IMUチルト補正

このトピックは、R780、R12iなど、IMUセンサを内蔵したTrimble受信機に適用されます。

Trimble受信機をIMUチルト補正と併用することで、測量用標尺が傾いている間にポイントの測定や、杭打ちを行うことができます。これにより、アンテナを水平にしなくても正確な測定が可能になり、現場での作業をより速く、より効率的に行えます。

受信機内の慣性測定ユニット（IMU）は、GNSSのほか、加速度センサー（加速度計）と回転センサ（ジャイロスコープ）からの情報を使用し、現在の位置、回転、および傾斜の度合いを継続的に判断し、傾きを補正します。IMUのチルト補正により、ポールは任意の角度に傾けることができ、ソフトウェアは、チルト角度とチルト距離を基に地面のポール先端位置を計算することができます。

有効にすると、IMUのチルト補正が常にオンになり、観測された基準点以外の任意の測定方法に使用できます。観測基準点を測定する際は、受信機が自動的にGNSS専用モードに切り替わり、GNSS eBubbleが自動的に表示されます（有効になっている場合）。

IMUチルト補正は、次の操作が可能であることから、まったく異なる作業方法を提供します。

  • 立ったり歩いたりしながら、ポールを水平にすることなく、正確なポイントを素早く測定する。
  • ポールの先の行く先に意識を集中して作業を行う。これはくい打ち作業の際に特に便利です。
  • 建物の角部やパイプの反転など、届きにくい場所を簡単に測量する。
  • ポールの先が静止している際に受信機が自動的に「ポールのぐらつき」を補正するので、測定時にポールの動きを心配する必要がなくなりました。

磁気干渉によるパフォーマンスの影響を受けないため、車両、重機、鉄筋建造物などの磁気障害の影響を受けやすい環境でIMUチルト補正を使用できます。

非常に困難なRTK環境など、IMUチルト補正が使用できない可能性のある状況では、GNSS専用モードに手動で切り替えることができます。これを行うには、ステータスバーの受信にアイコンをタップしてGNSS機能画面を表示し、IMUチルト補正をタップしてGNSS専用モードのオン/オフを切り替えます。

Trimble Access YoutubeチャンネルのR12iとTrimble Accessのプレイリストでは、IMUチルト補正を使用してR12i受信機を最大限に活用する方法を紹介しています。

IMUチルト補正は、RTKまたはRTK測量に使用することができます｡

IMUチルト補正を使用可能な補正方法:

  • RTK測量のうち、種類を問わずリアルタイムデータリンク（インターネット、無線）を伴うもの
  • RTX 調査(衛星またはインターネット)

IMUチルト補正を使用してポイントの測定や杭打ちを行う際は、正しいアンテナ高や測定法を入力するよう細心の注意を払ってください。位置合わせの信頼性とポールの先の位置情報の信頼性（特にポールの先が静止している間の移動中の信頼性）は、アンテナ高の適切さに完全に依存します。ポールの先が静止している間の測定中に、アンテナの動きによって引き起こされる水平方向の位置情報の残留誤差は、ポイントを測定した後にアンテナ高を変更しても除去することはできません。

測量スタイルの移動局オプション画面でIMUチルト補正を有効にします。これにより、観測された基準点以外の何らかの測定方法を使用してロービング、ナビゲート、またはポイントを測定する際、内部IMUセンサを使用して「常にオン」チルト補正が有効になります。IMUチルト測量スタイルの設定を参照してください。

測量スタイルでeBubble機能を有効にします。これにより、GNSS eBubbleを使用し、GNSS専用モードで作業を行う場合に、ポイントを測定する際に受信機の統合アンテナを水平に維持できるようにします。IMUの位置が合っている場合、GNSS eBubbleは表示されません。

IMUチルト補正を使用するには、受信機内のIMUの位置合わせを行う必要があります。測量の開始後や、位置合わせが失われた場合には測量中に、IMUの位置合わせを行います。位置合わせは、シンプルかつ分かりやすいプロセスにより、受信機の通常の使用状況を模倣して行われます。良好なRTK環境では、ポールが自然に動く間に、IMUが自動的に確実な位置合わせを行います。IMUの位置合わせを参照してください。

IMUの位置が合うと、位置画面にポールの先の位置が表示されます。これは、測量作業中であるかどうかを問わず適用されます。

IMUの位置が合うと、受信機のキャリブレーションを行うことなく「すぐに」IMUチルト補正を使用できます。受信機内のセンサをキャリブレーションして通常のメンテナンスを行う目的で、複数のキャリブレーションルーチンを利用できます。キャリブレーションは、必要に応じて適宜行ってください。特に、状態が芳しくない他のポールを使用する場合は、Trimbleでは、ポールのバイアス調整を行うことをお勧めします。

IMUベースの傾き補正機能を備えた受信機を使用する場合、次のセンサキャリブレーションルーチンを使用できます:

キャリブレーションは、必要に応じて適宜行ってください。通常、Trimbleでは以下を推奨します:

  • GNSS eBubbleの位置が、使用中の水平基準の位置からずれていると思われる場合、eBubbleキャリブレーションを実行します。
  • 他の最適でないポールやクイックリリースを使用する場合は、必ずポールのバイアス調整を実行します。
  • IMUのバイアスキャリブレーションは、頻繁に行う必要はありません。過度のIMUバイアスの警告が表示される場合にのみ実行してください。

一般に、センサのキャリブレーションルーチンは互いに独立しています。しかし、よく使用されるポール（または適切にキャリブレートされていない気泡管の場合、気泡管がAPCからポールの先までの軸に対して正確に垂直になっていない可能性があり、IMU基準点もポールの先の位置と正確に一致していない可能性があります。ポールのバイアス調整を完了した後、IMUを基準にGNSS eBubbleをキャリブレーションを行うことをお勧めします。

詳しくは､各キャリブレーションの項を参照してください。

IMUベースのチルト補正とともに受信機を使用する測量の際、ステータスラインに表示されるGNSS測量モードは次の通りです:

  • RTK測量ではRTK+IMU
  • RTX測量ではRTX+IMU

IMUチルト補正が有効の際は、ステータスバーに表示される受信機アイコンは、次のように表示されます:

IMU位置合わせステータスが受信機アイコンの横に表示されます。緑色のチェックマークは、IMUの位置が合っていることを示します。赤い十字線は、IMUの位置が合っていないことを示します。

表示される精度の値は、GNSS衛星の数、現在のDOP、IMU位置合わせの品質、受信機の傾きを考慮しています。IMUの位置合わせが完了した時点で、表示される精度の値は、ポールの先の値となります。IMUチルト補正が有効でも、IMUの位置合わせが完了していない場合は、精度の値は表示されません。一般的に、受信機が傾くほど、精度の値は大きくなります。

IMUチルト補正が無効の場合、受信機はGNSS専用モードで動作し、精度はアンテナ位相中心で計算されます。

マップ内では、GNSSカーソルはIMUステータスを示します。IMUの位置合わせが完了した時点で、カーソルは受信機が向いている方向を示します。

GNSSカーソル 意味

IMUチルト補正が有効で、かつIMUの位置が合っています。矢印は、マップの方向設定に応じて、受信者が北または基準方位角に対して向いている方向を表示します。

GNSSカーソルの方向が正しく表示されるようにするには、オペレータが受信機のLEDパネルに向き合う形で作業を行う必要があります。

IMUチルト補正が有効になっていない、またはIMUチルト補正が有効になっているが、IMUの位置が合っていない。ソフトウェアが受信機の向いている方向を判別できていない。

IMUチルト補正を使用してポイントを測定する際は、特定の測定方法は必要ありません。IMUチルト補正が有効で、IMUが適切に位置合わせされている場合、次のようなほとんどの測定方法を使用してチルト補正ポイントを測定することができます。

  • 地形ポイント
  • 連続的な地形
  • ラピッドポイント
  • 表面までの測定

  • 水平チルトオフセット

    水平チルトオフセットの測定は、ポールの先端が占有できない位置（木やポストの中心を測定する場合など）を測定する場合に便利です。

  • 観測した基準点

    鉛直ポールが必要なため、受信機は自動的にGNSS専用モードに切り替わります

IMUの位置が合っている状態でポイントを測定する際、測定前にポールを水平にする必要はありません。ステータスバー内のチルト測定モードアイコンは、ポールを水平にしたり、ポールを静止させて握ることなく、ポイントを測定できることを示します。

自動測定が有効になっている場合、ソフトウェアは、測定対象ポイントでポールの先が安定した時点で、すぐに観測作業を開始します。自動保存が有効になっている場合、所定の観測時間および精度に達した時点で、自動的にポイントが保存されます。この場合、ポールを拾い上げ、次のポイントに移動します。

観察された基準点を測定する場合、Trimble Accessソフトウェアは自動的にGNSS専用モードに切り替わるため、ポイントを静的モードで測定できます。eBubbleは、その測定方法で非表示に設定されていない限り、自動的に表示されます。GNSS eBubble を使用し、測定前に受信機の水平を取ります。

GNSS専用モードでは、ステータスバーにRTKが表示され、ステータスバーの静的測定モードアイコンが、ポイントを測定する前にポールが垂直でなければならないことを示します。

観測基準点の測定が完了した後、地形ポイント法を選択し、かつIMUの位置合わせが維持されている場合、ソフトウェアはIMUチルト補正の使用モードに戻ります。GNSS eBubbleは自動的に消え、ステータスバーにRTK+IMUと表示され、ステータスバーのチルト測定モードアイコンが、ポールを水平にせず、ポールが動かないように注意深く支えずに、ポイントを測定できることを示します。

測定手順全体を通じてIMUの位置合わせが維持されている限り、IMUの位置合わせを再調整することなく、IMUチルト補正を使用するポイント測定方法と、観測基準点法（RTKのみ）との間でシームレスに切り替えることができます。GNSS専用モードを使用中にIMUの位置合わせが失われた場合は、IMUチルト補正を使用してポイントを測定する前に、IMUの位置合わせを再調整する必要があります。

IMUチルト補正を使用して連続モードでポイントを測定する際は、測定の最中に受信機を水平に支える必要はありません。ステータスバーのチルト連続モードアイコンが、受信機を水平にせずにポイントを測定可能であることを示します。ポールの先で、測定対象の地形特徴点をなぞるようにしてください。ストップとゴー連続ポイントは、ソフトウェアがポール先端の停止を検出したときに保存されます。

くい打ち作業にIMUチルト補正を使用すると、くい打ちデルタを最小限に抑えるためにポールを移動しながらポールの水平を取る必要がないため、生産性が大幅に向上します。この場合、ポールの先を動かすだけで、デルタを最小限に抑えることができます。さらに、IMUチルト補正を使用することで、オペレータの静止時の方向を、くい打ちナビゲーション機能に検出させることも可能です。これは、くい打ちポイントに近づいた際に、特に有効です。

杭打ちナビゲーション機能が正しい情報を提供できるようにするには、受信機のLEDパネルを向くようにして作業を行ってください。

IMUチルト補正を使用してポイントを測定する際、デバイスの向き情報（傾斜角、傾斜距離、方位角、IMUの状態など）が、ポイントとともに保存されます。この情報は、ポイントの保存フォーム内で、またはジョブのレビューもしくはポイントマネージャ画面で参照可能です。

IMUチルト補正を使用して測定されたポイントをレビューする際は、以下の追加情報が提供されます。

現場 説明

チルト角

IMUに基づく受信機の傾き情報。

チルト距離

ポールの先の位置から地面に鉛直に投影されたAPCの位置までの水平距離。

σチルト角

推定チルト誤差（シグマチルト）。

方位

チルトの方位角（方向）。

σ方位角

推定方位角誤差（シグマ方位角）。

IMU状態

測定時にIMUの位置が合っていたことを示します。
現場 説明

IMUの位置合わせが劣悪

IMUが一時的に位置合わせを失い、測定中に回復すると、測定中にYesという値が表示されることがあります。

過剰な動き

IMUチルト補正では、測定中にポールの先が動きました。 GNSS専用モードでは、測定中にAPCが動きました。

精度が劣悪

精度の推定値が、設定許容範囲を超過しました。IMUチルト補正では、ポールの先の位置で精度が計算されます。GNSS専用モードの場合、精度はAPC位置で計算されます。

位置情報の劣化

これは静止時に、位置の移動が3シグマ精度推定値を超過した場合に発生する可能性があります。 IMUチルト補正では、これはポールの先の位置です。 GNSS専用モードの場合、これはAPC位置です。