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概要
- 以下のような要領をもとに、建築・土木の分野で点群・3Dデータの活用が始まっています。
- 近年、LiDARやフォトグラメトリなどの技術を用いたデバイスやアプリが多くリリースされており、以前より簡単に点群データが取得できるようになりました。
- ただし、点群を取った後、そのデータをうまく活用する方法に苦労している方も多いと思います。
- 本記事では、点群データを活用する方法をご紹介いたします。
目次
3Dデータを表現する方法
3Dデータを表現する方法としては、以下があります。
3Dデータを表現する方法
| データ形式 | 特徴 | メリット | デメリット |
|---|---|---|---|
| 点群 | 点の集まり |
測定機器で取った生のデータである | ノイズなども多く、用途によってはそのままのデータとして使うのが難しい時がある。 解像度や領域の大きさによっては、容量が大きくなりやすい。 |
| メッシュ | 点同士のつながりの情報をもつ | 表面など形状を把握しやすい | 形状変更などを直接行うことは難しい。 |
| 3Dモデル（ソリッド / サーフェスモデル） | パラメトリックモデル | 単純な形状の組み合わせで表現できる 形状の表面が明確にわかる 形状同士の距離などが計算しやすい 直接形状の変更が可能 |
ソフトウェア間でデータをやり取りするには、CADなどに出力が必要な場合がある |
| 3DCAD（BIM） | 設計図面 | 市販のBIMソフトウェアなどを用いて、形状の変更が可能。 属性情報などを付与できる |
BIMソフトウェアに応じてフォーマットなどが異なることもある。 （どのソフトウェアでも読み込むには、IFCなどの標準フォーマットが必要 ） |
点群
- 点の集まりで3Dを表現する方法です。
- 測定機器で取った生のデータとして、よく使われています。
- ただし、ノイズなども多く、用途によってはそのままのデータとして使うのが難しい時があります。
- また、解像度や領域の大きさによっては、容量が大きくなることもあります。
画像：ダブル配筋の点群を可視化した例
メッシュ
- 点群の情報に加えて、点同士のつながりの情報をもちます。
- 点同士のつながりをメッシュとして表現することで、表面などの形状を把握しやすくなります。
- ただし、パラメトリックに形状変更などを直接行うことは難しいです。
3Dモデル（ソリッド / サーフェスモデル）
- パラメトリックモデルとして表現します。
- 以下のようなメリットがあります。
- 単純な形状の組み合わせで表現できる
- 形状の表面が明確にわかる
- 形状同士の距離などが計算しやすい
- 直接形状の変更が可能
- ただし、ソフトウェア間でデータをやり取りするには、CADなどに出力が必要な場合が出てきます。
画像：3D配筋検査システムModelyで作成した配筋と型枠の3Dモデルの例。
3DCAD（BIM）
- 3DCADデータとして、市販のBIMソフトウェアなどを用いて、形状の変更が可能です。
- また、属性情報などを付与することができます。
- BIMソフトウェアに応じてフォーマットなどが異なることもあります。
- どのソフトウェアでも読み込むには、IFCなどの標準フォーマットが必要です。
点群データの活用事例
配筋検査での点群データの活用事例
配筋検査における課題
- 配筋検査では、『デジタルデータ活用した鉄筋出来形計測の実施要領（案）令和５年７月』が作成され、i-Construction 2.0にも配筋検査のデジタル化に触れられるなどデジタルツールを用いた配筋検査の活用が進んでいます。
- その一環で、配筋検査に点群データを活用する事例が増えてきています。
- 従来まで活用されていた写真による配筋検査システムでは、作業環境の影響や複雑な鉄筋（フープ筋やダブル配筋等）への対応が難しく、適用が限定的でした。
3D配筋検査システムModelyの活用による解決
-
弊社の点群データを利用した３D配筋検査システムModelyではそのような課題が解決されます。 詳しくは、以下を参照ください。
-
Modelyでは、主に以下のことを行うことができます。
- 取得した点群データをもとに鉄筋や型枠の3Dモデルの生成
- 帳票の作成
- 生成した3Dモデルをもとに鉄筋間隔やかぶり厚などを自動的に測定し、設計値と実測値の比較・合否判定が可能
- 3DモデルのIFCファイル出力
- Modelyの機能の詳細は、以下をご参照ください。
3D配筋検査システムModelyの活用事例
- Modelyを用いた実現場での活用事例は、以下をご参照ください。
- 導入事例（大鉄工業株式会社＆西日本旅客鉄道株式会社）
新駅の新設工事にてModelyを活用！写真管理の省略と帳票作成の効率化で約7割の省力化を実現！ - 導入事例（株式会社横河ブリッジ）
床版工で60%以上の省力化を実現！10点満点の配筋検査システム！ - 導入事例（古郡建設株式会社）
3D配筋検査システムModelyによる配筋検査の省力化と将来的な維持管理への期待
- 導入事例（大鉄工業株式会社＆西日本旅客鉄道株式会社）
断面修復工の出来形・出来高検査での点群データの活用事例
断面修復工の出来形・出来高検査における課題
- 断面修復工では、多くの箇所ではつり工事が実施されます。
- その中で、出来形の計測などには非常に労力がかかっていました。
- また、維持修繕工事では設計変更が多く、帳票の作成が非常に負担となっていました。
断面修復工 3D出来形・出来高管理システム Hatsulyの活用による解決
- 断面修復工 3D出来形・出来高管理システム Hatsulyを用いることで、そのような課題が解決されます。
- Hatsulyでは、主に以下のことを行うことができます。
- はつり箇所の体積・面積計測
- L字型などの複雑な形状も可能。
- グリッドによる任意の箇所のはつり深さ計測
- 鉄筋のかぶり厚や（防錆材の量を見積もるための）鉄筋表面積の算出
- 帳票の作成
- 上記の計測値の出力と設計値の比較が可能
- 3DモデルのIFCファイル出力
- はつり箇所の体積・面積計測
-
Hatsulyの機能の詳細は、以下をご参照ください。
断面修復工 3D出来形・出来高管理システム Hatsulyの活用事例
- Hatsulyを用いた実現場での活用事例は、以下をご参照ください。
将来的な活用
- 弊社では、より様々な領域での点群活用の検討を進めています。
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まとめ
- 点群をはじめ、3Dデータを表現する方法の特徴、メリット、デメリットをまとめました。
- 点群データを用いた3Dモデルの活用事例の一つである配筋検査と断面修復工についてご紹介しました。
- 今後、配筋検査や断面修復工に伴う、周辺業務へ点群の活用を広げていき、3Dデータで建設業を変革していきます！
-
３D配筋検査システムModelyについて、詳しく知りたい方は以下をご参照ください。
3D配筋検査システムModely
お問い合わせ
参考文献
- デジタルデータを活用した鉄筋出来形計測の実施要領（案）令和５年７月, https://www.mlit.go.jp/tec/content/001619475.pdf
- ３次元計測技術を用いた 出来形管理の監督・検査要領 (土工(1,000m3 未満)・床堀工・小規模土工・法面整形工編)（案）令和５年３月, https://www.mlit.go.jp/tec/constplan/content/001618017.pdf
- ３次元計測技術を用いた出来形管理の監督・検査要領 （構造物工（橋脚・橋台）編）（案）令和５年３月, https://www.mlit.go.jp/tec/constplan/content/001618015.pdf
