鉄道線測量や車両搭載のLiDARスキャンプロジェクトでは,車両は複雑な変化する環境 (トンネル,高架橋,密集した森林,都市高層ビルこれらのスポットは簡単に衛星信号 (GNSS) を弱体化したり完全にブロックしたりして,独立したGNSS位置付けが"ジャンプ"したり漂流したりします.これは歪んだ3D点雲と不正確なトラックパラメータにつながります.
そこだINS (慣性ナビゲーションシステム)そのコア構成要素IMU (慣性測定単位)IMUを車の内蔵の"回転器+加速計"として考えてください.これは,加速と回転を1秒間に数百回 (通常200~1000 Hz) 測定します.GNSS信号が秒数以上停止してもIMUは"慣性メモリ"を使って位置と方向を推定します
ゴールデンコンビネーション:GNSS + IMU (超シンプルバージョン)
- GNSS"グローバルGPSアイ"のように センチメートルの絶対位置を表示しますが 簡単に遮断されます
- IMU: 内耳 の 均衡 感 の よう に,高周波 の 振動 や 曲がり を すべて 記録 し,信号 が 消え た 時,物理 に 基づき 次 の 動き を "推測"します.
- 融合 (通常はカルマンフィルタリングのようなアルゴリズムによって):GNSSはIMUの小さな累積したエラーを定期的に修正し,IMUは信号盲点の際に空白を埋めます.
その 結果 は?GNSSは長期的な安定を担い,IMUは短期間のギャップを埋める連続で信頼性の高い軌道を創造し,LiDARの点雲をその位置に固定し,曖昧さや不整列を防ぐ.
鉄道測量における実用的な応用シナリオ
- 高速鉄道/従来の鉄道線路の幾何と変形監視検査車両は80~120km/hで走行し,多線リダールスキャニングレール,連線線などがある.
- INS/IMU+GNSSは200Hz以上でリアルタイムの位置,速度,姿勢 (方向,ピッチ,ロール) を出力する.
- リダーは毎秒数百万の点を記録し 正確な軌道を使って 地図の座標に正確に投影します
- 複数のトンネルを横断しても,ほとんどの場合,点雲はシームレスに接続されます.高級システムでは,低メートル以下またはそれ以上のレベルまで制御する線路のパラメータのミリメートル級分析 (ゲージ,高さ,欠陥) を可能にします.
- 地下鉄・電車トンネル全線モデリングトンネルにはGNSS信号がゼロで,従来の方法は距離計や手動マーカーに頼る.低効率で大きなエラー.
- 高精度の出発点のために GNSS + IMU の初期化から開いた部分から始めます.
- トンネルの内側では IMUが 連続軌道を維持します
- リダールはトンネル壁,線路,ケーブルをスキャンし,完全な3Dモデルを構築する.実際の結果:フルランポイントクラウドは,一般的に5~10cm以上の精度を達成する.変形モニタリングがミリメートルレベルに達し,シャットダウン窓を大幅に短縮し,労働コストを削減.
- 貨物鉄道線巡査と侵入検知植物の茂みのある遠隔線は,木の覆いの下に GNSS を遮断することが多い.
- IMUは高度な動的姿勢を 提供し,列車の揺れの間でも軌道を平坦にします.
- 融合経路は,リダールによる動きの模糊をなくし,遠くの極や斜面を鋭く明瞭にします. 結果:侵入の信頼性のある検出,斜面崩壊リスク,積極的なメンテナンスのアラートを可能にします.
信頼 できる 移民 制度 の 製品 が 重要 な 理由
- 強い 橋渡し 能力: 拡張 GNSS 切断を安定して処理します (性能は IMU グレードによって異なります.長トンネルでは光ファイバーまたは高級 MEMS が優れています).
- 高周波出力: 優れた点雲の品質のためにリダールスキャンに完璧にマッチします.
- 簡単に統合:標準インターフェース (シリアル/イーサネット/タイムシンクロ) は,主流のリダールと調査車両に適しています.
- 鉄道級の信頼性: 振動耐性があり,長期的に使用できる温度安定性があります.
簡単に言うと:鉄道のリダールマッピングでは,不安定な位置位置 = データ無駄です. 堅牢なINS/IMU + GNSSの設定は,プロジェクトを"ほとんど使用できない"から"効率的で精密でトンネルを防いでいる"にします.
高速鉄道線路調査,地下鉄トンネルモデリング,または線路パトロールに取り組んでいる場合は,コメントまたは連絡を自由にしてください!あなたの詳細 (トンネル長さ,速度需要,予算),そして,最も適したINSソリューションを推奨します.
