iPhoneスキャンで現場革命：LRTK Phoneで精密点群取得

建設業界では近年、人手不足の深刻化や生産性向上の必要性から、測量分野にもDX（デジタルトランスフォーメーション）の波が押し寄せています。従来のトータルステーションや高精度GNSS機器による測量は精度面では優れるものの、機器が高価で専門技術者を要し、広範囲の現場測量や測量データの即時活用には課題がありました。そこで注目されているのが、スマートフォンとRTK（リアルタイムキネマティック）技術を融合した新しい「スマホ測量」の潮流です。

例えば近年は、iPhoneなどに内蔵されたLiDARスキャナや高性能カメラを活用して現場を3Dスキャンし、手軽に点群データを取得する試みが盛んです。iPhoneのLiDAR（光検出と測距）センサーは周囲の物体までの距離を高速に計測でき、専用アプリを使えば周囲環境の3Dモデルや点群を即座に生成できます。これにより、これまでレーザースキャナ等の専門機器が必要だった三次元測量が、スマホひとつで実現可能になりつつあります。実際にiPhoneはカメラ・LiDAR・GPSなどを備え、建設現場の生産性向上に欠かせないツールになりつつあります。日本では準天頂衛星みちびきの登場もあって、iPhone内蔵GPSの測位精度が誤差5～10cm程度まで向上してきました。手軽なiPhoneスキャンは現場の状況把握や寸法確認に威力を発揮しつつありますが、一方でそのまま業務に本格活用するには精度や範囲の限界など解決すべき課題も残されています。

iPhoneスキャンの可能性と課題

iPhoneによる現場スキャンは、手軽さと即時性が大きな魅力です。スマホのLiDARスキャナを用いれば、地形や構造物の点群データをその場で取得し、体積や面積などを即座に計測することもできます。例えば土砂の盛土量を見積もるような作業でも、iPhoneを使って現況をスキャンすれば短時間でおおまかな体積を把握でき、作業効率が飛躍的に向上します。また、3Dモデルや点群として現場状況を記録できるため、施工前後の比較や関係者への説明資料としても有用です。高価な3Dスキャナや測量機器を用いずとも誰でも直感的に3次元計測を行える点で、iPhoneスキャンは現場技術者に新たな可能性をもたらしています。

しかし、現場で本格的にiPhoneスキャンを活用するには課題もあります。第一に測位精度の問題です。スマートフォン内蔵のGPSでは一般に数メートル程度の誤差が生じるため、取得した点群データの位置はそのままでは現地座標系に正確に一致しません。実際、通常のスマホGPS測位精度が5～10m程度なのに対し、RTKを用いた測位では水平1～2cm・垂直2～3cmという桁違いの高精度が得られます。このギャップを埋めない限り、スマホだけで精密な測量成果を得るのは困難です。

第二にスキャン可能範囲の制約があります。iPhoneのLiDARは有効距離がおよそ5～10m程度と限定的で、広い現場全体を一度に計測することはできません。広範囲をカバーするには測定地点を何度も移動してスキャンデータを繋ぎ合わせる必要がありますが、この際に位置ズレや精度低下が発生する恐れがあります。また、LiDAR非搭載の機種やより広域の詳細モデル取得には写真測量（フォトグラメトリ）を用いる手法もありますが、その場合はクラウドでの画像処理に時間がかかり、現場で即時に結果を得ることが難しいという課題があります。リアルタイム性という点で、スマホ単体のスキャンには限界があるのです。

さらにデータの位置合わせと活用も課題です。スマホで取得した点群や3Dモデルは基本的にローカル座標（スキャン時の端末座標系）で記録されるため、設計図や他の測量データと照合するには後処理で座標変換や位置合わせを行わねばなりません。複数日に分けて取得した点群同士を比較する際も、基準点がなければ正確に重ね合わせるのは容易ではありません。また、得られた大量の点群データを現場からオフィスへ共有したり、専門ソフトがない環境で閲覧・活用することも難しく、データ管理・共有の面でもハードルがあります。こうした課題を解決しない限り、iPhoneスキャンを日常業務でフル活用するのは難しいでしょう。

LRTK Phoneがもたらす現場革命

上述の課題を解決し、iPhoneスキャンによる現場計測の革命を実現するソリューションが登場しました。それがポケットサイズの万能測量機「LRTK Phone」です。LRTK Phoneは東京工業大学発のスタートアップ企業が開発したiPhone/iPad対応の超小型RTK-GNSS受信機で、スマホに装着するだけで従来数百万円規模の測量機器に匹敵する機能をスマホ一台で実現します。このデバイスによって、誰でも現場でセンチメートル級の測位精度を得ながら点群スキャンや墨出し、AR計測まで行えるようになり、まさに「現場を持ち歩く」時代が到来しつつあります。

LRTK PhoneはiPhoneに取り付けて使用する超小型のRTK-GNSSユニットです。写真のようにスマホ背面に装着可能なコンパクトデバイス（重量約125g、厚さ約13mm）で、バッテリーを内蔵し約8時間の連続動作が可能です。Bluetoothでスマホと連携するためケーブル接続は不要で、煩雑な機器セットアップを大幅に簡素化できます。この小さな受信機はGPS・GLONASS・みちびき（QZSS）など複数衛星に対応した3周波GNSSを搭載しており、ネット経由のRTK補正情報（Ntrip）を受信すれば水平±1～2cm・垂直±2～3cmという測位精度を実現します。さらに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級補強サービス（CLAS）にも対応しており、山間部やトンネル内など携帯通信圏外の現場でも衛星からの補強信号で高精度測位が可能です。つまりどんな現場でもスマホでcm精度の位置情報を取得できるわけです。

LRTK Phoneを用いれば、iPhoneのLiDARで取得する点群一つひとつにリアルタイムで高精度な緯度・経度・高さ情報が付加されます。これにより、取得した点群データがそのまま公共座標系（世界測地系）に合致し、日時や場所の異なる測量データ同士もピタリと位置を合わせて扱うことができます。従来は苦労していた点群どうし・図面データとの位置合わせが自動化され、現場でスキャンするだけで「測ってその場でわかる」状態を作り出せるのです。その結果、測量→図化→数量算出に数日かかっていた従来プロセスが、その日のうちに完結するようになりました。現場で即座に計測結果をフィードバックし手戻りを防止できるため、工期短縮と品質確保の両面で大きなメリットがあります。また、LRTK Phoneは取得データを自動でクラウド同期する機能も備えており、現場で集めた高精度3Dデータをオフィスにいながら即時に共有・確認することが可能です。離れた場所からでも最新の現場状況を3Dで把握し、必要な指示を迅速に出せるため、現場と本社の垣根を越えたリアルタイムな協働体制が築かれます。

このようにLRTK PhoneはiPhoneスキャンの弱点だった精度・範囲・共有の問題をことごとく克服し、誰でも使えるワンストップ測量ツールとなっています。重い三脚や特殊機器を持ち運ぶことなく、いつでもポケットからスマホを取り出して測量・計測ができるため、まさに「一人一台」の現場ツールとして日常業務に溶け込みます。導入コストも既存機器に比べて非常にリーズナブルで、サブスクリプションプランにより初期費用を抑えることも可能なため、組織内で広く展開しやすい点も魅力です。現場担当者自らがリアルタイムに測量・検測をこなせることで「もう以前の方法には戻れない」「現場の働き方が劇的に変わった」という声も聞かれるほどで、LRTK Phoneは単なる効率化ツールの域を超えて現場運営そのものを変革しつつあります。

LRTK Phoneの主な機能と特長

LRTK Phoneと専用アプリ「LRTK」を組み合わせることで、スマートフォン1台でこれまで複数の機器やソフトが必要だったあらゆる測量・計測ニーズに対応できます。主な機能・特長をまとめると次のとおりです

• 高精度3D点群スキャン：iPhoneのLiDARおよびカメラを用いて周囲をスキャンし、グローバル座標付きの高精度な3D点群データを取得できます。取得した全ての点にはリアルタイムで緯度・経度・高さが記録されるため、後処理なしで地図座標上にデータを展開可能です。従来別途必要だった測位作業と3Dスキャニングが一体化している点が大きな特長です。

• その場で出来形計測・数量算出：取得した点群データから体積・面積・距離などを即座に算出できます。例えば盛土や掘削の体積計算も、スキャン直後にスマホ上で結果が得られます。点群生成から数量算出・確認までを現場で完結できるため、測量データを持ち帰って処理する時間を大幅短縮します。クラウド上でも同じデータから計測が可能で、事務所にいながら数量チェックを行うこともできます。

• ARによる設計データ重ね合わせ：LRTKアプリでは、取得した点群や座標上に設計図面やBIM/CIMの3Dモデルを重ねて表示できます。高精度座標が担保されているため、煩雑な位置合わせ作業なしでずれのないAR投影が可能です。現場の実測データと設計モデルをリアルタイムに比較し、施工が設計通り進んでいるかその場で検証できます。紙の図面や2D写真では掴みにくかった完成イメージも、タブレット画面越しに現地の地形と仮想モデルがピタリ一致した様子を共有することで直感的に確認できます。

• 座標ナビゲーション（杭打ち支援）：指定した座標位置まで利用者を誘導するナビ機能があります。地図上で目的の点を選べば、スマホ画面上の矢印と距離表示でその地点まで案内し、近づくと画面上に仮想の杭マークを表示してピンポイントで誘導します。これにより、測量の専門知識がなくとも1人で正確な杭打ち（位置出し）作業が可能です。以前に撮影した写真の位置に再び正確に戻るといった使い方もでき、定点観測や経年比較にも役立ちます

• 写真測量・位置付き写真記録：スマホで撮影した写真に対し、撮影位置の高精度座標とカメラの向き（方位）情報が自動付与されます。これら写真はクラウド上の地図や3Dビュー上にプロットされ、どこからどの方向を撮影したか後で正確に確認できます。時系列で同じ構図の写真を並べて変化を追うことも容易で、インフラ点検の定点観測記録や災害状況の記録に威力を発揮します

• クラウド同期とデータ共有：測定した点座標データ、点群モデル、写真、メモなどあらゆる情報は測ったそばから自動的にクラウドに同期されます。インターネット環境さえあれば、現場で追加の操作をすることなくオフィスのPCで即時にデータ確認が可能です。クラウド上では地図や3D空間上で共有データを可視化でき、関係者全員で進捗状況をチェックしたり追加指示を出すことができます。専用ソフトのインストールも不要で、共有URLを発行すればライセンスを持たない相手でもブラウザで点群閲覧・計測が可能です。

以上のように、LRTK Phoneはスマホ1台に測位・計測・記録・共有・ARまでの機能を凝縮しており、現場で求められるほぼすべての作業をカバーしています。

活用事例：iPhoneスキャンとLRTKの実践

LRTK Phoneは土木・建設の幅広いシーンで活用が進んでいます。上の写真は、iPhoneにLRTK受信機を装着して三脚に据え付け、基準点の観測を行っている様子です。従来は複数人がかりで機材を操作していた測量も、このようにスマホと小型デバイスだけで完結できるようになってきました。ここでは実際の現場で効果を上げている代表的な活用例を紹介します。

• 基準点測量の迅速化：工事現場での基準点（既知点）測量にLRTK Phoneが活用されています。トータルステーションで厳密な視通を行ったり長時間GNSS観測をしたりと手間のかかっていた作業が、iPhone＋LRTKなら現場到着後すぐにRTK測位を開始してわずか数分でcm級精度の基準点座標を取得可能です。例えば既知の電子基準点付近でLRTK付きiPhoneを三脚に据え、アプリの「平均化測位」機能を使えば短時間の観測で高精度な基準点が出せます。実測では単独測位で水平誤差12mm程度だったものが、1分間の平均で8mmまで向上したとの報告もあり、一人でも手軽に高精度な基準点を設定できるメリットは大きいでしょう。こうして素早く基準点を出せることで測量の立ち上げ時間が大幅に短縮され、後続の施工管理作業を迅速に進められます。基準点さえ確保すれば重い機材を何度も据え直す必要も減り、作業負担の軽減にも繋がります。

• 土量計測・出来形管理の効率化：土木工事における出来形管理（施工後の形状確認）でもLRTK Phoneは威力を発揮しています。例えば盛土や掘削の体積を確認する場合、従来は現況を丁寧に測量し事務所でデータ処理・計算を行う必要があり、結果が出るまでにタイムラグがありました。LRTKを導入すれば、iPhoneのLiDARで現場をぐるりとスキャンするだけで3D点群が即座に取得され、各点に高精度座標が付与されるためその場で盛土量の算出まで可能です。測定結果はクラウド経由で即時に事務所と共有されるので、施工管理担当者はオフィスに居ながらリアルタイムに出来形データを確認・検証できます。不足や過剰が見つかればすぐにフィードバックして手直しを指示でき、手戻りの防止につながります。従来は測量→図化→数量算出に数日かかっていたプロセスがその日のうちに完結するため、工期短縮と品質確保の両面でメリットが大きいと言えます。さらに、事前に設計図やBIMモデルをクラウドにアップロードしておけば、現場で取得した点群との自動重ね合わせにより施工精度を即座に検証することも可能です。このように計測と同時に検査・是正まで行える即時性が、出来形管理をスピーディーかつ確実に変えつつあります。

• 施工現場でのAR活用：LRTK Phoneの特徴的な機能であるARは、施工計画の可視化や合意形成にも力を発揮しています。例えばある河川堤防の改修工事では、着工前にLRTKを用いて現地を3Dスキャンし、その点群データ上に設計の3Dモデルをクラウド上で重ね合わせて施工計画を検証しました。現場ではタブレットの画面越しに仮想の堤防モデルと現在の地形がぴったり一致する様子を関係者全員で確認し、完成イメージを共有できました。紙の図面や2D写真では伝わりにくかった完成像も、位置ズレのないAR投影によって直感的に共有できたことで、発注者との合意形成や施工計画の最終調整がスムーズに進んだとのことです。このようにARを活用すれば、現場で誰もが完成形をリアルにイメージでき、設計と施工のギャップを事前に埋めることが可能になります。

• インフラ点検・維持管理への応用：橋梁・トンネル・鉄道などインフラの点検や維持管理業務にもスマホRTK測量が活用されています。従来、橋のひび割れ位置を記録したり災害後の被害状況を測量するには、高精度な機器と手作業の記録が必要でした。しかしLRTK Phoneなら現地調査と記録を一度にこなせるため非常に効率的です。例えば点検員がiPhoneで写真を撮影するだけで、撮影した位置の緯度・経度・高さがcm精度で自動取得され、さらにカメラの向きまで記録されます。撮影日時やメモも添えて即座にクラウドへ保存されるので、離れたオフィスにいながら地図上で写真とその場所・方向を確認できます。後日まったく同じ位置・角度から再撮影して経年変化を比較するといった使い方も容易です。実際、2024年1月の能登半島地震の被災現場では携帯圏外にも関わらずLRTK Phone（圏外対応モデル）による写真計測と地図共有が行われ、迅速な状況把握に貢献しました。また高速道路の法面崩落現場では、危険な斜面に立ち入ることなく離れた位置から被写体測位機能でポイント座標を取得し、そこに仮想のAR杭を打つことで補修箇所を指示するといった活用も可能です。JR鉄道の保守部門でも巡回点検にスマホRTKを試験導入し、線路周りの異常箇所の位置を従来より正確に記録できることで保守計画の効率化を図っています。このようにLRTKを使えば、インフラ維持管理における現地作業は劇的に効率化し、記録データの精度と一貫性も向上します。

• 埋設物の可視化と管理：LRTK Phoneの機能には、地中構造物の管理に役立つものもあります。たとえば「構造物スキャン」機能では、スマホのみで地中に埋設された配管等を3Dスキャンしテクスチャ付きモデルとして記録できます。取得した埋設管モデルはそのままAR表示できるため、埋戻し後で地表から配管の位置を透視するように確認することも可能です。これにより、工事で埋設物を傷つけないよう正確な位置を把握したり、将来的なメンテナンス時に掘り返す場所を的確に特定したりと、埋設物管理の高度化に繋がります。スマホだけで埋設インフラの「見える化」ができるのは画期的で、自治体やインフラ企業からも期待される使い方と言えるでしょう。

• 施工進捗の見える化：現場の進捗管理にもLRTK Phoneが活用されています。ある中堅ゼネコンでは道路改良工事の現場管理にLRTKを採用し、従来は別々に行っていた測量と出来形確認を一括で行えるようにしました。現場代理人はiPadにLRTKを装着して毎朝出来形を点群スキャンし、即座にクラウドで数量計算して工事進捗を把握、日報作成も自動化されています。高速道路トンネルの点検では狭所で機材を設置する手間を省くためLRTKを活用し、遠隔の安全な位置から構造物の座標計測や写真記録を実施しています。このように現場担当者自身が日常的に高精度測量を行い即データ共有する運用が現実のものとなっており、現場～オフィス間の情報伝達と意思決定スピードが飛躍的に向上しています。早期に導入した企業からは「もう以前のやり方には戻れない」「現場の働き方が劇的に変わった」という声も聞かれるほどです。

導入メリットと今後の展望

以上のような機能・事例から、LRTK Phoneを導入するメリットは実用面・経営面の双方において極めて大きいことが分かります。その主なポイントを整理します。

• 大幅な効率化と省力化：測量専門部署や外注に頼っていた作業を現場担当者自身が即時にこなせるため、測量待ちの時間や人件費を削減できます。点群計測から数量算出・図面作成・報告書作成まで一連の流れがデジタルに繋がることで、「測る→共有→判断」のスピードが飛躍的に向上します。これにより現場のPDCAサイクルが加速し、迅速な意思決定と工程短縮が可能になります。

• 精度向上と品質確保：常にcm級の測位精度でデータを取得できるため、出来形管理の精度が飛躍的に高まります。従来は難しかった微小なズレの検出や施工誤差のその場是正が可能となり、結果として施工品質の向上に寄与します。高精度ゆえに安心して現場をデータ化でき、検測頻度も上げられるため品質管理の抜け漏れ防止にもつながります。

• コスト削減と投資対効果：LRTK Phoneは既存の測量機器に比べて導入ハードルが低く、サブスクリプションプランで初期コストも抑えられるため安価に最新技術を導入できます。高額なレーザースキャナや複数人分の人件費を考えると、一人一台の配備による生産性向上効果は投資対効果が非常に高いと言えます。外部測量業者への委託費用削減や、手戻り防止によるムダ削減など間接的なコストメリットも大きいでしょう。

• 安全性の向上：危険な場所での計測もLRTKなら離れた安全圏から実施可能です。例えば法面崩落箇所の測量では、従来は人が近づいて計測していたところを遠隔から点群取得でき、作業員のリスクを低減できます。高所・狭所での点検も三脚や一脚に据えたスマホで行えるため、高所作業車や足場を使わずに済むケースもあります。「人が測る危険」から「機械で測る安全」への転換は、労働災害防止の観点からも重要なメリットです。

• 情報共有と協働の強化：クラウドを介したリアルタイム共有により、現場と本社・発注者間の情報格差が解消します。誰もが最新の現場モデルや測定結果にアクセスできるため、認識のズレが減り円滑なコミュニケーションが図れます。特にARを活用した可視化は発注者や地域住民への説明にも有効で、合意形成の迅速化に繋がります。データに基づく協働が進むことでプロジェクト全体の生産性と透明性が向上します。

• 簡便性と人材育成効果：スマホアプリによる直感的な操作で誰でも使いこなせるため、特別な専門知識がなくとも現場スタッフが測量業務を担えるようになります。これは熟練測量技術者の不足を補うだけでなく、若手技術者に最新のデジタル計測を経験させることで人材育成にも寄与します。最新ガジェットを使いこなす魅力は若い世代の現場従事者のモチベーション向上にもつながり、建設業のデジタル人材確保という観点からも効果が期待できます。

総じて、LRTK Phoneの導入は単なる作業効率アップに留まらず、現場プロセス全体の革新をもたらします。測量という専門領域が現場作業員レベルまで手の届くものとなり、データに基づく迅速な判断とフレキシブルな施工管理（アジャイルな現場運営）が可能になります。「もう以前のやり方には戻れない」と語る現場担当者もいるように、一度このメリットを体感すれば従来手法には戻れないほどのインパクトがあります。

まとめ：LRTKで始まる簡単な測量

iPhoneの手軽さとRTKの精密さを融合したLRTK Phoneは、まさに「現場革命」と呼ぶに相応しい変化をもたらしています。スマホ一台で誰もが精密な3D測量を行い、そのデータを即座に共有・活用できるようになることで、建設・土木のワークフローは劇的に効率化されました。高価な機材や専門スキルの壁を越え、測量が日常業務の一部となりつつあります。このようにして実現しつつあるのが、LRTKによる“簡単な測量”という新たなスタンダードです。現場での計測・管理をここまで簡易かつ高度にしたLRTK Phoneは、これからの施工現場にとってなくてはならないツールとなっていくでしょう。ぜひ実際に導入して、その効果を現場で実感してみてください。まさに LRTKでの簡単な測量 が現実のものとなりつつある今、現場の未来はすぐそこまで来ています。