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【i-Construction準拠】ドローンによる三次元レーザー測量

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【i-Construction準拠】ドローンによる三次元レーザー測量
<目次>
1. はじめに
2. 検証方法
3. 結論




1. はじめに

 国交省が推進している建設業界の⽣産性向上のための取り組みとして、「i-Construction(アイ・コンストラクション)」があります。その取り組みの⼀環として⼟⽊建設のプロセスにICTの導⼊をしようとする動きがあり、測量⽤ドローンや⾃動制御の建設機械などの導⼊が奨励されています。
 UAV(ドローンなど)を使⽤した3次元測量は、従来の⼈⼒での測量と⽐較して⼤幅な時間と書類の削減が⾒込まれるため、⽣産性向上のためのキーピースとなっています。この3次元測量に使⽤されるセンサーとしてLiDARがありますが、i-Constructionで定められる規格に準拠できているのかどうか、は導⼊するセンサーのスペックを決定するうえで重要な判断基準となってきています。
 この記事では、GEO-INFO社が開発した⾼精度3DモデリングLiDARソリューションである「GLQ_Plus」がi-Constructionの要求仕様を満たせているのかを検証してみました。


2. 検証方法

 GLQ_Plusは、LiDARセンサー/IMU・GPS/⾼解像度カメラを搭載した計測⽤⼩型システムで、LiDARセンサーはQuanergy社のM8-Ultraを使⽤しています。M8は8本のビームを360°回転しながら射出するLiDARセンサーで、1秒間に⽣成されるポイント数は420,000ポイントになります。
 今回の検証では、下記の条件でGLQ_Plusをドローンに搭載して地上をスキャンした場合に、i-Constructionの要求仕様に⼗分なデータを作成出来得るのか、という観点で考察しました︓

① ⾼度50m ・速度5m/secで⾶⾏した場合
② ⾼度50m ・速度10m/secで⾶⾏した場合
③ ⾼度100m ・速度5m/secで⾶⾏した場合

 まず、「i-Constructionの要求仕様」ですが、こちらは国⼟交通省国⼟地理院が発⾏している「UAVを⽤いた公共測量マニュアル(案)」(http://www.gsi.go.jp/common/000186712.pdf)に記載があります。検証したのは、この資料の「第6章 点群編集」に規定されている必要な点群の密度についてです。こちらの規定によれば、i-Constructionに準拠した3Dマップを⽣成するには、
1㎡の区画に100ポイント以上の点群が必要とされることが記述されています。
 GLQ_Plusに搭載されたM8は、ドローンで地表を空撮する場合には下記の図のように進⾏⽅向に対して垂直⽅向にビームが回転しながら射出されます。



そのため、ビームの軌道はらせん状になり、地表⾯は下図のオレンジ⾊のライン上の点群によってスキャンされていきます。




3. 結論

⾶⾏⾼度・速度を条件として全8本分のビームによって1㎡の区画に射出されるポイント数を計算したところ、下記のようになりました︓

計算条件 1㎡区画上のポイント数合計
① ⾼度50m・速度5m/sec 262.94 pts
② ⾼度50m・速度10m/sec 131.46 pts
③ ⾼度100m・速度5m/sec 131.46 pts

どのケースでも100以上のポイント数が⽣成されることがわかりました。
上記の条件でGLQ_Plusを使⽤して3次元測量を⾏えば、i-Constructionに準拠した3Dマップデータを⽣成可能なようです。

GLQ_Plusの詳細はこちら: https://www.jepico.co.jp/products/search/product08/item_49
M8 LiDARの詳細はこちら: https://www.jepico.co.jp/products/search/product04/item_100

製品に関する問合せはこちら: https://www.jepico.co.jp/contact.html
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