アルモニコスでは、1990年代より計測点群やポリゴンメッシュデータを扱うソフトウェアの研究開発を続けてきました。特に計測点群においては、計測精度と分解能は使用する3Dスキャナーの性能に大きく依存します。1,000万円を超える高価格の計測器であれば、0.1mm以下の高精度が得られる一方、数万円クラスの低価格の計測器では、数mm程度の低精度になるのは業界常識になっています。
しかし近年、デバイスの進化は目覚ましく、体積・面積・重心などの大まかな特性値を知りたい場合であれば、LiDAR搭載のスマートフォン等でも十分使える時代になりました。

今回ご紹介するのは、土木、建設業界向けの研究テーマになります。

検証テーマ：排水路内堆積物の効率的な体積算出

排水路などのコンクリート構造物を対象に、障害物（雑草や土砂）の体積計算や、損傷・変形箇所の発見を、計測から分析・確認まで、いかに「簡単に」「速く」できるか検証しました。

• 計測デバイス：iPad（LiDARスキャナ搭載）
• 計測アプリ：Sakura3D SCAN
• 使用するソフトウェア：
  • 検査ソフト spGauge
  • リバースエンジニアリングソフト spScan

計測はiPad LiDARスキャナで行い、計測アプリは、アルモニコス製Sakura3D SCANを使用しています。
計測からデータ処理、そして体積計算に至るまでの一連のワークフローをご紹介します。使用するソフトウェアは、すべてアルモニコス製品です。

検証結果：計測から1時間で現状把握が可能

下表にて、作業時間と使用ソフトウェアを整理しました。現在のソフトウェアの実力では、計測から体積を確認するまでは1時間でした。現在、瞬時に確認できるアプローチを模索中です。

手順	時間	使用アプリ・ソフト
①iPadでLiDAR測定（画像、動画）	5分	Sakura3D SCAN
②ポリゴンメッシュのマージ	5分	spGauge
③ポリゴンメッシュの簡易位置合わせ
④spScanで排水路をリバースCAD面化	5分	spScan
⑤雑草を誤差カラーマップで可視化表示	5分
⑥排水路断面2D寸法	5分	spGauge
⑦雑草(土砂)のポリゴンメッシュから簡易面（ソリッド）作成	30分	spScan
⑧雑草（土砂）の簡易面の体積計算	5分
合計	60分

複数ショットのマージ・位置合わせ

排水路をCAD面化

雑草を誤差カラーマップ表示

排水路断面

雑草(土砂)のポリゴンメッシュから簡易面作成

体積計算

具体的には、長さ約22mの排水路内部にある、コンクリート構造物上に堆積した土砂・雑草の体積総和は、 3.66m³であることが判明しました。

今回の検証では、測定から体積算出まで1時間となりましたが、このシナリオ通りの専用プログラムを構築することで、作業時間を半分以下まで短縮できる見込みです。

今後の展望：現場の「知りたい」を即座に数値化する

土砂や雑草の体積計算において、厳密な数値は必ずしも必要とされません。数mm～数cm精度のLiDAR計測であっても、現場判断には十分な結果が得られることがわかりました。
土木業界であれば、算出した体積の数値から、4tトラック何杯分かを即座に割り出すことが可能となります。さらに密度情報なども追加できれば、重量の簡易計算なども可能になるかもしれません。

アルモニコスでは、計測データの活用によって解決できる現場課題を今後も研究し、様々な産業に必要とされる技術開発を推進してまいります。

研究担当