iPhoneスキャンで屋内対応｜橋梁下の計測

GNSSが届かない環境で注目されるiPhoneスキャンの理由

近年、iPhoneを使った3Dスキャン（点群計測）が建設・土木分野で大きな注目を集めています。特に、橋梁の下部や屋内・地下空間・トンネルといったGNSS（衛星測位）信号が届かない環境での利用ニーズが高まっています。これまで、屋外の測量ではRTK-GNSSによる高精度測位が活躍してきましたが、トンネル内や建物内部ではGNSSが使えず位置情報の取得が課題でした。一方で、そうした場所でも構造物の形状把握や劣化状況の記録に高密度な点群データが求められる場面が増えています。iPhoneスキャンは、手軽なスマートフォンで点群を取得できる新技術として、これら課題の解決策として期待されています。

現場の施工管理者や測量士にとって、iPhoneによるスキャンは誰でもすぐに使える点で魅力です。高価な3Dレーザースキャナーや大掛かりな測量機材を用いずとも、手元のiPhoneをかざして歩くだけで周囲の3次元モデルを取得できるからです。建設会社の経営層や自治体担当者にとっても、コスト削減やDX推進の観点から、既存のスマホを活用してインフラ点検や施工記録を取れるこの技術に注目が集まっています。特に橋梁下のようにこれまで調査が難しかった空間での点群取得が、iPhoneスキャンによって身近になることで、インフラ維持管理の効率化に大きな可能性が広がっています。

iPhoneのLiDARとフォトグラメトリ：スキャン方式と屋内対応性

iPhoneを用いた3Dスキャンには、大きく分けてLiDAR（ライダー）方式とフォトグラメトリ（写真測量）方式の2つがあります。それぞれ特性が異なり、屋内や橋梁下といった環境での適応性にも違いがあります。

• LiDAR方式（iPhone内蔵LiDARスキャナー）: iPhone 12 Pro以降の上位モデルには赤外線レーザーを用いたLiDARセンサーが搭載されています。LiDAR方式では、レーザー光を照射して対象までの距離を高速に測定し、周囲の形状を直接点群データとして取得します。この方式の利点は、その場でリアルタイムに点群が得られることと、暗い場所でもセンサーが自前の赤外光を使うため照明に依存せず計測できることです。橋梁下の陰になった部分やトンネル内の暗所でも、LiDARなら周囲環境の3Dモデルをある程度取得できます。ただし、iPhone LiDARの有効範囲は約5m程度で、距離が遠かったり斜めから照射したりすると点群密度が低下します。またガラスや水たまり等の反射・透過面はレーザーが戻ってこないため点群に写らないという制約もあります。データ精度はレーザースキャナーほど高くないものの、条件次第でセンチメートル級の精度が期待でき、構造物の寸法把握などには十分実用的です。LiDAR方式は撮影しながらリアルタイムに3Dモデルを構築できるため、取りこぼしなく計測できているかその場で確認できる点も現場向きです。

• フォトグラメトリ方式（写真測量によるスキャン）: フォトグラメトリはiPhoneのカメラで撮影した複数の写真から、コンピュータ処理によって3Dモデル（点群やメッシュ）を再構築する手法です。この方式の利点は、高解像度のテクスチャ情報を持つ詳細なモデルが得られることと、特別なセンサーを必要としないため一般的なスマホでも利用可能なことです。例えばiPhoneの通常カメラで橋梁の細部を多数撮影し、後で専用ソフトやクラウドサービスで処理すれば、ひび割れまで写った詳細な3Dモデルを作ることもできます。フォトグラメトリは屋内でも利用可能ですが、十分な照明と豊富な特徴点が必要です。暗い室内やトンネル内では写真がブレたりノイズが増えたりしやすく、また壁面が単調だとソフトが位置合わせを見失う恐れがあります。そのため、必要に応じて追加照明を当てたり、壁にマーカーを貼るなどして特徴を増やす工夫が有効です。処理には時間がかかるものの、条件が整えば数センチ精度の点群も生成可能とされます。ただし計測中にその場で結果を確認することはできないため、取得漏れに気づきにくい点は注意が必要です。

屋内対応性の比較: iPhone LiDARは自前の光源を持つため、屋内や橋梁下の暗所でも比較的安定して計測できます。一方フォトグラメトリは光量に大きく依存するため、屋内で使う場合は明るさの確保やカメラブレ対策が重要になります。またLiDARは白壁しかない部屋でも点群取得できますが、フォトグラメトリは壁の模様や物品など何らかの特徴がないと精度が出ません。総じて、即時性や環境への強さではLiDAR方式が有利ですが、精細さやカラー情報重視ならフォトグラメトリと、現場の目的に応じて使い分けると良いでしょう。最近では両者を組み合わせて、LiDARで得た形状に写真の高解像度テクスチャを貼り付けるハイブリッドな手法も登場しており、iPhoneスキャンの表現力はますます向上しています。

GNSSが使えない現場で精度を保つスキャンの工夫

橋梁下やトンネル内などGNSSが圏外となる現場でiPhoneスキャンを行う際には、精度を保つためのいくつかの工夫が求められます。GNSSが使えない環境では、iPhoneは自己位置推定（SLAM）によって端末の動きを追跡します。AR技術の一種であるARKitにより、iPhoneは内蔵IMU（慣性計測装置）の加速度・ジャイロデータとカメラ映像中の特徴点を組み合わせ、リアルタイムにデバイスの軌跡を推定しています。しかし、この自己位置推定は長時間・広範囲になるとわずかな誤差が累積して位置が徐々にズレていく（ドリフト）可能性があります。そこで以下のような対策・工夫が有効です。

• スキャンルートの計画: 漠然と歩き回るのではなく、予め効率的かつ精度維持しやすいスキャンルートを設計しましょう。例えば橋桁下をスキャンする場合、まず片側方向に進み、途中でUターンして来た道を重ねるように戻ってくるループ経路を取ると、「ループクロージング」によって位置ズレが打ち消されやすくなります。トンネル内でも、入口から一定距離ごとに振り返って入口方向の特徴物を再度捉える、もしくは区間ごとにスキャンを分割して始終点を重複させることで、誤差の蓄積を抑えることができます。

• 自己位置のリセット: 長いトンネルなど一直線に進むしかない場合、途中で一旦スキャンを止めて位置リセットする方法もあります。例えばトンネル内にあらかじめ既知の参照マーカー（後述の基準点など）を設置し、そこに到達したら一度計測を区切って位置合わせをやり直すことで、それ以降の点群に新たな基準を設けられます。また入口でGNSSが使える場合は、開始時にGNSS位置でキャリブレーションしてから圏外に入るといった手法（トンネル進入前にRTK-GNSS位置とIMUを組み合わせカルマンフィルタで補正）も考えられます。

• 撮影精度を保つテクニック: iPhoneスキャンではブレ防止と特徴確保が肝心です。片手持ちではなく両手でしっかり構える、必要ならタブレット用ハンドルやスマホ用ジンバルを使うと良いでしょう。実際、端末の保持安定性は点群精度に大きく影響し、手ブレがあると点の位置ズレを招くため三脚等の活用も有効とされています。またスキャン中の移動速度も重要です。速く動きすぎるとカメラの捉える画像がブレ、ARKitが特徴点を見失いやすくなります。ゆっくりと一定速度で移動し、急な振り向きや旋回は避けましょう。特に暗所でLiDARに頼る場合も、カメラは周囲の模様を捉えているため、ヘッドライトなどで適度に明るさとコントラストを与えてやると効果的です。

• 特徴点を増やす工夫: 壁や床に模様が少なく位置特定が難しそうな場合、人工的に特徴を追加するのも一つの方法です。例えば橋梁下の一様なコンクリート面に紙のターゲットマーカーを貼る、トンネル内の壁にスプレーチョークで印を付ける、建物内ならドアや家具など形状のはっきりしたものを途中で捉えるようにするといった工夫です。ARマーカー（QRコードのようなパターン）を配置し、アプリ側でそれを認識させて位置補正する機能を持つものもあります。これらにより、SLAMの安定性を高め長区間でも自己位置を見失わないようにできます。

以上のように、GNSSが使えない現場では「いかにしてスマホ自身に自分の位置を見失わせないか」がポイントとなります。幸い、iPhoneのAR技術は年々進歩しており、環境認識能力は向上しています。ユーザー側でもちょっとした気配りをすることで、驚くほど安定した3Dスキャンを実現できるでしょう。

橋梁下におけるiPhoneスキャン活用例

橋梁下はまさにiPhoneスキャンが威力を発揮する現場です。高所作業車や足場を組まなくても、スマホ片手に橋の下面を歩くだけで詳細な点群を取得できるため、橋梁維持管理の手法が大きく変わる可能性があります。ここでは橋梁下での代表的な活用シーンを紹介します。

• 桁裏の劣化部位の記録: 橋桁の下面（桁裏）は点検が難しい箇所ですが、iPhoneスキャンなら劣化箇所の3D記録が容易に行えます。たとえば、コンクリート橋桁裏のひび割れ・剥離や鋼桁の腐食部位をスキャンしておけば、その位置や広がりを後から詳細に確認できます。点群データ上で劣化箇所の寸法を測ったり、写真テクスチャと合わせて劣化マップを作成することも可能です。従来は打音検査や目視写真で残していた情報を、3Dモデルとして保存することで、次回点検時に劣化の進行を立体的に比較できるようになります。iPhoneなら狭い桁下空間にも手軽に入り込めるため、これまで記録が難しかった細部の状況把握にも役立つでしょう。

• 橋台・橋脚周りの空間把握（クリアランス測定）: 橋梁下には橋台（陸側の基礎部分）や橋脚（柱）があり、その周囲空間も把握が必要です。iPhoneスキャンを使えば、橋台や橋脚まわりの地形・構造物配置を丸ごと点群化できます。例えば橋下道路を通る大型車両のクリアランス（高さ・幅の余裕）を点群から直接測定したり、橋脚付近に設置する仮設足場や重機の配置計画を立案する際にも、現地の3Dモデルがあれば干渉チェックが容易です。障害物の位置関係や空きスペースを直感的に把握できるため、工事計画の立案にも有用です。また橋台背後や橋脚基部の地形もスキャンしておけば、周辺地盤の変状や侵食状況の把握にもつながります。

• 工事前後の形状変化の記録: 橋梁補修工事や耐震補強工事の前後で、iPhoneスキャンによる点群データの比較も有効です。施工前に既存構造物をスキャンして現況データを保存し、施工後に同じ箇所を再度スキャンして出来形（施工結果）の3D記録を取得します。これにより、追加された補強材の寸法や位置を正確に把握したり、施工前後でどれだけ形状が変化したかを定量的に示すことができます。例えば炭素繊維シート補強を行った桁下面の凹凸変化、舗装打替え後の路面高さ変化なども点群同士の差分で確認できます。写真だけでは分かりづらい微妙な変位も、点群なら面的・立体的に把握できるため、出来形検査や品質記録としても信頼性が高まります。従来は職人の勘や図面上の寸法で行っていた出来形管理を、スキャンデータに基づきエビデンス（根拠）のある形で実施できる点もメリットです。

以上のように、橋梁下の計測でiPhoneスキャンを活用すれば、点検・計画・施工の各段階で新たな価値が生まれます。現場作業員にとっても操作が簡単なスマホで完結するため負担が少なく、経営層にとっては安全性向上（高所作業の低減）やコスト縮減にもつながる好事例と言えるでしょう。

トンネル・地下施設・建物内での応用と注意点

iPhoneスキャンはトンネルや地下ピット、建物内部などあらゆる屋内空間で応用が可能です。ただし、それぞれの環境特有の課題に対しては適切な対策が求められます。ここではトンネル・地下施設・建屋内での利用上のポイントを述べます。

• トンネル内でのスキャン: トンネルは直線状で長いため、前述した自己位置推定のドリフト対策が特に重要になります。長大トンネルでは、一度ですべてをスキャンしようとせず、適度な区間ごとにデータを取得して後で合成する方が無難です。その際、各区間で重複部分を設けておくと点群同士の位置合わせがしやすくなります。またトンネル内は照明があっても薄暗い場合が多いため、LiDARモードでもヘッドランプなどで手元と壁面を照らしながら進むと良いでしょう。反射対策も留意点です。トンネル壁面が濡れていたり光沢があるとLiDARの反射が不安定になるため、乾いたタイミングで計測する、反射しやすい金属部には近づいて測るなど工夫してください。円形断面のトンネルでは壁の模様が均一で特徴点が少ないことがありますが、継ぎ目や設備類（ケーブルラックや消火栓など）にカメラを向けることでARKitの追跡を助けることができます。

• 地下施設やプラント内でのスキャン: 地下変電所や下水処理施設、工場プラントの地下ピットなどでは、配管や機器が密集している一方で照明が限られるケースが多いです。配管類は金属光沢がありLiDARでは点が抜け落ちやすく、写真でも反射して白飛びしがちです。そこで、撮影角度の調整が鍵となります。配管やタンクを正面からではなく少し斜め方向からスキャンすると、レーザーが反射せず形状を捉えやすくなります。また一方向からだけでなく、ぐるりと周囲を回り込んで様々な角度からデータを取ることで、死角を減らし点群の抜けを補完できます。照明については、可能であれば施設の照明設備を最大に点灯させ、さらに影になる部分は携帯ライトで補います。強すぎる光はかえって反射の原因となるため、間接照明的に明るくするのがコツです。地下施設では設備ごとに区画が分かれている場合、区画ごとにスキャンして最後に統合するといった手順が現実的でしょう。この際、各区画の境界付近を重ねてスキャンしデータを結合することで、一体の3Dモデルにまとめることができます。

• 建物屋内でのスキャン: 建物内部（室内空間）でのiPhoneスキャンは、比較的環境も整っており手軽に行えます。机や椅子、備品など多くの物体があるため特徴点も豊富で、ARKitが安定して自己位置を保ちやすい利点があります。注意すべきはガラスや鏡などの存在です。オフィスやビル内をスキャンする場合、ガラス越しの風景はLiDARでは取得不能ですし、写真測量でも鏡に映った像を誤認してしまう可能性があります。したがって窓の外の景色や鏡に映る像は点群に含めない前提で、必要なら後処理で手動除去するなど対応が必要です。もう一つはスキャンアプリの選定です。建物内部のように部屋数が多かったり階層構造になっている場合、連続して広範囲をスキャンできるアプリが適しています。例えば一度に広い範囲の点群取得が可能な「SiteScape」や「Polycam」などのLiDARスキャンアプリがあります。また間取り図作成に強い「Canvas」や、写真から高精細モデルを起こせる「RealityCapture」（Epic社）など用途特化型のツールも存在します。日本国内ではOPTiM社の「Geo Scan」のように、iPhone LiDARと測位デバイスを組み合わせて現場で公共座標の点群を得られるアプリも登場しており、目的に応じて最適なアプリを選ぶことで建物内のスキャン効率と精度を高められるでしょう。

以上のように、トンネルからビル内部までiPhoneスキャンの応用範囲は広がっています。それぞれの環境に応じて照明や反射、スキャン経路に配慮すれば、これまで難しかった屋内計測もスマホ一つで可能になります。新技術に関心がある現場担当者であれば、まずは身近な屋内空間で試して、どの程度の精度で何ができるか体感してみることをお勧めします。

点群データの可視化・測定活用と図面連携

iPhoneで取得した点群データは、可視化や各種測定、そして図面データとの連携に活用できます。スキャン後のデータ処理・活用方法も押さえておきましょう。

まず可視化について、取得した点群はiPhone上ですぐに3Dビュー表示できますし、クラウド経由でパソコンに送って専門ソフトで表示することもできます。点群を3Dビューアで表示すれば、現場に行かずとも構造物の裏側まで確認できます。例えば橋梁下の点群モデルを関係者間で共有すれば、オフィスにいながら劣化部位の検討や補修計画の議論が可能になります。また点群には色情報を付与することも可能です。LiDARスキャンの場合でも同時に撮影した写真で点群に色を載せられるアプリが多く、これにより直感的に現場を再現した見た目で3Dモデルを扱えます。

次に測定への活用です。点群はミリ単位の細かな計測には不向きですが、寸法計測や変位量の把握には大いに力を発揮します。例えば取得した点群上で橋梁のクリアランス（地面から桁下までの高さ）を測ったり、トンネル内の内空断面を算出するといったことが簡単にできます。専用ソフト上で2点間距離や面積・体積を計算したり、任意の断面で切ってプロファイル図を描く機能が提供されています。点群同士の差分比較も重要な活用法です。時期の異なる2回のスキャンデータを重ねて比較すれば、コンクリートのたわみ量や地盤沈下量を可視化できます。最近では、鉄道の軌道変位を定期的に点群計測してモニタリングするといった応用例もあります（線路の高さや整正のズレを点群から算出）。このように、点群データは現場の変化を定量的に捉えるツールとして優れています。

図面やBIMデータとの連携も見逃せません。取得した点群をCADソフトに読み込めば、平面図や立面図の上に現況点群を重ねて表示できます。これにより、設計図と実際の施工物とのズレをチェックしたり、点群から逆起こしで図面を作成することも可能になります。例えば橋脚の点群から断面形状をトレースして図面化したり、建物内の配管位置をBIMモデルに反映させたりといった具合です。最近のCADやBIMソフトは点群を扱えるものが増えており、設計と施工のデジタル連携に点群が活用される場面が増加しています。iPhoneスキャンで得た点群でも、座標さえ合っていればこうした図面・モデルとの統合に十分使えます。

なお、膨大な点群データはそのままだと容量が大きく扱いにくい場合があります。その際は不要部分のカットや点の間引き（デシメーション）を行ってデータ量を削減したり、メッシュ化して軽量な3Dモデルに変換する手法もあります。用途に応じて形式を使い分け、現場で得たデータを経営層への報告資料や施工計画書などにも活かしていきましょう。点群可視化による合意形成の円滑化や、測定結果のエビデンス提示により、従来以上に説得力のあるプロジェクト推進が期待できます。

iPhoneスキャンの精度・使いやすさ・コスト：メリットと限界

スマートフォンで点群計測ができる時代になりましたが、その精度や使い勝手、コストにはどのようなメリットと限界があるでしょうか。

精度面のメリット: 前述の通り、iPhone LiDARスキャンでは条件次第でセンチメートル単位の精度が期待できます。大がかりなレーザースキャナー（ミリ単位精度）には及ばないものの、インフラ点検や施工管理で必要とされる精度要件を多くの場面で満たせるレベルです。特に変位の有無や、大まかな数量拾い（体積・面積）の把握には十分な精度と言えます。フォトグラメトリを併用すれば細部表現も向上し、ひび割れ幅数ミリ程度まで視認できるケースもあります。また複数回測定して平均化することで単点位置精度を高める工夫も可能です。実際、iPhoneに取り付ける外部RTK装置「LRTK」のアプリでは、同一点を連続測位して平均値を取ることで水平±1cm未満の精度を実現しています。

精度面の限界: 一方でiPhoneスキャンには誤差や抜けの発生に注意が必要です。LiDARは5m以上離れると点が粗くなるため、広い空間では届かない箇所が出てきます。高い天井や橋桁上部など、手の届かない場所の計測は不得意です。また光沢面・ガラス面は前述のように取得不能で、その背後にあるものは点群的に「空洞」になります。さらに自己位置推定のわずかな狂いが点群全体の歪みに繋がる場合もあります。例えば長い廊下を一直線にスキャンすると、実際には平坦な床面が少し湾曲した点群になってしまうケースなどです。このようなスケール誤差や形状の歪みは、要所で既知寸法と照合することで補正できます（例えば現場の実測寸法と点群上の寸法を比較し縮尺を調整する機能を使う）。iPhoneスキャンは誰でも使えますが、精度を要求される場面ではそれなりの計測スキルと工夫が必要になる点は留意すべきでしょう。

使いやすさのメリット: iPhoneスキャン最大の利点はその手軽さです。専門訓練を受けた測量士でなくとも、アプリの指示通りにゆっくり歩けば誰でも3D計測ができます。重量わずか数百グラムのスマホ1台で完結し、バッテリーも内蔵しているため煩雑な機器設営も不要です。これは現場作業員にとって大きな利点で、点検の合間や施工中のちょっとしたタイミングでもスピーディに計測できます。またスキャン結果を即座に確認できるため、撮り忘れがあってもその場で追加取得できる安心感もあります。クラウド連携機能を持つアプリでは、スキャン直後に現場から事務所へデータ送信し共有するといったこともボタン一つです。施工管理者が自ら計測してクラウドに上げ、オフィスの技術者が解析するといったリアルタイムな協働も可能になりました。

使いやすさの限界: とはいえ、スマホならではの取り扱い上の制約もあります。まずバッテリー駆動時間です。3DスキャンはCPUやLiDARセンサーを酷使するためバッテリー消費が激しく、長時間の連続使用にはモバイルバッテリー等の併用が望まれます。また屋外の炎天下や寒冷下での使用時、スマホ自体の温度上昇や低下により動作が不安定になることも考えられます。さらにスマホ画面で複雑な3Dモデルを操作・確認するのは難しく、大規模な点群の詳細確認はPCにデータを移してからでないと厳しい場面もあります。データ管理の面でも、何十もの点群ファイルが量産されるとスマホのストレージを圧迫します。都度クラウドにアップロードする、不要になった生データは削除するなどの管理が必要です。要するに、iPhoneスキャンは現場での即応性に優れる反面、後処理や長時間運用にはそれなりの段取りとサポートが求められるという点が限界と言えるでしょう。

コスト面のメリット: 従来の3D計測手法と比べて、iPhoneスキャンのコストパフォーマンスは驚くべきものがあります。高精度レーザースキャナーは数百万円、測量会社へ外注すれば一回数十万円といった費用感でした。しかしiPhoneスキャンであれば、対応するiPhoneさえ手元にあれば実質タダで始められます。仮に最新のiPhoneを購入するとしても十数万円程度で、専用機器の1/10以下です。さらに多くのスキャンアプリは基本無料か低額のサブスクリプションで利用可能であり、データ処理もクラウドで完結するものが増えています。現場ごとにレンタル機材を手配したり専門オペレーターを呼ぶ必要もなく、1人1台スマホを持っていればよい手軽さは、コスト面での大きな魅力です。実際、スマホ測量アプリの登場により測量作業時間を最大60%短縮、機器導入・維持費も80%削減できたとの報告もあります。

コスト面の限界: 一方、コストが低い分ユーザー側で補わねばならない作業もあります。先述のようにデータ整理や精度確認といった部分は、従来プロの測量士が担っていた手間をユーザー自身が引き受ける形になります。またスマホは消耗品でもあるため、激しい現場環境で故障・破損した際の買い替えコストも考慮が必要です（それでも高額機器より格段に安いですが）。ソフトウェア面では、高度な解析や専門的な図面化作業を行おうとすると結局有償のCADソフトや点群処理ソフトが別途必要になるケースもあります。iPhoneスキャン単体では安くとも、周辺ツールを含めたトータルコストで考えることも重要です。

総合すれば、iPhoneスキャンは精度・手軽さ・コストのバランスが非常に優れており、新技術として多くの現場でメリットをもたらしています。ただしその限界も踏まえ、必要に応じて従来手法との併用や補正を行うことで、安全マージンを確保しながら活用していくのが望ましいでしょう。

屋外測位との連携で広がる屋内高精度スキャン技術

GNSSが使えない屋内空間であっても、屋外の測位技術と組み合わせることで高精度化を図る取り組みが進んでいます。iPhoneスキャン単体では取得データがローカル座標系（任意の座標）になってしまいますが、これを実空間の座標（公共座標系や工事座標系）に紐づけることで測量成果としての価値が高まります。そのために有効なのが、屋外で測った基準点を屋内に持ち込む連携技術です。

一つの方法は既知点（ターゲットポイント）の設置です。例えばトンネル内であれば、事前にトータルステーションや精密な測量機（トップコンの「杭ナビ」など）を使ってトンネル内数カ所に公共座標値が分かった点（ピンやマーカー）を設けておきます。そしてiPhoneで点群を計測する際、その既知点を必ず含めるようにします。後で点群処理ソフト上で点群座標をこれら既知点に合わせ込むことで、点群全体を公共座標系に変換できます。この手法により、トンネル内や室内の点群データであっても、屋外と同じ基準で位置・寸法を議論できるようになります。実際、Geo Scanというアプリではトップコンの杭ナビと連携して、トンネル内でも公共座標の点群計測を可能にしています。既知点方式の利点は、一度基準を設けてしまえば広い室内でも都度GNSSを受信する必要がなく、障害物が多くて光波が通らない場合でも見通せる場所だけで対応できる柔軟性にあります。

他のアプローチとしては、GNSS中継（リピータ）や擬似衛星を用いて屋内に衛星測位環境を作り出す方法もあります。トンネル入口で受信したGNSS信号を漏洩同軸ケーブルでトンネル内に配信し、あたかもトンネル内でも衛星を受信できるようにする技術です。これに高度な補正情報を組み合わせれば、トンネル内でもRTK-GNSSによるセンチ精度測位が可能になります。ただこの方法は設備投資が大きく、常設のインフラを必要とするため、現場検証的に手軽に使うにはハードルが高い面があります。

最近では、より携帯性の高いスマホ連携型RTK測位デバイスも登場しています。次の節で述べる「LRTK」もその一つですが、こうしたデバイスを使えば屋外RTKによる高精度な基準位置をそのままスマホに取り込んで屋内計測に活かすことができます。例えばトンネル入口でiPhone＋RTK受信機により現在地を高精度に測定し、それを基準にトンネル内のスキャンを開始すれば、スキャン開始時点ですでに公共座標に載った点群を取得できることになります。仮に途中で多少ドリフトが生じても、入口側と出口側それぞれからスキャンして最終的にデータを突き合わせれば整合させることができます。要は、屋外の正確さと屋内の柔軟さをつなぐことで、これまで不可能だった屋内外一体の高精度3D計測が実現しつつあるのです。

LRTKで誰でも可能になる屋内外シームレス高精度スキャンの未来

最後に、こうした屋内外シームレスな高精度スキャンを後押しする技術として注目のLRTKについて触れておきます。LRTK（エルアールティーケー）とは東京工業大学発のスタートアップ企業レフィクシア社が開発した、スマホ装着型の超小型RTK-GNSS受信機「LRTK Phone」のことです。一言で言えば、「スマホをセンチメートル級測位ができる万能測量機に変えるデバイス」です。重量125gほどのポケットサイズ端末をiPhoneやiPadに取り付け、専用アプリを起動するだけで、スマホがリアルタイムに高精度な緯度・経度・高さを計測できるようになります。これにより、一人一台スマホを持っていれば、測量士がいなくても現場の位置出しや点群計測がこなせてしまう未来像が現実味を帯びています。

LRTKとiPhoneスキャンの連携効果: LRTKを装着したスマホでiPhoneスキャンを行うと、取得される点群が初めから全球測位座標（世界測地系座標など）に紐づいた点群となります。屋外でのRTK測位で基準原点を決め、屋内ではSLAMで相対位置を推定しながらも、要所で基準に立ち返る——そうした処理をスマホ内で完結できれば、屋内外を通して常にセンチメートル級の精度を維持できる可能性があります。レフィクシア社のLRTKアプリでは、取得した点群データや測点情報を即座にクラウド共有する機能も備えており、現場でスキャンしたデータを事務所で即時に確認・解析するといった運用も想定されています。価格も従来の測量機器に比べて格段に安価であり、まさに「誰でも1人1台で高精度測量・計測」というコンセプトを体現しています。

今後は、このようなスマホ＋高精度測位デバイス＋点群スキャンの組み合わせが、インフラ維持管理の現場を大きく変えていくでしょう。具体的には、橋梁の上部構造と下部構造を屋内外シームレスに一体でスキャンし、全体のデジタルツインモデルを即時に構築して劣化を監視するといったことも可能になるかもしれません。あるいはトンネル坑内の出来形をリアルタイムに検証しながら掘削を進める、といった高度な施工管理も夢ではなくなります。従来は測量の専門家と施工管理者が分業していた現場も、スマホ片手に誰もがその場で測り、その場で判断できるようになる未来が目前に迫っています。

とはいえ、現在の技術は発展途上であり、LRTKにしてもGNSSが受信できない完全な地下空間では慣性航法やUWBなど他技術とのハイブリッドが必要です。それでも、技術の進歩スピードを考えれば、そうした課題も徐々に解消されていくでしょう。iPhoneスキャン×屋外測位という組み合わせは、施工管理者や測量士だけでなく、新技術好きな現場技術者にとっても非常にエキサイティングな領域です。今後ますます改良が進み、誰もが手にしたスマホで高精度な3D計測を行いこなす時代が来ることを期待せずにはいられません。現場のDXと生産性向上に寄与するこれら技術の動向から、今後も目が離せません。