法面施工をARで支援：座標誘導でその場出来形確認が可能になる

法面施工における出来形確認と座標誘導の重要性

法面（のりめん）とは、切土や盛土によって形成される人工的な斜面のことです。道路や造成地などの土木工事では法面工事が頻繁に行われますが、その仕上がり形状が設計通りであることを確認する「出来形確認」は、安全性と品質を確保する上で欠かせない工程です。例えば、法面の勾配が設計より急すぎたり、吹付コンクリートの厚みが不足していたりすると、将来的な崩壊や浸食のリスクが高まり、検査でも不適合となってしまいます。そのため、施工段階で各所の高さ・勾配・厚みを測定し、設計値と合っているかを確認する必要があります。

しかし法面は高所かつ傾斜地であるため、寸法の測定や位置出し（墨出し）を行うのが容易ではありません。ここで重要になるのが座標誘導による施工管理です。座標誘導とは、あらかじめ決められた設計座標に基づいて作業員や機械を正しい位置・高さに導くことで、丁張（ちょうはり）や目測に頼らずとも精度の高い施工を実現する手法です。法面工事では、切土法面の仕上がり線やアンカーの設置位置など、地形上の目印が少ない場所で正確な位置誘導を行う必要があります。座標誘導を活用すれば、その場で施工箇所が設計通りの位置・形状かを確認しながら作業を進めることが可能となり、出来形のズレによる手戻りや補修を未然に防ぐことができます。

従来の出来形管理手法の課題と限界

従来の法面出来形管理では、職人の勘や手作業の測定に頼る場面が多く、様々な非効率が指摘されてきました。主な課題として、次のような点が挙げられます。

• 作業に時間と人手がかかる: 法面が完成するたびに巻尺やレベル、トータルステーション(TS)で複数点を測り、事務所で図面と照合する必要がありました。そのため現場で問題を発見するまでにタイムラグが生じ、手戻りの原因になることも多々あります。

• 測定範囲が限定的で見落としが起きやすい: 測れる点の数には限界があるため、法面全体を網羅的に確認するのは困難でした。主要な断面しか測らずにいると、中間部の微妙な凸凹を見落とし、検査で「設計と違う」と指摘され慌てて是正するケースもあります。

• 安全面のリスク: 急傾斜の法面に人が立ち入って測量する行為自体に、転落や落石など常に危険が伴います。高所作業車や足場を用いる方法もありますが手間とコストがかかるため、頻繁には実施できません。

• 熟練技術者への依存: 法面の出来を経験則で判断できるベテランに頼りがちで、若手主体の現場では品質管理に不安が残る場合もあります。人手不足と技術者高齢化が進む中、従来手法のままではいずれ管理が立ち行かなくなる懸念もあります。

以上のように、旧来の出来形確認手法には効率性・即時性の不足、網羅性の限界、安全面のリスク、人材面の不安といった課題があり、施工現場ではこれらを解決する新たな手法が求められていました。

ARと座標誘導を活用した出来形確認の新しいアプローチ

こうした課題を解決すべく、近年注目されているのが AR（Augmented Reality、拡張現実）技術 を活用した新しい出来形確認のアプローチです。ARとは、カメラ越しに映る現実の映像に3次元のデジタル情報（モデルやガイドラインなど）を重ねて表示する技術です。一昔前までは先進的な試みでしたが、スマートフォンやタブレットの性能向上に伴い、現在では日常の施工管理にも活用できる身近な存在になりつつあります。特に最新のiPhoneやiPadには高性能カメラやLiDARセンサーが搭載され、これらを活用した建設向けARアプリによって現場で直感的に出来形を確認できるようになってきました。測量した点の高さを数字で比較するだけでなく、設計モデルそのものを実景に重ね合わせて視認できるため、勘や経験に頼らず誰でもズレを一目で把握できます。

さらにARの真価を発揮させるのが、高精度な位置情報を用いた座標誘導型のARです。例えばスマートフォンにRTK-GNSSと呼ばれるセンチメートル精度の測位機能を組み合わせると、デバイスが自らの位置・姿勢を正確に把握できます。その結果、設計データ上の3Dモデルを現地座標にピタリと一致させて表示することが可能となります。ユーザーが端末を持って移動しても、画面上のモデルは常に正しい位置に留まり続け、まるでそこに実物のガイドラインが存在するかのように振る舞います。例えば法面の設計勾配ラインや仕上げ面モデルをAR表示し、オペレーターがその透過モデルを見ながら削掘や整形を行えば、物理的な丁張を設置しなくとも適切な勾配を実現できるのです。このように、ARと座標誘導を組み合わせた手法により、現場で施工と検測を同時並行的に進めることが可能になりつつあります。

業界全体でもこのAR活用への期待は高まっています。国土交通省主導の*i-Construction*施策や建設DX推進の流れの中で、現場の効率と品質を同時に高めるソリューションの一つとしてAR技術が位置付けられてきました。出来形管理への3次元データ・ICT活用が「新常識」になりつつある中、座標誘導型のARは次世代の施工管理を担う有力なツールと言えるでしょう。

具体的な現場での使用例と導入効果（業務効率・視認性・安全）

ARと座標誘導を組み合わせた出来形確認手法は、既にいくつかの現場で試行され、その効果が明らかになってきています。例えば高速道路の改良工事では、完成した法面の上に敢えて厚さ25cmの発泡材を置き、設計モデルとの差異をタブレット上で色分け表示するデモンストレーションが行われました。AR上に表示されたヒートマップ（色分布図）には、余分に盛られた部分が一目瞭然で映し出されており、どこを削正すべきかをオペレーターや管理者が直感的に把握できました。このようにARを使えば、完成図と現況のわずかな誤差までも現地で視覚的に炙り出すことができ、必要な手直しを即座に判断・実行できます。従来は検査段階まで気づけなかったような不具合も、その場で“見える化”することで手戻りを大幅に削減できるのです。

また、AR出来形管理の導入による業務効率の向上も顕著です。広い法面でも、AR対応の3Dスキャンを用いれば一度に面全体の測定データを取得できます。ある現場では、スマホを用いた簡易測量（iPhoneの3Dスキャン機能と専用アプリ）により、通常は複数人で半日がかりだった測量が実働5分程度で完了した例も報告されています。得られた点群データから即座に体積（土量）や断面形状を算出できるため、事務所に持ち帰っての図面作成や手計算作業も不要になります。現場でリアルタイムに出来高（土工量）の把握や出来形の合否判定ができることで、重機の待ち時間を減らしながら作業を進められる点もメリットです。

視認性の向上も見逃せません。ARで表示される出来形のヒートマップや3Dモデルは、熟練者でなくとも直感的に理解できる視覚情報です。「どこが設計より高いか低いか」「どの部分が不足しているか」を色や形の違いで即座に把握できるため、現場全員が共通認識を持ちやすくなります。これにより、コミュニケーションロスや見解の相違によるミスを減らし、チーム全体で品質管理に取り組みやすくなります。

さらに、安全性の向上も大きな効果です。非接触で周囲の地形を計測できるため、作業員が危険な急斜面に立ち入ったり、崖際で測定器具を操作したりする頻度が大幅に減ります。必要に応じて遠隔から法面をスキャンし、離れた安全な場所から出来形を確認することも可能です。従来は人が近づけなかった法面崩壊箇所の状況確認や、高所アンカーの施工確認も、AR越しに安全に実施できるようになります。総じて、AR＋座標誘導の現場導入は作業時間短縮による効率化、可視化による品質向上、非接触計測による安全確保といった多面的な効果をもたらしています。

国交省要領やICT施工推進との接続性（制度面の背景）

ARによる出来形管理が注目される背景には、国の制度や方針の変化もあります。特に公共工事では出来形管理基準や出来形管理要領によって出来形検測の方法や評価基準が定められており、発注者（国や自治体）は施工者に対して確実な出来形確認と記録を求めています。従来は水準測量や巻尺による点ごとの測定が中心でしたが、国土交通省が推進する*i-Construction*施策の下でICT（情報通信技術）を活用した施工手法が普及し、近年ではドローン写真測量や3Dレーザースキャナによる3次元出来形管理も本格的に導入されてきました。実際、出来形管理要領（案）には「3次元計測技術を用いた出来形管理」の章が設けられ、法面工などにおいて無人航空機や地上LiDARによる計測データで出来形を評価する試行も各地で進められています。

国交省は、出来形管理において設計面と計測点群の誤差を面的に評価する「面管理」という新手法を導入し、従来の1点ごとの検査よりも網羅的な品質確認を可能にしました。例えば法面の検査では、以前は代表断面の高さや幅を測っていたものが、今では法面全体の点群データを取得し、その全体を通じて設計とのズレをチェックできるようになっています。これにより、見落とされていた局所的な不良も検知しやすくなり、検査の信頼性が向上しています。ARによるヒートマップ表示は、この面管理の考え方と非常に相性が良く、計測した点群データをそのまま現場で可視化して面的な出来形評価を行えるため、発注者検査や監督員の遠隔臨場にも役立つと期待されています。

また、建設生産性革命の一環で2024年度から本格化した*i-Construction 2.0*では、「施工のオートメーション化」「データ連携のオートメーション化」「施工管理のオートメーション化」の三本柱が掲げられています。ARによる現場出来形確認は、まさに「施工管理の自動化・高度化」を支える技術として位置付けられるでしょう。ICT施工の効果について国交省が行った調査では、3次元測量やマシンガイダンス等を導入した現場で延べ作業時間が平均3割程度削減されたという報告もあります。これは、図面作成や数量計算などの事務作業がデジタル化・自動化されたことが大きな要因です。AR／点群技術の活用によって出来形管理が効率化すれば、さらなる省人化・省力化が実現し、労働力不足への対応や工期短縮にも直結すると期待されています。このように、ARによる座標誘導型の出来形確認は国の推進するICT施工やDXの流れにも合致しており、制度面・技術面から導入基盤が整いつつあるのです。

精度・再現性・信頼性の検証と社内データ活用の広がり

新しい技術を現場に導入する際には、その精度や再現性への懸念がつきものです。しかしAR＋座標誘導による出来形管理は、既に実証が進みつつあり、十分な信頼性が確保できることが示されています。スマートフォンとGNSS、LiDARの組み合わせによって取得される3次元点群データは、適切に運用すれば数センチ以内の精度で設計値との比較が可能です。実際、2021年にはiPhoneのLiDARセンサーとRTK-GNSSを組み合わせて公共座標系上で高精度な3D点群計測を行い、土量算出や構造物の変位監視までスマホだけで実現した事例が報告されています。このような技術革新により、従来は高価な測量機器や専門技術者を要した出来形計測が誰でも再現性高く行える段階に入っています。もちろん測定の際には機器のキャリブレーションや基準点との突合（チェック）など基本的な精度管理は必要ですが、それは従来測量でも同じことです。むしろARシステムでは常にデジタルな数値基準に基づいて計測・評価が行われるため、担当者によるバラツキが少なく、再現性の高い検測が期待できます。

現場で取得された出来形データはクラウド上に保存・共有することができ、社内データの有効活用にも繋がります。点群データや写真測量（写真測位）による3Dモデル、施工中のAR記録映像などを蓄積すれば、後日それらを解析して施工プロセスを振り返ったり、別現場の計画に参考データとして活用したりすることが可能です。例えば、過去の法面工事で得られた点群を参照すれば、似た地形条件での土量や施工手順を事前に把握でき、見積精度の向上や工法検討に役立つかもしれません。また、記録されたデータは第三者検証や万一のトラブル時のエビデンスとしても信頼性が高く、発注者や監督者との信頼関係の構築にも寄与します。

さらに、社内教育やナレッジ共有の面でもデジタル出来形データは有用です。ベテランが築いた経験知を、点群やAR可視化データという形で若手に共有することで、経験のデータ化・資産化が図れます。現場DXツールが安価かつ手軽になったことで、「一人一台」のスマホ測量が現実的となり、各社員が日常的に出来形データを収集・活用する時代が目前に来ています。こうして蓄積された膨大な現場データは、将来的にAI解析等による施工計画の最適化や品質予測にもつながっていくでしょう。AR活用の波及効果は、一現場の効率化に留まらず、企業全体の技術力・信頼性向上へと広がっていくのです。

LRTKが実現する簡易測量とAR座標誘導

これまで述べてきたようなARによる出来形確認と座標誘導を、現場で手軽に実現するソリューションの一つが LRTK（エルアールティーケー） です。LRTKはスマートフォンを用いた簡易測量システムで、iPhoneやiPadに小型のRTK-GNSS受信機（LRTK Phoneデバイス）を装着し、専用アプリで計測・AR表示を行います。重量わずか数百グラムの端末を取り付けるだけでスマホがセンチメートル級測位に対応し、BIM/CIMの3D設計モデルを現場にAR投影できるようになります。高精度な位置情報によりデバイスを動かしても表示にズレが生じないため、マーカー設置や煩雑なキャリブレーションは不要です。まさにスマホをかざすだけで、設計上の法面モデルや構造物が実景にぴたりと重なって見えるので、現場がそのまま仮想の図面になります。

LRTKを活用すれば、従来は別々の工程が必要だった作業も1台のスマホで完結します。例えば次のような機能により、現場で多角的な出来形管理が可能です。

• 法面・護岸などの出来形確認（仕上がり形状をその場チェック）

• 地中杭やアンカー位置の測定・検測（設計位置への座標誘導）

• 寸法値や高さレベルのリアルタイム表示

• 図面上の線や点のAR投影による墨出し支援

これらの機能を組み合わせることで、例えば法面の設計モデルをその場に映し出して仕上がり具合を確認し、必要に応じて施工箇所の高さを画面に表示するといった出来形管理支援が即座に行えます。また、計画データとのズレを示すヒートマップを自動生成し、どこに盛土不足や切土過剰があるかを色分けで提示することもできるため、施工前後の出来形をスマホ一台で見える化できます。さらに写真測量による計測（写真測位）にも対応しており、LiDARセンサーの届かない範囲の撮影データから点群を生成することも可能です。まさに、現場の出来形管理をあらゆる角度から支援するオールインワンのツールと言えるでしょう。

また、LRTKには現場で得られたデータを即座に利活用するための機能も充実しています。測定した点群データからはその場で体積算出（土量計算）が行え、出来高数量の算出や出来形図表の自動作成が可能です。測定結果はそのままCAD図面やBIMモデルと突合比較でき、記録用の写真や測定箇所のメモも紐付けてクラウド同期されます。クラウド上に保存されたデータは容量無制限で蓄積でき、オフィスのPCから設計担当者や発注者と即時に共有することも簡単です。取得された点群データ自体も国土交通省の出来形管理要領に準拠した精度であり、電子納品に必要な成果品としてそのまま活用できます。

このようにLRTKは、高精度な座標誘導による墨出し・ナビゲーションから、ARによるその場出来形確認、点群生成、帳票作成、データ共有に至るまで、一連のプロセスを一気通貫でサポートします。使い方もシンプルで、スマホにデバイスを装着して歩くだけで測量が完了する直感的な操作性を備えています。専門的な研修を受けていない現場スタッフでもすぐに使いこなせるため、導入したその日からDX効果を発揮できる点も大きな魅力です。法面施工の出来形管理においても、LRTKのような簡易測量ツールを導入することで、誰もが安全かつ効率的にその場検測と品質確認を行える時代が訪れています。ARと座標誘導を活用した次世代の法面施工管理——その最前線を切り拓くLRTKが、現場の常識を大きく変えつつあります。