘지를 찾을 수 있습니다.

가상 방문자는 가정용 컴퓨터 또는 모바일 장치에서 프로그램을 사용하여 동일한 기능을 사용할 수 있습니다.

 

노르망디의 미국인 묘지
노르망디의 미국인 묘지

 

백팩 기반 모바일 매핑 방법

미 육군 지리공간센터의 군사 공학 및 매핑 지원 과학자인 Matthew R. Staley는 묘지 전체를 최대한 상세하게 매핑하기 위해 백팩 기반의 모바일 매핑 솔루션을 개발했습니다.

이 장비를 사용하면 수집 시간을 단축하고 관리하기 쉬운 형식으로 데이터를 제공함으로써 비용을 최소화할 수 있습니다. 미군 매핑 서비스에서 사용하는 도구인 ENFIRE 및 GPS-S를 활용합니다.

"저는 벨로다인의 라이다를 RTK GPS가 내장된 엘립스2-D 관성 항법 시스템(INS) 과 결합했습니다( SBG Systems)."라고 매튜 R. 스탤리(Matthew R. Staley)는 설명합니다.

그가 Ellipse2-D를 선택한 이유는 소형의 저전력 소비 장치에 올인원 GNSS 및 관성 솔루션이 패키징되어 있기 때문입니다.

INS/GNSS는 동작 보정 및 포인트 cloud 지오레퍼런싱에 사용됩니다. 최고의 정확도를 달성하기 위해 묘지에는 실시간 운동 측정(RTK) 기지국이 설치되었습니다. 생성된 포인트 cloud 를 관리하기 위해 하이팩 소프트웨어가 사용되었습니다.

GIS 백팩
제공 사진 제 512 공병대대 소속 공병 병사 재커리 라이트 상병이 파나마시티의 코로잘 미국인 묘지의 도로를 걷고 있습니다 06/28/18

자기 편각 조정하기

어려운 점 중 하나는 위치의 철분 함량에 영향을 받는 자력계 보정이었습니다. 자기 편각은 위치에 따라 달라지기 때문에 미국에서 프랑스로 배낭을 배송하면 자기 편각이 달라집니다.

미국 국립해양대기청(NOAA) 은 5년마다 지구 자기장의 전 세계 지도를 업데이트합니다.

이 지도는 특정 위치와 날짜가 주어지면 해당 특정 장소의 자경 편각을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.

SBG Systems 는 이 지도를 관성 내비게이션 시스템에 내장하여 자력계를 사용하면서 자동으로 진북으로 향할 수 있도록 지원합니다.

 

매핑 나무 주변

또 다른 문제는 매핑 위성 수신에 큰 영향을 미치는 특정 나무 유형에 근접해 있다는 점입니다. 스탤리 씨는 이 문제를 보완하기 위해 데이터 수집 절차를 수정했으며, 식생이 수신에 미치는 영향을 더욱 완화할 수 있는 방법에 대한 연구를 계속하고 있습니다.

또한, 요 아티팩트를 완화하기 위한 방법으로 더 나은 정확도(전체 +/- 5cm)를 얻기 위해 LiDAR 범위를 줄이는 방안도 검토할 예정입니다.

미군 엔지니어는 "곧 SBG의 후처리 소프트웨어(Qinertia )를 테스트할 예정인데, 모든 조건에서 강력한 정확도를 유지하는 데 도움이 될 수 있을 것"이라고 덧붙였습니다.

Qinertia 같은 후처리 키네마틱(PPK) 소프트웨어는 오프라인 RTK 보정에 액세스하고 포워드-백워드-병합이라는 계산을 사용하여 원시 GNSS 관측값으로 관성 데이터를 후처리함으로써 관성 내비게이션 시스템의 성능을 향상시킵니다.

최근 출시된 Qinertia 소프트웨어는 직관적이고 사용하기 쉽도록 설계되었으며, 시장에서 가장 빠른 후처리 소프트웨어라는 독자적인 평가를 받고 있습니다.

 

노르망디 미국인 묘지 매핑
노르망디 미국인 묘지 매핑

다음 단계는 무엇인가요?

주요 임무는 안장과 관련된 데이터를 수집하고 알링턴 국립묘지의 운영 및 관리에 ENFIRE, GPS-S 및 LiDAR 도구 세트의 적용 가능성을 확인하는 것이었습니다.

수집된 라이다 데이터를 통해 부지를 감사하고, 기록을 업데이트하고, 건설 및 부지 유지 관리 평가를 수행하고, 비즈니스 프로세스의 효율성 향상을 지원하는 전략 계획을 개발할 수 있는 기능이 실현되었습니다.

파일럿 단계가 종료된 지금, 육군 지리공간 센터는 알링턴 국립묘지 및 미국 전투 기념물 위원회와 긴밀히 협력하여 결과를 평가하고 향후 개선 및 혁신 전략을 결정하고 있습니다.

초기 결과는 (이전 노력과 비교했을 때) 여러 커뮤니티에서 비용을 최소화하고 전반적으로 우수한 투자 수익을 실현했음을 입증했습니다.

Ellipse-D

듀얼 안테나 RTK INS

  • 0.05° 롤 앤 피치(RTK)
  • 0.2° 방향(듀얼 안테나 RTK GNSS)
  • 자기 왜곡에 대한 내성
  • 1cm RTK GNSS 위치
  • 초소형 OEM 모듈 사용 가능
  • Qinertia PPK 소프트웨어로 후처리
  • 전체 개발
  • ROS 드라이버
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