3次元計測 3D Measurement

3次元レーザースキャナ 3d-Laser-Scanner

3次元レーザースキャナは、計測対象にレーザーを放射状に照射することで、表面形状の3次元座標を取得することができる計測機器です。毎秒数万点以上の速度(機種によって異なります)により非接触で計測し、高密度で面的な点群データが得られます。3次元座標は、レーザーの反射時間から求められる計測対象までの距離と照射角度により算出されます。

また、内蔵のデジタルカメラによって撮影された写真の色やレーザーの反射強度(計測対象の材質や色によって変化するレーザーの反射具合)に応じて点群データを着色させることができ、視覚的にもわかりやすく、説得力のあるプレゼンテーションに活用できます。
さらに、1か所からでは計測ができない計測対象の裏側や広範囲なエリアでも、複数のスキャンデータ間でターゲットを共通点にして合成したり、座標付けをすることができます。

 

3次元レーザースキャナによる計測イメージ
ターゲットによる計測データ合成

3次元レーザースキャナの特徴

  • 高密度な点群データにより対象物の形状を面的に捉えることで、 高精度な土量算出やさまざまな3次元解析が可能。
  • 傾斜地や危険な場所などに立ち入らずに安全な計測が可能。
  • 計測距離は50~300m程度(現地条件や機種によって異なる)で、視通の効く範囲の計測が可能であり、事前に現地調査を実施し、計測計画を立案することが重要。
  • レーザーが照射される表面形状のみをデータとして取得するため、植物や障害物がある場合は、事前に取り除いたり、計測後に点群データのノイズ処理が必要。
  • 濡れた面やレーザーの反射強度が弱い材質などは、データを取得できない場合もある。 

岩崎では、この3次元レーザースキャナ(トプコンGLS-2000、 ライカジオシステムズ ScanStation P20/40/50・BLK360)と、豊富な解析アプリケーションを所有しており、計測~点群データの処理~3次元データの編集などのさまざまなサービスをご提供いたします。

点群データの解析

点群データの表示や編集には専用アプリケーションを用い、さらに3次元CADやBIM/CIMアプリケーションとの連携により、さまざまな解析や表現が可能になります。

データ解析の流れ

i-Constructionにおける活用

i-Constructionでは起工測量および出来形計測時に点群データを取得するため、 3次元レーザースキャナが活用されます。 起工測量では、計測範囲内をくまなく計測できるように、事前に計測位置の選定や基準点の確認など計測計画を立ててから計測します。不必要な障害物や重機の位置などを考慮した計測位置の選定が必要です。
計測後、データをコンピュータに取り込み、計測データを合成し、ノイズを処理します。 ノイズ処理は、現場の形状再現に不必要な点群データ(重機や植生など)を除去する工程で、現況を再現するのに非常に重要な作業です。
また、i-Constructionでは起工測量データを間引きして(0.25m²に1点の割合)、解析しやすいデータサイズに変換します。その後、起工測量データを3次元設計データと比較することで、盛土・切土の土量を算出したり、任意の位置で現況横断図を切り出したりすることができます。
さらに、定期的な現況測量による出来高の数量算出にも活用することができます。

現場での起工測量の様子

現況データと設計データの比較による土量計算

出来形計測では、起工測量と比較して必要な点群の密度が大きいため、計測位置を増やしたり点群データの点間距離を小さくして計測します。取得した点群データは、起工測量と同様にデータ合成・ノイズ処理をします。また、i-Constructionでは出来形計測データを間引きします(0.01m²に1点の割合)。

その後、出来形計測データは、3次元設計データと比較することで、1mメッシュのヒートマップ(鉛直方向もしくは水平方向の差分を色で表現したマップ)を作成します。i-Constructionは対象工種が土工やコンクリート工だけではなく、今後、浚渫工や舗装工などへも拡大されます。

出来形計測データ(ノイズ処理後)

ヒートマップによる出来形解析結果

計測事例

橋脚の維持管理

橋脚の補強工事において、3次元レーザースキャナによる計測データと3次元設計データを比較して、損傷・劣化状況を解析しました。 設計データとの差分が面的に評価できるため、視覚的にも把握しやすく、従来より正確な対処が可能です。

構造物の面的な出来形評価

操作説明・レンタル

岩崎では、3次元レーザースキャナの操作説明を実施しております。
Topcon社製GLS-2000による計測方法及び計測後のデータ合成、簡易な編集方法をご説明いたします。また、長い期間計測する必要がある場合は、3次元レーザースキャナをレンタルし、お客様自ら計測を行うことで計測経費を低減できます。


詳細は下記リンクをご参照いただくか、または下記連絡先までお問合せください。

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