建設現場で最近よく耳にする「点群測量」。従来は特殊な3Dレーザースキャナーやドローン、測量機器を使う専門的な作業という印象が強く、「難しそう」「高価そう」と敬遠していた方も多いでしょう。しかし今やスマホとアプリだけで、誰でも手軽に高精度の点群データを取得できる時代が来ています。スマートフォン内蔵のLiDAR(ライダー)センサーとRTK測位技術を組み合わせれば、現場をそのまま3次元モデル化し、必要な寸法や体積をその場で測れるので す。
本記事では、点群測量の基礎からスマホでの活用方法まで、初心者にも分かりやすく解説します。「出来形管理」や「土量算出」といった土木現場の具体的な活用シーンやメリット・注意点を現場目線で紹介し、最後にはスマホ点群測量を実現する製品LRTKについても触れます。「点群は難しい…」と感じている方も、読み終える頃には「これなら自分にもできそう!」と思えるはずです。
点群測量とは?スマホで扱える理由(LiDAR×RTK)
点群測量とは、対象物や地形の表面を構成する多数の点(ポイント)を三次元座標として計測し、その集合体(点群データ)によって形状を捉える測量手法です。取得した各点にはX,Y,Zの座標値が含まれ、写真測量と組み合わせれば各点に色(RGB)情報を付与することもできます。要するに、無数の点の集まりで物の形を3Dモデル化するイメージです。従来、この点群データを得るには三脚に据え付ける高性能レーザースキャナーやドローン測量、写真測量(フォトグラメト リ)などが用いられてきました。
ではスマホで点群測量が可能になった理由は何でしょうか?鍵となるのが、スマートフォンのLiDARセンサーとRTK-GNSS測位技術の組み合わせです。
• LiDARセンサーによる3Dスキャン: 近年のスマートフォン(例: iPhone 12 Pro以降やiPad Proなど)にはLiDARと呼ばれる赤外線レーザーによる深度センサーが搭載されており、カメラではなくレーザーの光で周囲の形状を点群として捉えることができます。LiDAR搭載のスマホをかざすと、壁や地面、構造物との距離を高速に計測し、数メートル範囲の点群データをリアルタイムに生成できます。これにより、これまで専門機器が必要だった3Dスキャンがスマホだけで「手軽に」できるようになりました。
• RTK-GNSSによる高精度位置情報: スマホ単体で取得できる位置情報(GPSなど)は精度が数m程度にとどまり、測量には不十分です。またスマホのLiDARスキャンも、長く スキャンを続けると徐々に位置誤差が蓄積して点群が歪む課題がありました。ここで活躍するのがRTK(リアルタイムキネマティック)と呼ばれる衛星測位の高精度化技術です。RTK-GNSSでは、基地局(既知点)から移動局(端末)へ誤差補正情報を送り、リアルタイムに測位精度を向上させます。その結果、水平位置で約2~3cm、鉛直方向で約3~4cm程度の誤差にまで精度が高まります。スマホに外付けのRTK対応GNSS受信機を組み合わせれば、スキャン中も常に現在位置をcm精度で把握でき、取得する点群すべてに高精度なグローバル座標(世界測地系の経緯度・標高)を付与することが可能になります。これにより、スマホのLiDAR点群でも形状の歪みを補正し、測量に耐えうる正確さで記録できます。
要するに、スマホ内蔵LiDARの「形を測る力」とRTKの「正確な位置を測る力」を掛け合わせることで、スマホが高精度な3D測量機器に変身するわけです。これが「スマホとアプリだけで点群測量」が可能になった理由です。
スマホ×点群測量で何が変わる?(出来形管理・土量計算・施工記録)
スマホで手軽に点群データを取得できるようになると、土木の現場業務にどのような変化やメリットがあるのでしょうか。代表的な活用シーンで見てみましょう。
• 出来形管理の効率化: 出来形管理とは、施工後の構造物や地形が設計通りの形状・寸法になっているか確認する作業です。従来はスタッフが測量機器で要所のポイントを測って断面図と照合したり、レベルで高さを確認したりしていました。スマホ点群測量を使えば、施工箇所全体をスキャンして3Dモデル化し、設計3Dデータと重ね合わせて確認できます。例えば完成した盛土を丸ごと点群で記録し、設計の盛土モデルと比較すれば、どの部分が過不足か一目瞭然です。さらにスマホやタブレットの画面上で設計データをAR表示し、実物と見比べることで「狙い通り形ができているか」を直感的にチェックすることも可能です。これにより出来形検査にかかる時間を短縮でき、見落とし防止にもつながります。
• 土量算出・体積計算の迅速化: 土工事では、掘削や盛土の体積(土量)管理が重要です。スマホ点群測量を使うと、施工前後の地形をスキャンして点群同士を比較することで、短時間で正確な体積差を求めることができます。例えば、ある掘削 箇所で「あとどれくらい掘れば設計の深さになるか」「盛土をどれくらい盛れば必要な高さになるか」といった判断を、その場で点群データから計算可能です。また、現場に山積みされた残土や資材の盛土量も、スマホでぐるっと周囲をスキャンすれば即座に容積を算出できます。これまで体積計算には測量データを事務所に持ち帰って専用ソフトで解析する必要がありましたが、スマホ一つで現場ですぐ結果が得られる点は大きな革新です。
• 施工記録の高度化: 工事の進捗や出来形を記録する手段としても点群データは有用です。例えば基礎工事で鉄筋を組んだ状態をスキャンしておけば、あとでコンクリートを打設した後でも「中の鉄筋が設計通り配置されていたか」を確認できますし、埋設物の位置を記録しておけば掘り返さずに位置把握できます。写真と違って3Dデータなので、角度を変えて確認したり正確な寸法を測ったりできる利点があります。実際、橋梁点検の現場では、作業員が橋の下部をiPhoneでスキャンし、橋脚や桁の点群データを一人で取得するといった手法も実用化されています。取得した3D点群モデル上に損傷個所の写真やメモをピンで紐づけて記録でき、紙の野帳の代わりにデジタルで一元管理する試みも行われています。同様に工事記録でも、点群上に検査結果や注記を残せば、「いつ・どこで・何をした」かを立体的に残すことができます。これらの記録は社内共有だけでなく発注者への報告資料にも活用できるため、説明責任の強化にもつながります。
こうした出来形管理・土量管理・施工記録の場面で、スマホによる点群測量は現場の生産性と品質管理を大きく向上させます。従来は専門の測量チームに依頼していたような計測も、現場監督や作業員自身がサッとスマホで測れるため、必要なときにすぐ測るという運用が可能になります。結果として「測りたいけど手間やコストで測れない」という状況を減らし、常に正確なデータに基づいた施工管理(データ駆動型の現場管理)を実現します。
スマホで始めるために必要なもの(機材・アプリ・準備)
スマホで点群測量を始めるには、何を用意すれば良いのでしょうか。必要な機材やアプリ、事前準備について整理します。
• LiDAR搭載スマートフォン – まずは測量に使うスマホ本体です。最新のiPhoneやiPad Proなど、背面にLiDARスキャナーを搭載したデバイスがおすすめです(Androidではまだ対応端末が限られます)。LiDAR未搭載のスマホでも写真測量アプリで点群化はできますが、リアルタイム性や手軽さでLiDAR搭載機種が有利です。現場で扱うので防塵・耐衝撃ケースに入れておくと安心でしょう。
• RTK対応のGNSS受信機 – スマホに外付けする高精度GPS受信機です。スマホの測位精度を飛躍的に高める鍵となります。例えばLRTK PhoneのようなポケットサイズのRTK-GNSS受信機をスマホに装着すれば、ネット経由で補正情報を受けながらセンチメートル級の測位が可能です。重さは数百グラム程度と軽量で、スマホ背面にマウントして使うタイプが主流です。最近はBluetoothやLightning/USB接続でスマホと連携できる製品が増えています。
• RTK補正情報サービスへの接続環境 – RTK測位には基準局からの誤差補正データが不可欠です。多くの場合、インターネットを通じて配信される「ネットワーク型RTK(Ntrip)」のサービス契約が必要になります。国土地理院の電子基準点を利用したVRS方式 の民間サービスや、自治体・企業が運用する基準局ネットワークなどがあります。スマホがインターネット接続できる(現場で4G/5Gが入る)環境であれば、これらのサービスから補正情報を受信可能です。契約には月額費用が発生しますが、高精度測位の恩恵を考えれば必要な投資と言えるでしょう。なお、日本独自の補強信号「みちびき(QZSS)のCLAS」に対応した受信機であれば、山間部など携帯圏外でも衛星からの補強信号で測位精度を高めることも可能です(LRTK PhoneはCLAS対応)。
• 点群測量アプリ(スマホ用アプリ) – スマホ上で点群スキャンや測位を行う専用アプリが必要です。メーカー純正のもの(LRTKの場合「LRTKアプリ」など)や、Pix4D社の「Pix4Dcatch」のように一般提供されている測量アプリもあります。アプリはRTK受信機からスマホへの位置情報入力を受け取り、LiDARやカメラで点群を取得・記録する役割を果たします。使い方はアプリによりますが、多くはボタンひとつで測位開始/停止ができ、スキャンした点群データをリアルタイムに表示してくれます。初めて使う際はアプリ内でアカウント登録や受信機の接続設定を行いますが、一度設定すれば次回からすぐに計測に入れます。
• クラウドサービスまたはPCソフト(必要に応じて) – 取得した点群データを保存・共有・解析するためのプラット フォームです。例えばLRTKでは専用のクラウドサービス(Webアプリ)を提供しており、スマホで取得した測量データの地図表示や3Dビュー、ダウンロード・他データとの統合などがPCから可能です。クラウドを使えば現場でスキャンしたデータをオフィスの同僚と即座に共有できる利点があります。既に他の点群処理ソフトをお持ちの場合は、スマホから点群データ(一般的なLASやPLY形式など)をエクスポートして従来ソフトで解析することもできます。まずはクラウドや無料ビューアで十分ですが、将来的にCAD図化や高度な解析をするならPCソフトの検討も良いでしょう。
• その他準備: 機材が揃ったら、現場でスムーズに使えるよう簡単な準備をしておきましょう。RTK受信機用にモバイルバッテリーを用意(バッテリー内蔵タイプなら6時間程度動作しますが長丁場の現場では念のため)したり、受信機を固定する一脚やポール(オプション)を用意すると計測が安定します。例えば高さを測る場面では一脚に据えて測ると精度が安定し、オフセット(高さ補正)の入力もアプリ上のボタン一つで簡単に行えます。また事前にアプリの操作に慣れておくため、オフィスや自宅で身近な対象を試しにスキャンしてみると良いでしょう。
以上のものを用意すれば、「スマホで点群測量」のスタートラインに立てます。まとめると、LiDAR搭載のスマホに小型RTK受信機を付け、通信で補正情報を受け、専用アプリでスキャン&解析する――というシンプルな構成です。初期投資は機材とサービス契約のみで、従来必要だった大型機器や多数の人員は不要です。準備が整ったら、いよいよ実際の測量の流れを見てみましょう。
測量の流れ(準備~測定~記録・共有まで)
ここでは、スマホ×RTKを使った点群測量の一般的な手順を、現場作業の流れに沿って説明します。
① 機器のセットアップ(測量準備) 現場に到着したら、まずスマホとRTK受信機の準備を行います。RTK受信機の電源を入れ、スマホに装着またはBluetooth接続します。次にスマホ上で測量アプリを起動し、受信機との接続状態を確認します。補正情報サービス(Ntrip)の接続設定もアプリ内で行いましょう。ログイン情報を入力して補正データを受信し始めると、衛星からの測位がシングル(単独測位)からフロート解(浮動)を経てFix解(固定解)に変わり、測位精度が飛躍的に向上します。晴れて「Fix」と表示されればRTKによるcm級測位の準備完了です。空が十分開けた場所なら、電源投入から概ね数十秒~1分程度でFixを取得できます。なお、受信機をポールに取り付ける場合はきちんと垂直に据える、既知点でチェックするなど、通常の測量と同様の精度管理も心掛けましょう。
② 点群スキャン(計測) 準備が整ったら、いよいよスマホを使って対象物や地形の点群スキャンを行います。アプリ上で「点群スキャン」モードを選択し、解像度やスキャン範囲などの設定を確認して開始ボタンを押します。するとスマホのLiDARセンサーが作動し、画面にリアルタイムで点群が描画され始めます。ゆっくり歩いたり体を動かしたりしながら、対象をさまざまな角度から照射していきます。ポイントは「もれなく」「適度な距離で」スキャンすることです。LiDARの有効距離は約5mですので、できるだけ対象に近づきつつ見落としの無いように動かします。例えば盛土を測る場合、頂部と裾部の両方から舐めるようにスキャンすると良いでしょう。アプリによってはスキャン中の点群とスマホカメラの映像を重ねて表示できるので、取り残しがないか確認しながら進められます。十分に点群を取得できたらスキャンを終了します。これだけで、スマホ内に「絶対座標付き点群」(世界座標系で位置合わせされた点群データ)が保存されます。例えば盛土を一つスキャンすれば、その形状が丸ごとデータ化され、高さ・面積・体積など後述する計測にすぐ使える状態になります。
③ 現場での確認・計測 スキャンが終わったら、取得した点群データを基に必要な計測を行います。スマホのアプリ上で点群データを開き、計測ツールを使ってみましょう。代表的な機能としては距離計測(任意の2点間の距離を直接3次元測定)、面積計測(囲った範囲の水平面投影面積などを算出)、体積計測(基準面との高低差から容積算出)があります。例えば、スキャンした盛土データについて「この断面の高さは何mあるか?」を知りたい場合、点群上で底と頂点をそれぞれタップすれば即座に高さ差が表示されます。同様に「一定の高さで水平に切った場合の盛土の断面積」もポリゴンを描けば算出できますし、「盛土全体の体積」もボタン一つで計算可能です。従来であればパソコンに点群データを取り込んでから行っていた解析を、現場でアプリがほぼリアルタイムにやってくれるわけです。その場で断面形状を確認したり、掘削箇所の体積を即座に計算できるのは、現場監督者にとって大きな利点です。必要に応じて、設計データや前回の点群データと重ねて表示し差分を確認する、といった高度な機能もクラウドと連携することで実現できます。
④ データの保存・共有 現場での計測が済んだら、点群データをしっかり保存し共有しましょう。アプリ内でクラウド連携機能がある場合はアップロードを実行します。クラウド上にデータが上がれば、オフィスのPCからWebブラウザでアクセスして地図上に点群を表示したり3Dビューアで詳細を確認できます。また、関係者とプロジェクトを共有しておけば、アップロード直後に皆がそのデータを閲覧できます。クラウドを使わない場合でも、スマホから点群データファイルをメール送信したり、USB転送してPCにコピーしたりできます。大きなデータの場合はWi-Fi環境でクラウド同期すると安全です。バックアップも兼ねて必ずオリジナルデータは社内に保存しておきましょう。なお、クラウド上では点群から縦横断面を切り出したり、他の測量成果(CAD図面や他の点群)を重ねて比較したり、オルソ画像を生成したりといった解析・可視化も可能です。必要に応じてそうした追加処理を行い、 最終的な成果品(図面・報告書等)に反映させます。
以上が一連の流れです。まとめると、「機器セットアップ → スキャン計測 → 現場で確認 → データ保存・共有」というシンプルなプロセスになります。一度慣れてしまえば、数十分もあれば小規模な測量作業が完結してしまいます。現場で完結できることで、事務所に戻ってからの作業を大幅に減らせる点もスマホ測量の魅力です。次は、こうしたスマホ点群測量のメリットと注意点を整理してみましょう。
スマホ測量のメリットと注意点(精度・コスト・使いやすさ)
スマホ×点群測量には様々な利点がありますが、同時に押さえておきたい留意事項も存在します。ここでは現場導入を検討する上で知っておきたいメリットと注意点を挙げます。
メリット(利点)
• 手軽さ・機動力: スマホと小型受信機さえあれば良いので、機材の持ち運びが格段に楽です。従来は三脚や重たい機器を運搬・設置する手間がありましたが、ポケットに収まる125gほどのデバイスをスマホに付けるだけで測量が可能になります。現場内を歩き回っても苦にならず、ちょっとした移動でもすぐ測れる機動力は大きな強みです。
• 一人作業・省人化: スマホ測量は基本的に一人で完結します。受信機を装着したスマホが「万能測量機」となり、ポイント測量・3Dスキャン・墨出し・AR表示まで1台でこなせるため、これまで2~3人で分担していた作業も一人で対応可能です。人手不足が深刻な現場でも1人1台で運用でき、生産性の大幅向上につながります。
• リアルタイム即時性: 計測から結果確認までをその場で行えるため、現場での判断が速くなります。たとえば「あと◯cm掘れるか?」と迷った時も、スマホで測れば即答が得られます。クラウド共有により事務所ともリアルタイム連携できるため、指示待ち時間の短縮や迅速な意思決定が可能です。
• 多機能・オールインワン: 前述の通り、一つの装置で測位(GNSS測量)もできれば3Dスキャンもでき、さらには設計位置の出力(墨出し)やARによる完成予想の重畳表示まで行えます。従来はそれぞれに専用機器(GPS受信機、レーザースキャナ、トータルステーション、AR機器など)が必要でしたが、スマホ測量はオールインワンでこれらを実現します。機器の管理や準備にかかる手間・コストも削減できます。
• 低コスト導入: 専門の3Dレーザースキャナーや測量機器は数百万円することも珍しくありません。それと比較してスマホ測量セットの価格は非常にリーズナブルです。手持ちのスマホを活用できる場合、外付け受信機とサービス契約だけで始められます。「高価な機械を買ったのに年に数回しか使わない」という無駄もなく、必要なときに必要な台数だけ運用できる柔軟性もあります。
• デジタルデータ活用: 測量結果が初めからデジタルな3次元データとして得られるため、その後の利活用範囲が広がります。点群データはCADソフトで断面図作成に使えたり、出来形検査のエビデンスとして保存できたり、将来的に施工BIM/CIMやデジタルツインに組み込むことも可能です。紙や平面的なデータでは見えなかった気づきが得られることも多く、DX(デジタルトランスフォーメーション)の一環としても価値があります。
• 安全性・省力化: 危険な場所の計測も遠隔で行える場合があります。例えば深い掘削箇所の底部も、端からLiDARを向ければ人が降りなくても概ね形状を取得できます。また高所もポールにスマホを取り付けて伸ばせばスキャン可能です。重機の直ぐ近くで人が誘導測量するような場面でも、短時間で済ませられれば曝露時間を減らせます。加えて、ARで作業位置を表示すれば「杭打ち位置に人が立って指示する」必要が無くなるなど、間接的に安全性向上・作業負担軽減につながる要素もあります。
注意点(留意事項)
• 有効範囲と対象規模: スマホ内蔵LiDARには有効な測定範囲があります。一般に約5m程度が想定されており、それ以上離れた場所は点群を取得しづらくなります。そのため、広範囲を一度にスキャンする場合は細かくエリアを区切りながら移動するか、あるいはドローン・地上レーザなど他の手法との使い分けが必要です。高い建造物の場合、地上からスマホを向けても上部までは届かない(5m以上の高さは計測困難)ので、状況に応じて足場に上がるか他手段を検討しましょう。スマホ測量は小規模~中規模の計測に適している一方、広大な現場全域の3D計測には不向きな場合がある点を理解しておきましょう。
• 点群密度・精細さ: スマホのLiDARで得られる点群は、専用の3Dレーザースキャナー等に比べると点の密度がやや低めです。そのため、小さな隙間やエッジの表現力は専用機に劣る場合があります。例えば手すりの細いパイプやコンクリートブロックの角など、シャープな形状は点が粗くなりがちです。必要に応じて、スマホで荒取りした後に重要部分だけ高精度機器で補完するといった使い分けも検討すると良いでしょう。また、写真測量と比較するとテクスチャ(色)情報の解像度も限定的なので、点群を見やすくするには後処理で写真を合成する手間がかかることがあります。
• GNSS受信環境: RTK-GNSSは衛星信号が命綱です。上空が開けていない場所(山間部の谷間、森林の中、トンネル坑内や地下など)ではFix解を得られなかったり測位が不安定になります。森林などでは多少精度が落ちてもFix維持できる場合もありますが、トンネル内や室内では基本的にGNSSが受信できません 。そのような場所で絶対座標付き点群を得るには、あらかじめ付近で既知点を測っておき、点群同士を後で合成するなど工夫が必要です。また補正情報のインターネット受信も圏外では不可能なので、山奥の現場ではみちびきのCLASや簡易基地局の設置を検討してください。
• 測位精度の管理: スマホ測量は簡単とはいえ、常にベストな精度が保証されるわけではありません。GNSS受信機の状態(衛星の捕捉数やジオメトリ)や補正情報の品質によっては、一時的に精度が落ちることもあります。アプリ上で精度指標(推定誤差など)を確認しながら計測しましょう。また重要な測量では既知の基準点にスマホを置いて誤差を確認する検証作業も推奨されます。鉛直精度は水平よりも誤差が出やすいため(一般にRTKは高さ方向誤差が大きい)、高さ計測では特に念入りにチェックすると安心です。とはいえ、LRTKのように平均化測位機能で8mm精度まで高められた例も報告されており、適切に使えば従来機器に匹敵する精度を十分期待できます。
• データ容量・処理: 便利な点群データですが、ファイルサイズが大きくなりがちです。長時間スキャンすれば数千万点にも及び、スマホのストレージを圧迫することがあります。必要な範囲を絞ってスキャンする、一度に記録する 時間を区切る、といった工夫で適切なデータ量に抑えましょう。またクラウドへのアップロードにも時間がかかる場合があります。現場の通信状況によっては事務所に戻ってからWi-Fiでアップロードするなど計画します。点群処理は計算負荷も高いため、スマホやPCがフリーズしないよう、場合によっては領域ごとにデータを分割して扱うことも検討してください。
• アプリの習熟: スマホ測量は直感的に操作できる設計とはいえ、最初は勝手が分からないものです。測量手法の基本理解(座標系や精度概念)も必要ですし、アプリ毎のUIに慣れる時間も見ておきましょう。幸い難しい設定は不要で、誰でも直感的に使えるよう工夫されています。現場導入前に十分練習し、社内で操作研修を行うなどしておくと、本番で戸惑わずに済みます。メーカーや提供元によるサポート体制(問い合わせ窓口、講習動画など)が充実しているかも選定時にチェックすると安心です。
• 適材適所の使い分け: 「スマホがあれば何でもOK」というわけではなく、適切な場面で使うことが大切です。逆に言えば、不得意な状況では無理に使わず他の測量法を採用する柔軟さも必要です。例えば数kmに及ぶ道路線形の測量には移動しながらのスマホスキャンは現実的ではないので、車載型MMSやドローン測量が適しています。ミリ単位の精度管理が必要な構造物の据え付けには、トータルステーション+プリズムによる精密測定が欠かせないでしょう。スマホ測量は「高精度な詳細さ」と「広範囲の網羅性」の中間を埋める存在です。現場の規模・精度要件・予算に応じて、従来手法と併用しながら最適な測量手段を選定することが重要です。
以上のメリット・注意点を踏まえれば、スマホ点群測量をより効果的かつ安心して活用できるでしょう。では最後に、実際の活用事例と、今後の現場管理がどう変わっていくかについて展望します。
点群データの活用事例とこれからの現場管理
スマホ点群測量の活用事例
スマホで取得した点群データは、現場で多彩に活用できます。その一部を具体的に紹介します。
• 土工事の出来高管理・数量管理: 工事現場では日々地形が変化しますが、点群データを定期的に取得しておけば、3Dで正確に土量や形状の変化を把握できます。たとえば週ごとに掘削現場をスキャンしておき、前回の点群と今回の点群を比較すれば、1週間でどれだけ掘削・盛土が進んだか数量的に算出できます。これにより出来高報告の精度が上がり、土量超過や不足にも早期に対処できます。従来は人力で測量していた工程を自動化・高頻度化できるため、現場全体の生産性向上に寄与します。
• 出来形検査・品質確認: 前述の通り、完成形状を点群化して設計と比較する方法は品質確保に有効です。スマホで手軽にできるようになったことで、正式な出来形検査以外でも随時確認が可能になります。コンクリート打設前後で形状を比べたり、施工途中で断面を切って設計断面と合致しているかチェックしたりと、随所で自主検査が実施できます。AR機能を用いれば、現場でタブレットをかざしながら「設計線から出っ張っていないか」「所定の勾配が確保できているか」直感的に確認でき、手戻り防止に威力を発揮します。
• 構造物の維持管理(インフラ点検): スマホ点群測量は新設工事だけでなく、既存構造物の点検・維持管理にも役立ちます。先ほど触れた橋梁点検の例では、一人の技 術者が橋桁下面の劣化状況を点群+写真で詳細に記録し、紙の記録では難しい「空間的な劣化マップ」を作成できました。同様にトンネルやダム、道路の法面などの点検でも、損傷部の立体位置や範囲を正確に記録できます。点群データ同士を時系列で比較すれば、変状の進行具合(例: クラックの拡大や沈下の有無)も把握できます。維持管理分野でスマホ測量を導入すれば、点検の効率化とデータの高度化が期待できます。
• 施工の進捗共有: 大規模プロジェクトでは現場の進捗を関係者で共有することが重要です。点群データは現場の実況をありのままに伝える手段としても優秀です。例えば基礎工事→躯体工事→仕上工事といった各段階でスマホスキャンしておき、クラウドにアップすれば、本社や施主も含めた関係者が3Dで進捗を閲覧できます。写真や文章では伝わりにくい空間的な情報も、点群なら直感的です。最近では施工者同士がスマホ点群を使って「今日はここまで出来ました!」と進捗報告しあうケースも出てきており、現場全員がデータを共有して施工を進める「全員測量・全員共有」のスタイルが生まれつつあります。
• その他の応用: アイデア次第で活用範囲はさらに広がります。例えば、ス マホ点群データと重機の3Dマシンガイダンスを組み合わせ、現場監督がスマホで取得した最新地形データを重機オペレーターにリアルタイム提供する、といった使い方も考えられます。また、出来形管理においては点群データから自動で断面図や比較レポートを生成するツールも登場しています。将来的にはスマホで点群を取るとAIが自動で検査チェックを行う、といったことも十分あり得るでしょう。
今後の現場管理との関係性
スマホ点群測量の普及は、現場管理の在り方を大きく変えていく可能性があります。以下に、今後期待される変化をまとめます。
• 誰もが測量データを扱う時代へ: 従来、測量データは測量士や専門技術者だけのものというイメージがありました。しかしスマホの登場で、現場監督や職人さんでも手軽に3Dデータを取得・活用できるようになります。これは「測量の民主化」とも言える変化です。実際、LRTK Phoneのようなデバイスは価格も手頃で現場の作業者一人ひとりが1台ずつ持つことも現実的とされています。そう なれば現場で起きていることを即座にデータ化し、共有・議論して意思決定するというスタイルが定着するでしょう。現場代理人も職長も職人も、共通の3D情報を見ながら協議できれば認識のズレが減り、チーム全体の生産性が上がります。
• リアルタイムな品質・進捗管理: 点群データの即時共有により、品質管理や進捗管理がリアルタイム化します。例えばコンクリート打設直前に鉄筋の配置をスキャン→即クラウド共有すれば、設計者や検査担当も遠隔で配置状況を確認できます。毎日の作業終了時にその日の施工箇所をスキャンして蓄積しておけば、日誌を書く代わりに点群で進捗記録が残せます。これはいわば「3次元の施工日報」です。点群日報を時系列につなげればデジタルな施工モデルが出来上がり、出来高管理・出来形検査・報告書作成まで連動して効率化できる未来も考えられます。
• ARによる直観的な現場確認: 点群技術と合わせて注目されるのがAR(拡張現実)の活用です。スマホやタブレットの画面に設計モデルや基準線を重ね表示し、現場での位置出しや検査に使う取り組みがすでに始まっています。例えばLRTKでは、取得した高精度点群上に設計データを投影し、杭の位置合わせ作業(墨出し )に活用しています。ARによって設計と現場を照らし合わせる作業は飛躍的に効率化し、人力による手間やミスを大幅に減らせます。将来はスマートグラス等を用いて、常に作業者の視界に必要なガイド情報が映し出されるようになるかもしれません。
• データに基づく出来形保証: 国土交通省が推進する*i-Construction*では、ICTを活用した出来形管理手法が推奨されています。点群データを用いた出来形管理要領も整備されつつあり、今後は点群による出来形検査が一般化していくでしょう。スマホで取得した点群が公式な出来形検査のエビデンスとして認められれば、従来の丁張りや水準測量に代わって3D計測で品質保証を行う場面が増えると考えられます。実際、Pix4D社のスマホ点群ソリューションがNETISに登録され工事成績加点の対象となるなど、スマホ点群は公的にも評価が高まりつつあります。これからの現場監督は、点群データを扱えることが一つのスキルセットになるかもしれません。
• 施工の自動化・次世代化への布石: スマホで簡単に高精度データを取得できることは、施工の自動化にもつながる基盤技術です。重機オペレーションの自動化やロボット施工には周辺環境の3D情報が欠かせませんが、スマホ点群で適宜現況モデルを更新すれば、機械側も最新状況に合わせて動的に制御できます。また出来上がった点群モデルは完成後の維持管理システム(デジタルツイン)に引き継がれ、ライフサイクル全体でデータが活用されます。こうした「測って→使う」サイクルを回す上で、スマホ点群測量の手軽さは現場DXの起爆剤となるでしょう。
このように、スマホと点群測量がもたらす影響は単なる効率化に留まらず、現場管理の質的転換につながる可能性を秘めています。今後ますます技術が進歩し普及が進めば、「図面や写真を見る現場」から「点群データを見る現場」へ、ひいては「誰もがその場で測れる現場」へとシフトしていくでしょう。
おわりに:スマホ点群測量を支えるLRTKの活用
ここまで、スマホとアプリだけで始められる点群測量の魅力を紹介してきました。最後に、その具体例として登場したLRTKというソリューションについて少し触れたいと思います。
LRTKは東京工業大学発ベンチャーのレフィクシア株式会社が開発した製品群で、スマホや専用LiDAR機器とRTK-GNSSを組み合わせて誰でも簡単に高精度測量を行えることを目指したものです。中でも LRTK Phone は、iPhone/iPad一体型で使えるポケットサイズのRTK受信機(重さ約125g・厚さ13mm)で、スマホ背面に装着してネットワーク型RTK補正を受けながらセンチメートル級の測位を実現します。専用アプリ「LRTK」を使って端末と接続すれば、スマホがそのまま高精度な万能測量機に早変わりします。測位(ポイント測量)、3D点群計測、墨出し(位置出し)、さらにはARによるシミュレーションまで1台でこなせて、取得データはクラウド上で即座に共有可能です。従来は別々の機器が必要だった機能をオールインワンで実現しつつ、価格も従来機器に比べてリーズナブルに設定されており「1人1台」の配備も現実的なソリューションとなっています。
中でもLRTK Phone最大の特長は、スマホ内蔵のLiDARスキャナー機能とRTK測位を連携させて高精度座標付きの点群スキャンを可能にした点です。iPhone/iPadのLiDARは手軽に3D点群を計測できる反面、通常は前述したようにGPS精度が低くスキャン中に位置誤差が蓄積して地形が歪んでしまう課題がありました。しかしLRTK PhoneではRTKによって現在位置を常時cm精度で把握できるため、取得する全ての点群に正確なグローバル座標を付与できます。さらに、歩行しながらのスキャンでも点群が歪まないようリアルタイムに補正されるため、長時間・広範囲のスキャンでも精度を維持できるのです。難しい操作は一切不要で、現場作業者が誰でも直感的に使える設計となっている点もうれしいところです。
実際、LRTK Phoneとスマホさえあれば、ポケットから取り出してその場で簡単に点群スキャンを実施し、スキャン後すぐに任意の2点間距離や面積・体積を測定することも可能です。例えば先ほど例に挙げた盛土の断面形状確認や掘削量の即時計算といったことも、重い機材やパソコンを持ち込まずにスマホだけで実現してしまいます。まさに本記事で述べてきた「スマホとアプリだけで“測れる現場”」を体現するソリューションと言えるでしょう。
初めて点群測量に挑戦する方にとって、LRTKのような使いやすい製品の登場は心強い味方です。専用機器だと尻込みしていた現場の方でも、普段使い慣れたスマホが相棒なら抵抗感も少ないでしょう。最先端のRTK・LiDAR技術がギュッと詰まった小さなデバイスをスマホに付けるだけで、自分の手で現場の3Dデータを自在に扱えるようになる――そんな体験は、現場管理の新たなステージを切り開くはずです。
◆まとめ◆ 点群測量はもはや特別な人だけのものではありません。スマホと小型RTKデバイス、そして使い勝手の良いアプリの組み合わせによって、誰でも直感的に現場の3D計測ができる時代が来ています。出来形管理や土量計算、施工記録の作成まで、一貫してスマホでこなせるため、これからの土木現場のスタンダードになっていくでしょう。ぜひ皆さんもスマホ点群測量にチャレンジして、「測れる現場」を実現し、現場の生産性向上につなげてください。現場の未来は、あなたのスマホの中にあります!
LRTKで現場の測量精度・作業効率を飛躍的に向上
LRTKシリーズは、建設・土木・測量分野における高精度なGNSS測位を実現し、作業時間短縮や生産性の大幅な向上を可能にします。国土交通省が推進するi-Constructionにも対応しており、建設業界のデジタル化促進に最適なソリューションです。
LRTKの詳細については、下記のリンクよりご覧ください。
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