高精度測位×ARで埋設物の見える化を実現し、施工リスクを低減

目次

• はじめに

• 地下埋設物と施工リスクの課題

• 従来の埋設物確認方法と問題点

• ARで埋設物を見える化するとは

• 高精度測位技術（RTK-GNSS）の活用

• 埋設物AR可視化のメリット

• 現場事例と今後の展望

• LRTKによる簡易測量で手軽に高精度ARを導入

• FAQ

はじめに

建設工事の現場では、地面の下に水道管・下水管・ガス管・電力ケーブル・通信ケーブルなど様々なインフラ設備が埋設されています。掘削や杭打ちといった工事の際に、こうした地下埋設物を誤って損傷してしまうと、ガス漏れによる爆発・火災、断水や停電、大規模な通信障害など重大な事故につながる危険があります。実際、国内では毎年100件以上もの地下埋設物損傷事故が報告されており、年間で150件前後に上る年もあります。安全確保と施工ミス防止は施工業者・発注者にとって大きな課題となっているのが現状です。

地下埋設物による事故を防ぐには、工事箇所の地下に「何がどこに埋まっているか」を事前に正確に把握しておくことが不可欠です。しかし、地中は目に見えないため、従来は図面や記録された埋設位置情報を頼りにするほかありませんでした。古い図面では実際の位置とずれていたり、更新されていない配管が存在する場合もあります。金属探知機や地中レーダーなどで埋設物を探す方法もありますが、専門の機器と手間がかかりますし、100%全てを見つけられるとは限りません。そのため現場では「この辺りにガス管が通っているはずだ」と経験に頼って慎重に掘削するしかなく、経験の浅い作業員ほどミスのリスクが高まります。

そこで近年注目されているのが、AR（拡張現実）技術による地下埋設物の「見える化」です。ARとはスマートフォンやタブレット端末のカメラ映像に、CGの情報を重ねて表示する技術です。このARを使えば、地中に隠れて直接は見えない配管やケーブルの位置を、まるで透視したかのようにデバイスの画面上に表示できます。例えば作業員がスマホをかざすと、道路の下に埋まっている水道管が青いラインで示される、といった具合です。見えないものを「見える」ようにすることで、地下埋設物を避けた安全な施工計画が立てやすくなり、重機オペレーターや作業員も安心して作業できます。また、完成後のインフラ点検でも、AR表示で地下の設備位置を確認できれば効率的にチェックを行えるでしょう。こうしたAR技術の活用により、施工ミスの防止と点検業務の精度向上が期待されており、関係者全員にとって心強い味方となります。本記事では、高精度測位×ARによる埋設物可視化の仕組みとメリット、導入にあたってのポイントを詳しく解説します。さらに記事の最後では、誰でも簡単にセンチメートル級の測位ができる新技術「LRTK」を用いた手法も紹介します。

地下埋設物と施工リスクの課題

日本では高度経済成長期以降に整備された埋設インフラが多く、老朽化に伴う破損リスクに加えて、工事中の誤損事故も依然として発生しています。1980年代には年間300件以上の地下埋設物損傷事故が起きていましたが、その後の対策強化によって一時は100件未満にまで減少しました。しかし近年では年間150件前後で推移しており、残念ながらゼロには至っていません。例えばガス管を誤って破損すれば、周囲一帯がガス漏れや爆発の危険にさらされ工事は中断、復旧作業や補償対応に莫大な手間とコストがかかります。施工業者にとっては信用失墜の重大な打撃となり、発注者や管理者にとっても頭の痛い問題です。このように地下埋設物の損傷事故は、現在も施工現場の大きなリスクとして残っています。

従来の埋設物確認方法と問題点

事故防止のため、従来から工事に先立って様々な確認作業が行われてきました。掘削に着手する前に、まず関係各所から埋設管やケーブルの図面（埋設図や占有者の配管図など）を取り寄せて、地下に何が埋まっているかを把握します。また必要に応じて金属探知機や地中レーダー探査機などの埋設物探査機器を使い、実際の地面下の配管・ケーブルの位置を調べることもあります。重要なガス管や通信ケーブルがある場合は、その埋設事業者に立会いを依頼し、一緒に現場で位置を確認するのが一般的です。確認できた埋設物の経路は地面上にスプレー塗装でマーキングしたり、木杭や標識で示したりして、重機オペレーターに注意喚起します。

しかし、こうした従来手法だけで地下の状況を完全に把握するのは容易ではなく、現場では常にヒヤヒヤしながらの作業を強いられているのが実情です。主な問題点を整理すると次の通りです。

• 図面情報の不確かさ: 紙の図面や台帳の情報が必ずしも現状を正確に反映しているとは限りません。古いインフラほど記録と実際の埋設位置にズレが生じたり、改修後に更新されていないケースもあります。図面通りに安全と判断して掘削した場所から、想定外のケーブルが出てきてヒヤリとする事例も後を絶ちません。

• 現場での位置特定の難しさ: 図面上では座標や寸法で示された情報も、屋外の現地で正確な一点に落とし込むには測量の知識と手間が必要です。熟練者でなければ図面の位置を現場に再現する作業は容易ではなく、結果として経験頼みの勘に頼った掘削になりがちです。

• 埋設物探査の限界: 探知機器による事前調査も万能ではありません。コンクリートの下深くに埋まった樹脂管など、機器では見つけにくい対象も存在します。全ての埋設物を100%把握するには多大な時間と労力がかかり、現実的に困難です。

• ヒューマンエラーや伝達ミス: 人が行う以上、図面の見落としやマーキングミス、情報共有の漏れといったヒューマンエラーの可能性は排除できません。せっかくマーキングしても作業員全員に周知されていなければ事故は防げず、わずかな認識違いが大きなミスにつながることもあります。

このように、従来の確認方法には抜け漏れや限界があり、地下埋設物の存在をより直感的かつ確実に把握できる新たな手法が求められていました。

ARで埋設物を見える化するとは

そこで登場したのが、AR（Augmented Reality、拡張現実）技術を活用した新しいアプローチです。スマートフォンやタブレットのカメラ映像に、図面データなどのCG情報を重ね合わせて表示することで、地下の状況をその場で「見える化」できます。従来は紙の図面上でしか確認できなかった設計ラインや境界線、埋設管の位置を、現実の現場に重ねてAR表示することが可能になります。例えばタブレットをかざすと、地面の上に仮想のラインやマーカーが表示され、あたかも透視メガネで地中を覗いているかのように地下に埋まった配管の経路が浮かび上がって見えるのです。

AR表示の最大の利点は、作業員が直感的に理解できるビジュアル情報を提供できることです。頭の中で図面を読み解いて現場に当てはめる必要がなく、デバイスをかざすだけで「ここから先は掘ってはいけない境界」が赤線で示されている、といった具合に一目で安全範囲が分かります。従来はベテランの勘に頼っていた確認作業も、ARによって誰でも視覚的に判断が可能です。経験の浅いオペレーターでも、画面に表示された仮想のガイドラインに従って重機を操作すれば、物理的な杭がなくとも正確に所定の範囲内で掘削を進められるでしょう。

さらに、ARはリアルタイムに情報を共有できるメリットもあります。現場で表示したAR映像を複数人で同時に見れば、施工管理者もオペレーターも全員が共通のイメージを持てます。離れた場所にいる本社スタッフや設計担当者にも、スマホ越しのAR映像を写真・動画で送れば、現地に来なくても状況把握や指示出しが可能です。このようにARによる可視化は、単に見やすくなるだけでなく、現場のコミュニケーションツールとしても強力です。

高精度測位技術（RTK-GNSS）の活用

AR技術を実用レベルで現場に活かすためには、表示精度の確保が極めて重要です。ところが一般的なスマホやタブレットに搭載されたGPSでは、平面位置で数メートルの誤差が生じることも珍しくありません。その状態で地下埋設物の位置をAR表示しても、実際の配管位置と大きくズレていては安全確認には使えないでしょう。また、従来の屋外ARシステムでは、カメラ映像中の地面の平面を認識して位置合わせしたり、任意の地点に人工マーカーを設置して初期キャリブレーションする必要がありました。ユーザーが歩き回るうちに表示位置が少しずつずれてしまうドリフト現象も起こりがちで、広い屋外現場で毎回マーカーを置いて調整する方法は現実的ではありません。ミリ・センチ単位の厳密な精度が求められる測量や墨出し作業には、従来のARでは適用が難しかったのが実状です。

この課題を解決する鍵となるのが、高精度測位技術であるRTK-GNSS（Real-Time Kinematic GNSS）とAR表示の組み合わせです。RTK方式の衛星測位では、基準局からの誤差補正情報をリアルタイムに利用することでGPS測位の精度を飛躍的に高めることができます。スマートフォンに接続した専用の高精度GNSS受信機で、インターネット経由の基準局データや日本の準天頂衛星「みちびき」によるセンチメータ級測位補強サービス（CLAS）の補正信号を受信すれば、スマホが自身の位置を誤差1～2cm程度で特定できるようになります。従来の数メートル単位の精度とは桁違いの高精度測位が、手のひらサイズの機器で実現するわけです。

さらに近年のスマートフォンは、カメラ映像とIMU（慣性計測装置）による位置追跡に加えて、小型のLiDAR（光学式測距センサー）を内蔵したモデルも登場しています。周囲の環境をリアルタイムに3次元スキャンして空間マップを構築できるため、仮想オブジェクトを現実空間に安定して重ね合わせたり、物体の裏に隠れるオクルージョン表現も自然に実現できます。こうしたARプラットフォームの進化とRTK-GNSSによるセンチメートル級の自己位置特定を組み合わせることで、初めて実用的な精度でマーカーレスの高精度ARが可能になりました。

RTK-GNSSによって端末が世界座標系で自分の位置を正確に把握できれば、設計図面やGISデータ上の配管ルートと現実空間とをダイレクトに紐付けることができます。あらかじめ設計データに含まれる座標情報と、RTK測位で求めた現地でのデバイス位置・方位をリンクさせることで、仮想の埋設管モデルや設計線を現実の埋設位置にピタリと一致させて表示できるのです。一度位置合わせが完了すれば、ユーザーが移動しても仮想モデルは現実空間に固定され続け、表示がどんどんズレてしまう心配もありません。煩雑な初期校正やマーカー設置なしに、端末をかざすだけで自動的に正確な位置にモデルが現れる。この「座標合わせ不要」のAR体験が現場で実現します。まさに設計図面上の点やラインがそのまま現地に現出する感覚で、深夜でも荒天でも端末上のラインを信頼すれば正しい位置まで掘削してよいという安心感につながります。センチメートル級の精度を持つAR表示があってこそ、地下埋設物の損傷リスクを本質的に低減できる頼もしいツールとなり得るのです。

埋設物AR可視化のメリット

高精度なRTK測位とAR技術を現場に活用することで、インフラ点検や土木施工に様々なメリットが生まれます。主な効果をまとめると次の通りです。

• 地下埋設物の事故防止: 掘削前にARで埋設管やケーブルの正確な位置・深度を把握できるため、重機による誤掘削で配管を破損してしまう事故のリスクを大幅に低減できます。ガス管や電力線など見えない危険箇所を事前に可視化しておくことで、安全対策が格段に強化され、ゼロ災（無事故）達成に近づきます。

• 作業の効率化・省力化: 紙の図面と現場を何度も見比べる手間が省け、端末をかざすだけで必要な情報をその場で確認できます。測量や丁張（基準杭）の墨出し、埋設管の位置記録といった複数工程をスマホ1台で代替できるため、人員削減や作業時間短縮、コスト削減にも効果があります。

• 記録精度の向上: LiDARスキャンによる3次元計測で、埋設物の位置・形状をミリ単位でデジタル記録できます。紙の図面や口頭伝承に頼るより格段に正確なデータがクラウド上に蓄積され、年月が経っても情報が劣化しません。将来の維持管理台帳として信頼性の高い資産情報となり、埋設インフラ管理の精度向上につながります。

• 維持管理・点検計画の高度化: ARの活用によって、老朽管の更新計画や定期点検にも革新がもたらされます。現況の3Dデータと過去の補修履歴を重ね合わせ、劣化や空洞化のリスクが高い区間を的確に洗い出せます。例えば道路陥没の危険箇所調査では、地中レーダー探査で判明した空洞位置や下水管の劣化データをAR表示しながら現場マーキングすることで、見落としなく危険箇所を特定できます。データに基づく予防保全計画により、インフラ維持管理の効率と精度が飛躍的に向上します。

• 情報共有と合意形成の円滑化: ARで可視化された情報は、現場の共通言語として機能します。例えば道路工事では水道・ガス・通信など複数の埋設事業者が関与しますが、それぞれの配管データを統合してARで一括表示すれば、合同の立会い時に全員が同じ地下の状況を共有できます。紙の図面を突き合わせて調整する手間が減り、認識の違いや伝達ミスによるトラブルも防げます。また発注者や近隣住民への説明にも、スマホ越しに「この道路の下にはこれだけの管路が通っています」と直感的に示せるため、理解と協力を得やすくなります。

• 現場DXの推進と技術継承: RTK×ARの導入は、建設現場のデジタル化（DX）を力強く後押しします。国土交通省が推進する*i-Construction*にも資する取り組みであり、ICTと3次元データの活用によって生産性向上と安全管理の高度化に寄与します。熟練の測量技術がなくても高精度な位置出し作業が可能となり、人手不足が深刻な現場で省力化・省人化を実現します。ベテランの「勘と経験」に頼らないデータ駆動型の施工管理が定着すれば、品質不良や手戻りの削減にもつながります。将来的にはライフサイクル全体でのコスト縮減にも寄与すると期待されます。

このように、RTK測位×ARによる現場可視化は、作業の安全・効率・精度すべてに好影響をもたらす画期的なソリューションと言えます。特に掘削工事においては、事故防止という観点で大きな武器となるでしょう。

現場事例と今後の展望

こうしたRTK×ARによる埋設物可視化技術は、既に実際の現場で活用が始まっています。国内では、あるスタートアップ企業がタブレット端末にRTK測位ユニットを組み合わせ、地下の埋設管を現場でAR表示するシステムを開発しました。図面を広げたり試掘したりすることなく、その場で埋設物の位置を立体的に把握できるようになり、安全性と作業効率の向上に寄与しています。実際の工事現場で試用したところ、埋設管工事の記録が写真撮影やCAD図面の作成をせずに完了し、後日の掘り返し作業でもAR表示ですぐに管の所在を特定できるなど、大きな効果が報告されています。作業員からも「勘頼りだった埋設物の探索が誰にでもできるようになった」「操作が直感的で研修無しでも使えた」といった好評の声が上がっており、現場への浸透に手応えが感じられます。

海外に目を向けても、屋外での高精度ARシステムは建設業界で世界初の技術として注目され始めています。高性能GNSS受信機とARを組み合わせ、スマートフォン越しに3Dの設計モデルと現実の風景をセンチメートル精度で重ね合わせられる仕組みが登場し、複雑なBIMモデルや地下ユーティリティ情報を現地で直感的に共有・検証できるようになっています。日本でも海外でも、RTK×ARによる施工DXやスマート維持管理の取り組みは活発化しており、橋梁工事から上下水道のメンテナンスまで幅広いプロジェクトで導入が進みつつあります。今後は、このような高精度AR技術がさらに汎用化・簡便化され、業界全体の新常識へと浸透していく可能性が高いでしょう。各作業員が当たり前のように現場でスマホをかざし、設計図や地下埋設物の状況をARで確認しながら作業する未来が目前に迫っています。高価な測量機器や特殊なスキルに頼らなくても、誰もが空間座標に基づく正確な情報をリアルタイムに扱えることで、建設・インフラ分野の生産性革命が一層促進されていくと期待されます。

LRTKによる簡易測量で手軽に高精度ARを導入

RTK×ARによる埋設物の見える化は、インフラ維持管理や土木施工の現場を大きく変えるポテンシャルを秘めています。センチメートル級の位置精度でデジタルデータを現実空間に重ね合わせることで、従来は熟練者の経験に頼っていた作業がデータに基づくスマート施工へとシフトし始めました。そして今、この先端技術を現場で誰でも手軽に活用できるソリューションとして注目されているのが LRTK です。

LRTKは、スマートフォンに装着する小型のRTK-GNSS受信機と専用アプリによって、誰でも簡単にセンチメートル精度の測位とAR可視化を実現する統合システムです。一般的なAR測量ツールの多くが事前のマーカー設置や複雑な初期校正を必要としますが、LRTKでは端末の電源を入れて数十秒待てばRTKがFix（衛星捕捉）し、そのまますぐに高精度ARを開始できます。特別なキャリブレーション作業は一切不要で、現場ですぐに使える手軽さが大きな特長です。またクラウド連携により、設計データや点群測量データをその場でダウンロードしてAR表示したり、現地で計測したデータを即座にクラウド共有したりといった操作もシームレスに行えます。専門知識のない作業員でも直感的に扱えるよう設計されており、実際に1人1台のスマホで測量・墨出し・点検・写真記録・ARシミュレーションまで対応できたとの報告もあります。

このようにLRTKを活用すれば、高価な機材や大人数のチームを必要とせずに、現場の生産性と安全性を飛躍的に向上させることが可能です。埋設管の透視表示だけでなく、構造物の出来形検証や施工ナビゲーションなど幅広い用途に応用でき、まさに「万能測量機」として現場DXの切り札となるでしょう。測量会社や自治体の土木部門、建設業者の皆様も、この最先端のRTK×AR技術を自社の業務に取り入れることで、インフラ点検のスマート化という新たなステージへ踏み出してみませんか。詳しくは[LRTK公式サイト](https://www.lrtk.lefixea.com/)にて製品情報や導入事例をご覧いただけます。ぜひLRTKで、貴社の現場を次のステージへと進化させてください。

FAQ

Q: 埋設物AR表示とは何ですか？ A: AR（拡張現実）技術を使い、地中に埋設された配管やケーブルの位置をカメラ越しに見えるようにすることです。スマートフォンなどで地面にかざすと、実際の映像に仮想の配管モデルが重ね表示され、まるで地面を透かして地下の配管を見ているかのように確認できます。

Q: なぜ埋設物をAR表示するのに高精度な測位が必要なのですか？ A: 仮想モデルを実際の埋設位置に正確に重ね合わせるには、スマートフォンの位置や向きをセンチメートル単位で把握する必要があるためです。通常のGPSでは数メートルの誤差があるため、AR上の配管表示がずれてしまい、正確な「透視」にはなりません。RTK-GNSSという高精度測位技術を利用することで、スマホの位置を数cm以内の誤差で特定し、仮想配管を現実の位置にぴったり一致させることができます。

Q: 埋設物の位置データはどのように取得するのですか？ A: 埋設物をAR表示するには、事前にその配管位置の3Dデータを取得しておく必要があります。新設配管であれば埋め戻す前にスマホのLiDARスキャンとRTK測位によって配管を3次元記録します。既存の埋設物でも、過去の図面情報にRTK測位で測った現在の座標を紐付けて3Dモデル化したり、地中レーダー探査の結果を点群データ化して取り込むことで、AR表示用の地下データを用意できます。

Q: スマホだけで埋設物を透視できるのですか？ A: はい、最新のスマートフォンに小型のRTK-GNSS受信機を組み合わせることで可能です。スマホ内蔵のカメラ・IMU・LiDARによるAR機能と、外付けのRTK測位でセンチメートル級の位置情報を取得することで、専用ゴーグルや大型機材を使わなくてもスマホ画面上で地下の配管位置を正確に表示できます。

Q: LRTKとは何ですか？ A: LRTKは、スマートフォンを活用して誰でも手軽に高精度測位とARによる埋設管可視化を行えるソリューションです。スマホに取り付ける軽量なRTK-GNSSモジュールと専用アプリから構成され、難しい設定や特別なマーカーなしでその場ですぐに埋設管の3Dデータを表示したり測量したりできます。詳しくは[LRTK公式サイト](https://www.lrtk.lefixea.com/)をご覧ください。