(左: 清里トンネル、右: 清里駅前)
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NovAtel, Latest OEMV firmware version 3.301 highlights
NovAtel OEMV F/Wの新しい版ver. 3.301が出ている。目玉は50Hz出力の追加。従来は20Hzまでだった。知る限り50Hzを正式サポートした受信機ってほとんどないのではないかと思う。50Hzはデータ量が莫大になるのでちょっと使いにくいのだが、地震波等の高速位置変動を取りたい場合には有効かもしれない。多分230Kbpsのシリアルでは落としきれないのでUSBが必須ではないかと思う。SBAS補正アルゴリズムも改善されている様なので更新してみようか。
またちょっと全天カメラのデータ取得テスト。4Hzでは間欠的にデータ落ちを起こすので2Hzで取ってみたが今度は正常に取得できた。天気は晴天。太陽が入るがそれ程問題にならない様だ。ログファイルはu-blox 5のNMEA+Rawを含めて2Hz×30分で77.6MB。u-centerによる早送り再生画面をキャプチャしてみた (17.3MB, DivX)。動画は圧縮率が高いのでちょっと汚く見えるが実際には結構綺麗に取れている。ただu-centerで何度も再生を繰り返すと途中でブラックアウトする。再起動すれば直るのだがまだバグが残っているのかもしれない。(補足: カメラは下が進行方向。コンパスは上が進行方向で180度ずれがある。2/11追記)
(左: 清里トンネル、右: 清里駅前)
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マイコミジャーナル, SIGGRAPH2005 - 「EMARGING TECHNOLOGIES」展示セクションをレポート(1), 2005/8/4
昨日書いた全天カメラ画像の画像認識から姿勢変動を検出する技術についてMotionSphereという名前で2005年のSIGGRAPHで発表されているのを見つけた。全方位カメラやそれを使った応用製品を販売しているViewPlusという会社が開発した技術らしい。カメラを野球のポールに組み込んでボール視点での野球中継というのもあながち夢では無い様だ。Webサイトにはデモ映像も置いてあるがやっぱり専用カメラで取っているので映像が綺麗。全方位カメラが欲しくなってしまったのだがやはり専用カメラは高いのだろうなあ。
JPGUの投稿〆切がもうすぐなので忘れない様に貼っておく。ついでにION とGPS/GNSS国際シンポの予定も貼っておく。
日本地球惑星科学連合2008年大会, 25-30 May 2008, 予稿〆切 2/7 12:00
ION GNSS 2008, 16-19 Sep 2008, Abstract〆切 3/5
International Symposium on GPS/GNSS 2008, 11-14 Nov 2008, Abstract〆切 6/16
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OpenCV.JP
OpenCVと呼ぶIntelが開発したフリーのコンピュータ画像認識ライブラリの紹介頁。ちょっと移動体精密位置測定にこれを使ってみたいのでS君調べておいて下さい。ところで昨日取った全天カメラの動画を見ていて思いついたのだが、全天カメラの画像認識で方位変化や移動速度を測定するというのは、移動体測位の補助として十分使えるのではないか。あんまりこの手の研究って聞いたことないのだれど、誰か既にやっているだろうか。
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完成した全天カメラ。アクリルカバーはない方が良く写るが高速を走ったりするので念のため。
ちょっと近場で、全天カメラのデータ取得テスト。天気は薄曇。解像度は640x480にしたが、上空障害物は十分識別出来る。u-blox
5のNMEA+Rawを4HzでSDカードに同時出力させたのだが、かなりデータ落ちが起こる。データ落ちのせいかu-centerの再生も不安定である。またu-centerのログ再生機能は操作性が悪く、自由なところに飛んだり止めたりするのが難しい。使い勝手を考えてログ再生機能も少しコーディングした方が良いかもしれない。
なお画像下が進行方向。最終的に、衛星方向と画像のマッピングを取るためには、方位・姿勢データを同時に取る必要があるし、キャリブレーションもちゃんとやらなければならない。結構大がかりな仕掛けと作業が必要になる。でも早くIMUを載せてデータ取得したいなあ。
走行時間は約45分でu-centerが出力したログファイルの大きさが119MB。Webカメラからのストリーム形式は640x480+YUY2にした (YUY2しか正常にキャプチャできない) ので1フレーム当たり約640KB。従ってu-centerで何らかの画像圧縮をして記録していると思われる。SDカードへの記録速度が問題になるとは思えないので、画像圧縮処理が間に合っていない可能性がある。ただ、VAIO TZ のCPUはC2D 1.2GHzであり、4fpsのMJPG圧縮処理が間に合わないとも考えにくいので何か他の問題の可能性もある。ちゃんとログ+画像が取得できるパラメータをもう少し探してみる必要がある。(IMUの生データも取り込みたいので多分最終的には専用のロガーソフトを開発することになると思う)
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FRANSON, GpsGate
GpsGateと呼ぶ仮想COMユーティリティを購入。$39.95也。COMポートスプリッタ、仮想COMポート生成、NMEAログ再生、NMEAのリアルタイムGoogle
Earth表示、ネットワーク経由COM中継等、大変多機能なユーティリティである。Free
Trial版を使って概ね満足のいく動作を確認したので購入。GPSのヘビーユーザには定番のソフトの様だ。
もともとやりたかったのは地図ソフトZi10上に同じPCで計算した測位結果をリアルタイム表示させることだったのだが、Zi10の仕様上COMポートからNMEAを入力する必要がある。最も単純なのは2個の実COMポートをクロス接続する方法だが、これはあまりにも能がない。最初は仮想COMポートをプログラミングしようと思っていたのだが結構大変そうなので、結局これを使うことにした。例えばGpsGateで仮想COM1→仮想COM2のパスを作り、Z10iのGPS入力をCOM2に設定してから、COM1にNMEAを出力すれば地図に測位位置が表示される。Google
Earthを出力に追加すればGoogle Earth上に現在位置を同時出力することも可能である。まだ動作確認していないがネットワークでGPS受信機出力を中継することもできるので、基準局、ローバ双方にインストールすれば無線LAN経由でRTK-GPSというのも可能になるはずである。
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Webカメラ (Logicool Qcam Pro for Notebooks) とデジカメ用魚眼コンバージョンレンズ (KAKUYO KDF-2)、マグネティックマウントを組み合わせて全天カメラの試作。周辺画像がボケているが概ね仰角10°以上は写りそう。目的は移動体測位時の上空視界記録なので何とか使い物にはなりそう。Qcam ProはWebカメラとしてはかなり画質が良いカメラだがやはりデジカメに比較してしまうと少し厳しい。早い移動に画像が追いつかないし太陽が入るとハレーションを起こす。でもデジカメでは設置や固定が大変だし動画取得も相当面倒である、ということでWebカメラでなんとか取れないかと思ったのだが。まあちょっとこれで試してみよう。
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測位とは全然関係ないのだが、ちょっと画像認識やWebカメラ画像取り込みのプログラミングに関し調べていて見つけたヒヨコ型 (雪だるま型?) ロボットKeepon。
YouTube, Keepon dancing to Spoon's "Don't You Evah"
NICTのInfanoid Projectで開発されたロボットらしいのだが、信じられないくらい動作が可愛い。何となく未来の計算機-人間系インタフェース技術の鍵はこの辺にあるのかもしれない。
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u-blox 5の新しいF/W (v.4.00) が出ているのだが、どうしようか思案中。Release
Notesによればv.3.00に比較し "position
accuracy has been improved significantly"
とある。ただv.3.00にあったRaw出力機能は削除された可能性が高い。2Q/2008にLEA-5Tが出るらしいので多分これがLEA-4Tと同様にTiming
+ Rawが正式サポートされた製品系列ではないかと思う。GALILEO
(GIOVE) が受かるのならupdateするのだがまだ未サポートの様だ。まあ見送りだろうな。
補足: LEA-5Tではraw data 出力はまだサポートされないようだ。4/3追記。
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やっとarm-linux-soft-float対応のtoolchainの構築がうまく行ったのだが、soft-floatではdouble型のint castがうまく働かない問題が発現。単純なテストプログラムでは出ないので原因不明。もはや泥沼の様相を呈してきたので、いい加減な所で切り上げたいのだが、なかなか区切りがつかない。いったい何時間無駄に使っているのだろう。
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Hofmann-Wellenhof et al., GNSS Global Navigation Satellite Systems, GPS, GLONASS, Galileo & more, SpringerWien NewYork, 2007
Amazonから届いた新刊、\9,613也。同じ (筆頭) 著者の著名なGPS教科書 Global Positioning System: Theory and Practice (5th, revised edition, 2001) の改訂版の位置付けであるが、章構成や内容は大幅に変更されている。ざっと見た範囲での主な変更内容は、GLONASS, Galileo等の解説が追加されている点、信号仕様や受信機構造について増補されている点、PPPやVRS等新しめの測位アルゴリズムが追加されている点である。衛星測位システムの教科書として見た場合、漏れなくよくまとまっているのではないかと思う。
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u-blox 5付属のPCサポートソフトu-centerの新しい版 (v.5.00) には、GPSログにWebカメラ画像を埋め込む機能が追加された。これを使うと移動体GPSデータ取得時にWebカメラを使って周囲状況の記録が可能になる。またGPSログ再生と同時に記録した画像の再生も可能である。単なるWebカメラのキャプチャ機能では時刻の同期が面倒なのだが、この方法ではその問題がない。
と言うことでVAIO TZにu-center 5.00を入れて、Logicool
Qcam Pro for Notebooks (一応u-bloxの推奨機種)
を繋いでデータを取ろうと思ったのだが、どうも安定しない。カメラのモニタ画面を出すとすぐに"問題が発生しました"と出てu-centerが異常終了してしまう。メインPC
(Windows XP) では問題は発生しないので、これはVGAドライバの問題か、OS
(Vista) の問題かもしれない。(補足: Logicoolのドライバをアンインストールして試したら、Qcamは汎用USBカメラ
(UVC) として認識されて、問題は発生しないことが分かった。どうもLogicoolのドライバの問題だったらしい。汎用ドライバではオートフォーカス他の機能が働かない、最大画像サイズが640x480となる、等の制限があるがまあ特に問題はないのでこれで使うことにしよう。1/20追記)
ところでLogicool Qcamには画像認識技術と3Dグラフィックを組み合わせた"ビデオエフェクト"という機能が付属している。この機能はWebカメラで取った顔の画像から眉毛、目、鼻、唇等の特徴点を抽出し、それらを自動トラッキングして、アバターの表情をリアルタイムで作り出す。これは少し前のSF映画に出てくる様な話であり結構インパクトのある技術である。もう少し進むと、最近流行の初音ミクの様な音声合成技術と組み合わせて、Skypeを使ったオレオレ詐欺というのが現れるかもしれない。
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表で別のことをしながら、裏では相変わらずfloat演算を高速化したarm-linux用cross-toolchainの作成。コマンド間違えて既存libを壊して2度ほど全部やり直ししているし、これはダメ、それじゃこうしてみてもてもダメ、とか殆ど勘と推理力の勝負で、まるでパズルのよう。どこかに解はあるはずなのだが。
NovAtel OEM-V用サポートソフトの新しい版が出ていたのでダウンロード。従来の版はWindows Vistaに正常インストール出来なかった。今までGPSログ取得に使えなかったVAIO TZにインストール。ついでにVMwareもVAIOに入れる。Linux on Windows+VMwareの環境はなかなか使いやすく快適である。ところで今日発表されたAppleの新しいノート (MacBook Air) は薄さとデザインだけが取り柄で明らかに仕様がイマイチ。多分売れないだろうなあ。マルチタッチパッドとそれをサポートするAPだけは欲しいのだがこれは別売りしないのだろうか。(まあそのうちWindowsでも標準機能になりそうな気はするが)
補足:
JobsがSony VAIO TZと比較してMacBook Airの優位性をプレゼンしたらしいが、別にノートPCを封筒に入れて送るわけでもなく、みな些細な問題である。それに比較しAirの仕様は酷い。WiFi,
BlueTooth, USB×1だけでどうやって使えば良いのだろう。日本のホテルはまだ有線LANの所が多いし未だモデム接続の所もある。VGA変換アダプタはすぐ忘れるし、BlueToothのデバイスなんてほとんど売ってない。SDカードスロットもないし、やはり日本では使えないノートの様に思える。ということでVAIO
TZは結構気に入っているのだが、唯一の問題点はOSがVistaである、という所である。やっぱりXPに載せ代えたいのだが大変そうだなあ。(1/18追記)
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相変わらずarmadillo-arm-linux用cross-toolchainの作り直しをやっている訳だが、やっとプレーンcross-toolchainの構築ができたので手順を記録しておく。環境はarmark-technoのATDE (debian 4.0+VMware)。
ARM-Linux-CrossToolchain構築 備考録
GNUの元のソースにはまだ多数のバグが残っていて、沢山のパッチや回避オプションを駆使しないと構築すらできない (これらのバグは主に環境依存部分やソースバージョン不整合に起因するものが殆どで、構築出来てしまえばあとの基本部分は十分枯れていると言えるのだが) そしてこれらの情報は結局google頼みなので、メーリングリストアーカイブや公開されている構築情報が無ければ歯が立たない。結構不毛な作業だなあとは思う。さてsoft-floatやmaverick-crunch対応はもっとやっかい。
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u-blox 5で少し長い生観測データが取れたので記録のため受信状況を貼っておく。見て分かるように、PRN1から32までフル構成のGPSが受かっている。なお年末に上がったPRN29はとっくに運用開始している。比較のためAEK-4Tの受信状況。u-blox 5に比較し、uhhealthyのPRN7と32が受かっていないのと、受信信号レベルが少し低い。またMSASロスト後再捕捉が遅い問題が少し現れている。(補足: 受信信号レベルバー下の灰色バーがephemeris更新状況で赤はunhealthyフラグが立っていることをを示している。)
同一期間のu-blox 5 NMEA解。縦スケールに注意。2008/1/11 6:00GPST付近で水平誤差20mに及ぶ大きな解の乱れが現れているが、これは何だろう。RAW+RTKLIB-MSAS解では現れていないので、u-blox 5 F/WのSBAS補正の問題の可能性もある。(RTKLIBではintegrity情報を使ったweightingを入れているのだが、その有無の違いかもしれない。ちなみにu-blox SBAS Setting "Apply integrity information"はOFFにしている)
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u-blox 5のMSAS補正が正常に働くか否か興味を持たれる方もいらっしゃるかもしれないので、固定点におけるu-blox 5 の測位誤差を貼っておく。1Hz 13.5H分。アンテナはNovAtel GPS-702-GG。仰角マスク10度。SBAS enabledでranging+correction on。Dynamic Model=Aireborne<4g。NMEA出力を基線解と比較している。
以上を見る限りAEK-4T (F/W v.5.00) で見られたMSAS補正のバグ(?)は修正されていると考えられる。F/W v.3.00版ならRaw出力がついて$200なので結構お買い得という気はする。
信号が微弱で殆ど一瞬なのだが、ublox 5ではPRN131という見慣れない衛星が西の地平線すれすれに受かることがある。調べてみるとこれはEGNOS
- IOR-E (Inmarsat 3 F1) の様だ。静止位置は東経64度とのことなので、方位・仰角を計算してみると、
>> satazel(geodtoecef([0,64,35786000]),geodtoecef([35.87,138.39,1002]))*180/pi
ans = -99.2695199847931 3.92387626395361
殆どギリギリという感じだが、u-blox 5の高感度を実感するにはよい例とは言える。u-blox 5ではF/W更新のせいか、AEK-4Tでは受からなかったunhealthyなPRN7やPRN32も受かるし、なかなか面白い受信機である。早く移動体でデータを取ってみたいのだが当分ちょっと時間がとれそうもない。
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ずいぶん前に注文したu-blox 5のエバキットEVK-5Hが届く。(隣は改良F/W版AEK-4T/Antaris-4)
例によって屋根上のアンテナに接続して少し評価。来たのはF/W version.3.00なのだが、なんと公式には機能がないRAWデータの出力が可能である (RXM-RAW、RXM-SFRB)。Release Noteによると次のF/Wバージョンからからは"will not be supported"とあるのでこの機能は将来は削除されるかもしれない。従って貴重なF/Wである。AEK-4Tに比較しC/N0が2-3dB高く受かるし、低仰角衛星やPRN127(GAGAN)も受かるので確かに感度は良くなっている様だ。なおGALILEOについてはver.3.00では未サポートとある。どうもUSB回りの安定性がイマイチという感じなのだが、色々と遊べそうではある。
補足:
ubloxのOnline shopで注文したのだが、価格は$199+$66.5(shipment)+\1000(国内消費税)であった。運送はUPSだったがちょっと高い。もしかするとublox
japanか国内代理店で買う方が安かったかもしれない。
EVK-5HのRawの取り扱いに関してはEVK-5H添付のF/W version 3.00 Release Notesでは正確には以下の様な記述がある。
> 3 Limitation
> Raw data output (RXM-RAW)
> This feature will not be supported by
the standard firmware.
それ以外にもいくつかの利用制限がありこれらのいくつかは2008/1までにリリースされるv.4.00で解決されるとある。従ってv.3.00はまだ暫定バージョンの位置付の様だ。RAW出力の可否はF/Wの違いだけなので将来的にはAntaris-4と同様に通常版とRAW有版と両者の製品が供給される可能性が高いと思う。GALILEOのRAWが出力できる受信機はまだ数少ないので早く対応版が出て欲しいと思う。(1/9追記)
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なんか、正月休みは間欠的にarm-linux-maverick_crunch用のtoolchainを作り直そうと色々やって結局時間を無駄にしたという感じで終わってしまった。でも少しは組み込みLinuxの経験値が上がったからよしとしよう。でも仕事として考えると結局サポートされていない開発環境は効率が悪すぎて使えないという結論になる。まあ趣味でやるならこれはこれで勉強にもなるし面白いんだけれども。
しかしVMWare上のLinuxは予想以上に使いやすいなあと感心。ついでなのでVMWare-Linux上で最新のoctaveの性能を測る。(octave-2.9.9, Linux-2.6.18, debian 4.0, C2Q Q6600 2.4GHz)
> n=0; a=rand(2000); b=rand(2000);
> tic, for i=1:1000000,n=n+1; end, toc
> tic, c=a*b; toc
> tic, c=inv(a); toc
Elapsed time is 1.880859 seconds.
Elapsed time is 15.700180 seconds.
Elapsed time is 19.754906 seconds.
ちなみに本家Matlab (Win XP pro SP2) では
6.5.1 : 0.797s 7.015s 7.828s
7.3.0 : 0.431s 0.767s 1.610s
7.4.0 : 0.388s 1.132s 1.610s
Matlab7以降はマルチスレッド版行列ライブラリを使っているのでC2Qでは行列演算では10倍以上差がつくが実APではせいぜい数倍の違いだろう。これくらいなら使えないことはないという感じがする。CPUは違うが以前に測ったOctave 2.1に比較してかなり実用的になっているとは言える。
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新年あけましておめでとうございます。本年も昨年同様にご愛顧よろしくお願い申し上げます。
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