LiDAR SLAMのジオリファレンス

LiDAR SLAMは、LiDARセンサーとIMUなどを用いて自己位置を推定しながら点群を取得します。一方、測量成果として点群を利用する場合には、取得した点群を既知の座標を持つ基準と整合させる位置補正（ジオリファレンス）が重要になります。

LiDAR SLAMで取得した点群の位置を補正する代表的な方法として、GCP、RTK、PPKがあります。これらは同じ目的に使用される場合がありますが、位置情報を取得・補正する方法がそれぞれ異なります。

GCP・RTK・PPK

LiDAR SLAMでは、SLAMによって生成された点群を、そのまま利用する方法だけでなく、既知の座標を持つ基準点などを利用して位置を補正することができます。

代表的な方法は次の3つです。

どの方法を使用するかは、使用するLiDAR SLAM機器の仕様、計測環境、必要な精度、公共測量への利用などを考慮して決定します。

GCP（Ground Control Point）は、地上に設置した既知座標の基準点です。 LiDAR SLAMで取得した点群上からGCPを確認し、既知の座標と点群上の位置を対応させることで、点群の位置を補正します。

GCPを利用する方法では、計測後にGCPを用いた補正処理が必要になります。

RTK（Real Time Kinematic）は、GNSSを利用してリアルタイムに高精度な位置情報を取得する方式です。

LiDAR SLAMにRTKを組み合わせることで、SLAMによって取得した点群に対して、GNSSによる位置情報を利用することができます。

RTKの大きな特徴は、計測時にリアルタイムで位置情報を取得できることです。実際の利用方法や補正処理は、使用するLiDAR SLAM機器の仕様やソフトウェアによって異なります。

PPK（Post Processed Kinematic）は、計測後にGNSSの観測データなどを利用して位置情報を後処理する方式です。

LiDAR SLAMでは、計測時に取得したデータとGNSSの観測データなどを計測後に処理することで、点群の位置情報を補正・整合させることができます。

PPKは計測後の後処理が必要であることが大きな特徴です。一方で、計測時にリアルタイムの通信環境を必要としない構成も可能です。

LiDAR SLAMの位置補正方法は、単純に「どの方式が最も優れているか」で決まるものではありません。 使用するLiDAR SLAMの仕様、計測環境、必要な精度、利用目的、公共測量への対応などを考慮して選択することが重要です。

例えば、RTKやPPKに対応したLiDAR SLAMを使用する場合にはGNSSによる位置情報を利用できます。一方、RTKやPPKに対応していないLiDARを使用する場合や、公共測量等では、GCPを活用する方法があります。

位置補正を行った後は、目的に応じて点群の処理・解析を行います。

下図は、GCP、RTK、PPKの概念図です。UAV LiDARは、例えばGCP＋RTK等の複数の方式を使用できるのに対して、LiDAR SLAMの場合は、どれか一つのみの選択（排他的選択）になることに注意してください。

以上です。