GNSS×ARで現場革命：杭打ちも点検も1人で完結

GNSSとARの融合がもたらす建設現場の変化

建設業界では近年、GNSS（全球測位衛星システム）とAR（拡張現実）の融合が現場作業に革新的な変化をもたらしています。従来、測量や位置出しといった作業は重い機材と複数人の人手によって行われ、時間も労力もかかるものでした。しかし、高精度GNSSによるセンチメートル級の測位技術（RTKなど）をスマートフォンで活用し、ARでデジタル情報を現実空間に重ね合わせる手法が登場したことで、状況は一変しつつあります。スマホ一台に小型高精度GNSS端末を組み合わせるだけで、これまで専門の測量機器が必要だった作業が可能となり、スマホ測量とも呼ばれる新たなワークフローが生まれています。GNSS×ARの組み合わせにより、建設現場では設計データの可視化や正確な位置誘導がリアルタイムで行えるようになり、人手不足の解消や作業効率・精度の飛躍的向上につながっています。

従来の杭打ちと点検作業の課題

まず、従来の杭打ち作業（位置出し）には多くの非効率がありました。設計図に基づき現地に杭を打つ際は、トータルステーションなどの専用測量機器を三脚に据え、測量士と補助者の2人一組で位置を確認するのが一般的でした。一箇所の杭を打つにも、基準点から巻尺で距離を測って印を付けたり、合図に従ってスタッフを動かしたりといった煩雑な手順が必要です。広い現場で多数の杭位置がある場合、測量と杭打ちだけで丸一日以上かかることも珍しくありません。また、人力中心の測量はヒューマンエラーのリスクも大きく、読み違いや書き間違いで杭位置を誤れば、後工程でのやり直しや施工ミスにつながる恐れがありました。加えて、安価なGPS機器では誤差が5～10mにもなるため精密な杭打ちには使えず、高価な機材と熟練技術者に頼らざるを得なかったのです。

次に、インフラや施工物の点検作業においても課題が山積していました。従来は担当者が現場でメモを取りながら写真撮影し、どこに問題があるかを図面に記入するといった方法が主流でした。当然ながら、写真には正確な位置情報や向きは記録されないため、後から別の人が見ても「どの箇所を写したものか」判別しにくい問題があります。経年変化を追跡したくても、毎回同じ場所・角度で撮影するのは困難で、定量的な比較ができませんでした。また、短い点検時間でカバーできるのはごく一部のポイントのみで、見落としが発生するリスクもあります。こうした点検写真の管理や報告書作成にも手間がかかり、現場技術者にとって大きな負担となっていました。つまり杭打ち・点検いずれの作業も、人手と時間を要し精度にも不安が残るという課題を抱えていたのです。

GNSS座標とAR投影による杭打ちの自動誘導

こうした課題を解決するのが、GNSS座標とAR投影を活用した杭打ちの自動誘導です。スマートフォンに高精度GNSSが搭載されたLRTKシステムでは、あらかじめ施工図に定められた杭位置の座標データをアプリに読み込むことで、その地点までの残り距離と方向がリアルタイムに表示されます。たとえば「目標点まで東に5cm・北に10cm」といった数値案内が画面上に示されるので、作業者はその指示通りに数歩移動するだけで正確な位置に到達できます。従来は数人がかりで巻尺を引いて行っていた位置出し作業が、スマホ片手に1人で完結するのです。

さらにAR技術によって、カメラ越しの現実映像に杭打ち位置のマーカーを重ねて表示するAR杭打ち誘導も可能です。スマホの画面に映る現場の中に仮想の杭や印が投影されるため、直感的に「ここに杭を打つ」というポイントが把握できます。高度な測量スキルがなくても視覚的な案内に従って杭打ちできるため、測点ミスや杭の打ち直しが大幅に削減されることが期待できます。実際にLRTKを導入した現場では、杭打ち作業の所要時間が従来比で劇的に短縮され、杭位置の精度向上によって後工程での修正作業がほとんど発生しなくなったとの報告もあります。GNSSとARを組み合わせた自動誘導により、杭打ち作業は飛躍的に効率化・高精度化されているのです。

点検・維持管理を変えるAR＋座標写真

AR技術と高精度GNSSは、インフラ点検や維持管理の手法も一新します。LRTKアプリには撮影時に正確な位置座標と方位を記録する座標写真（測位写真）の機能があり、スマホで撮った点検写真にその撮影地点の緯度経度や高さ、カメラの向きまで紐付けられます。これにより、従来は写真とメモを頼りにしていた現場記録がデジタルに統合され、"どの場所のどの向きを写した写真か"が後から明確に再現できるようになります。

さらに取得した写真データはクラウド上に保存され、時系列で管理することが可能です。AR機能を使えば、過去に撮影した点検写真の位置を現実空間にアイコン表示しながら、新たな写真を追加することもできます。例えば橋梁点検であれば、スマホの画面越しに橋の各部に前回撮影した写真のマーカーが浮かび上がり、その場に立って同じアングルで最新の状態を撮影すれば、経年変化をひと目で比較できるのです。写真ごとの位置合わせや角度調整に悩まされることなく、高精度測位に裏付けられた一貫性のある点検記録が蓄積されていきます。また、クラウド経由で関係者とデータを即時共有できるため、報告作業も効率化されます。このようにAR＋座標写真の活用によって、インフラの維持管理は抜本的にスマート化し、見落としの防止や記録精度の向上に大きく寄与します。

スマホ1台で完結する理由：LRTKの登場

GNSS×ARによる革新的な現場ソリューションを支える鍵が、iPhone対応の超小型RTK-GNSS端末「LRTK Phone」の登場です。LRTK（エルアールティーケー）は重量約165g・厚さ1cmほどのデバイスで、アンテナとバッテリーを内蔵しスマートフォン背面に装着して使用します。手のひらサイズながらRTK（リアルタイムキネマティック）方式によるセンチ級測位に対応しており、取得できる精度は水平±1〜2cm・垂直±3cmと、従来の光学式測量機や高価なGNSS測位装置に匹敵します。専用アプリを通じてスマホと連携し、国土地理院の電子基準点を利用したネットワーク型RTKサービス（Ntrip方式）や、日本の準天頂衛星システム「みちびき」が提供するセンチメーター級測位補強サービス（CLAS）にも対応しているため、インターネット接続がない山間部などの現場でもリアルタイムに高精度測位が可能です。

このLRTKデバイスとスマホアプリの組み合わせにより、スマホ1台で測量から点検まで完結する環境が実現しました。ポケットに収まる機器をスマホに付けて電源を入れるだけで、即座にRTK測位が始まり、面倒な基地局の設置や高度な設定は不要です。測位データは常にスマホ画面上の地図やカメラ映像と連動し、誰でも直感的に扱えるUIで提供されます。バッテリー駆動時間は約6時間あり、モバイルバッテリーからUSB-C経由で充電しながら利用することも可能です。必要に応じて一脚（ポール）に取り付けて安定した静的測位も行えますが、基本的にはスマホを手に持って歩き回るだけで高精度測位・3Dスキャン・AR表示といった機能をオールインワンでこなせます。特別なコントローラーや長い習熟期間も不要で、現場の誰もが短時間のトレーニングで扱えるよう設計されているため、「測量＝専門家だけの仕事」という常識を覆すデバイスと言えるでしょう。

現場導入事例と得られた効果（作業時間・人員・ミス）

実際にLRTKシステムを導入した現場では、驚くべき効率化の報告が相次いでいます。例えば福井市は災害復旧の現場にいち早くスマホ測量を取り入れ、従来手法に比べて復旧作業のスピードアップとコスト低減に成功しました。この事例では限られた人員で広範囲の被災箇所を素早く測量できたため、復旧計画の立案から工事着手までを大幅に前倒しできたといいます。また、東京工業大学発のベンチャー企業が生み出した先端技術としてメディアにも取り上げられ、現場DXを象徴するソリューションとして注目を集めています。

LRTKを現場導入することで具体的にどのような効果が得られるのか、ポイントを整理してみましょう。まず作業時間の短縮です。測量や杭打ち、点検写真の撮影・整理に費やしていた時間が劇的に削減され、これまで数日かけていた出来形測定が数時間で完了するといったケースも報告されています。次に必要人員の削減も大きなメリットです。2～3人がかりだった測量・墨出し作業が1人で完結するため、人手不足の現場でも滞りなく作業を進められます。特にベテラン測量士に依存せず、若手でもスマホの案内に従って精度の高い作業が行える点は、技術者不足の課題解決につながります。さらにミスの削減も見逃せません。GNSS＋ARによるガイドは人為ミスの余地が小さく、杭の位置ズレや測り忘れといったエラーの発生率が低減します。結果として、手戻り工事の防止や品質不良の早期発見に寄与し、プロジェクト全体の安全性・経済性を高める効果が期待できます。このようにLRTKの現場導入は、時間・人員・精度のあらゆる面で大きな改善をもたらしています。

LRTKによる簡単測量手順

LRTKシステムを用いた測量・杭打ち作業の流れは非常にシンプルです。例えば、ある施工現場で基準点の設置と記録写真の撮影を行う場合、次のような手順になります。

• デバイス装着・測位開始: iPhoneにLRTK端末を装着し電源を入れます。専用アプリを起動すると約数十秒でRTKによる高精度測位が開始され、スマホ画面に現在位置がセンチ精度で表示されます。

• 測設データの準備: 杭打ちや測設が必要な目標点の座標をアプリに入力・読み込みします。既存の電子データ（CAD図面やCSV座標リストなど）があればクラウド経由でアップロードし、現場のスマホに同期することも可能です。

• 座標ナビで位置誘導: アプリの「座標ナビ」機能で目標とするポイントを選択し、誘導を開始します。現在位置から目標点までの方向と距離がリアルタイムに表示されるので、指示に従って歩きます。必要ならARモードに切り替えることで、カメラ映像上に矢印やマーカーで誘導表示することもできます。

• ポイント到達・マーキング: 距離表示がゼロになれば目標座標に到達です。その地点に杭やマーキングピンを打ち込みます。これで設計図通りの位置出しが完了します。LRTKによる測位のおかげで、一度で正確にポイントを設置でき、後の測り直しは不要です。

• 座標写真の撮影: 続いて、点検や記録用に周辺の状況写真を撮影します。アプリのカメラ機能を使って対象物を撮影すると、写真に座標と方位情報が自動付加されクラウドに保存されます。例えば打設した杭や周囲の構造物を撮影しておけば、後から位置情報付きで出来形記録として活用できます。

• データ共有・活用: 測定した点の座標や撮影した写真はその場でクラウドにアップロード可能です。事務所に戻ってからパソコンでクラウド上のマップを開けば、現場で取得した杭位置や点検写真が地図上にプロットされ一覧できます。これらのデータは必要に応じてCSVや図面形式で出力し、測量成果や報告書に転用することも容易です。

以上のように、LRTKを使えば特別な手間もなく直感的な操作で測量・杭打ち・記録までこなすことができます。まさにGNSS×ARで現場革命と言える新しいワークフローが、スマホ1台から現実のものとなっているのです。