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点群データをどう活用する?点群処理ソフトを比較してみた。

レーザースキャナやLiDARで取得した点群データを活用するには専用の処理ソフトを使う必要があります。この記事では点群データの処理ソフトを比較します。
 この記事を読むと以下の3つのことがわかります。
(1)点群データとは
(2)処理ソフトの主な機能
(3)処理ソフトの比較

点群データとは

点群データは3次元の座標値 (x, y, z) と色の情報 (R, G, B) を持っています。点群データの取得方法は主にLiDAR、レーザースキャナ、ステレオカメラの3種類があります。それらを平面に固定したり、ドローンや車両に搭載したりすることでデータを取得します。
点群データを活用すれば、短時間での測量や現存する建築物の3DCADデータの作成、立ち入りが困難なエリアのデータの取得が可能になります。
 

処理ソフトの主な機能

処理ソフトに共通して搭載される機能を、順を追ってご紹介します。

・インポート
点群データの取得方法には多くの種類がある分、ファイルにもlas、txt、laz、 txt、pts、 xyzと非常に多くの種類があります。ソフトによっては扱えないファイル形式があったり、一度に読み込める容量が制限されていたりします。

・位置合わせ
基準点を置いて点群データを取得すればデータ間の相対的な位置関係を自動で認識してひとつひとつの点の3次元座標値を調整します。基準となるものを置かなくても対象物の形状から自動的に位置合わせを行うソフトもあります。

・ノイズ処理
複数のデータを重ねることで見えにくくなる部分や計測時に入り込んでしまった人影や車などの点群を自動認識して除去します。不要な点群を除去して穴が開いた部分の情報を補填する機能を持つソフトもあります。

・寸法計測
点群から認識した3Ⅾ形状から寸法の計測を行います。

・干渉チェック
CAD形式のデータを読み込み、点群データと3Dモデルの干渉チェックを行うことができます。CADのモデルを動かしながら壁や配管などとの干渉箇所を確認したり、指定した軌跡に沿ってCADデータが自動的に動くよう設定し、点群との干渉箇所の有無をチェックしたりします。

・モデリング/カラー化
点群データから3次元オブジェクトをモデリングします。こうすることでファイルサイズが小さくなり、用途に合わせて必要なデータだけを抽出することができます。ソフトによっては形状を自動認識します。

処理ソフトの比較

続いて、処理ソフトを比較していきます。

InfiPoints

InfiPointsは、3次元形状処理とデータ変換の技術をベースにさまざまなパッケージソフトウェアを企画・開発している独立系ベンチャー企業、エリジオンが提供するソフトウェアです。*1

InfiPoints は点群の読み込みから3Dモデルの書き出しまではもちろん、点群活用の機能まで搭載されています。非常に多くのデータ形式に対応しており、基本的にどんなスキャナーにも対応します。読み込む点群データの容量に制限はなく、大容量でもスムーズに表示します。

また、CADソフトを使い、点群データから3Dモデルの作成を手作業で行っていた頃に比べると、InfiPointsを使うことで、編集が容易になるうえ、高精度なものを作成できます。

InfiPointsには次の3つの特徴的な機能があります。
・CADデータとの比較
CADで設計した3Dモデルと、現況の設備を計測した点群データとの差異を自動で抽出します。計画モデルと工事結果の比較や経年変化のトラッキングなどの用途で活用することができます。
新しく導入する設備のレイアウトや干渉を確認するのにも便利です。

・InfiPoints Cloud
点群をクラウドで共有することができます。ライセンスや特別なアプリケーションのインストールをせずに、どのPCでもInfiPointsで加工した点群データを閲覧したり編集したりすることができます。これを利用することで、顧客とのコミュニケーションがスムーズになります。

・点群VR機能
ヘッドマウントディスプレイをかければ点群を立体的に閲覧することができます。顧客へのプレゼンテーションや社内での改善点の検討の際、相手方にHMDをかけてもらうことで現場についてより分かりやすい説明をすることができます。
VR機能のほかにも、フライスルー動画やオルソ画像を出力することができます。

SCENE

3Dレーザースキャナーを開発しているFAROの点群処理ソフトウェアです。FARO製3Dレーザースキャナー以外のレーザースキャナーでも使用可能です。
直感的なマウス操作で、データ結合処理やウォークスルーのような閲覧ができます。作成した3Ⅾモデルは好きな位置で断面のオルソ画像を作成することができ、平面図、断面図、立面図を簡単に作ることができます。
FARO製のレーザースキャナーを併用すれば、写真と3Dモデルを組み合わせることができ、より鮮明で正確な3Dモデルを活用できます。*2
他にもバーチャルリアリティービューと呼ばれる機能を使って、VR環境でデータを評価することができます。SCENE WebShare Softwareというクラウドサービスを使えばタブレット、PCで簡単にデータ共有をすることができます。

BuildIT Constructionというソフトを併用すれば、点群データとCADデータを比較して実物の状況を視覚的・数量的に把握したり、製造業では出来形管理・品質保証をしたりすることができます。建設現場のコンクリート舗装の平面度検査をカラーチャートで見やすくします。

Leica Cyclone 3DR

Leica Cyclone 3DR は測量機器、測定機器のメーカーであるライカジオシステムズが販売しているソフトウェアです。
Leica Cyclone 3DRはCyclone製品ファミリーの一つです。*3
現場でデータを収集する Cyclone FIELD 360や、取得した点群データを合成するCyclone REGISTER 360と連携します。

ほとんどの操作を直観的かつ容易に行うことができ、 よく行うタスクを自動化します。効率的な点群処理を実現し、遅延することなく実用的な情報を顧客に提供できるという利便性を持ったソフトです。
自動特徴抽出や幾何学的情報抽出、等高線作成などの機能も含まれます。

幅広く、柔軟な解析ツールとメッシュ作成機能を搭載しています。そのため、動画やウェブ上で自由に配信できる小さな3Dデータ形式など、幅広い用途に合わせた成果物を生成することができます。
自社のレーザースキャナーやソフトとの連携、タスクの自動化や容易な操作、建築・土木分野のみならず、様々な分野で活躍する3Dモデルの作成などが強みです。

TREND-POINT

土木分野に特化したソフトです。現況地物の把握、土量の計算、等高線の作成、
点群データから掘削した盛り土の体積や縦横断面を正確に算出したり、点群データを処理して道路線形や法面形状を3DCADデータ化したりします。
国土交通省のi-Construction出来形管理要領対応のオプションを導入すれば、出来形点群と設計の差異が規格値にどの程度収まっているかをヒートマップで表現したり、帳票の出力したりすることが可能になります。*4

まとめ

今回紹介しきれなかった処理ソフトはまだまだあります。必要な機能やレーザースキャナーとの相性、出力したいデータからどの処理ソフトがベストなのか検討するのをおすすめします。

 

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*1 Elysium「InfiPoints」
https://www.elysium-global.com/ja/product/infipoints/

*2 FARO「SCENE Software」
https://www.faro.com/ja-JP/Products/Software/SCENE-Software

*3 Leica Geosystems「Leica Cyclone 3DR」
https://shop.leica-geosystems.com/jp/ja-JP/leica-blk/software/leica-cyclone-3dr/buy

*4 福井コンピュータ「TREND-POINT」
https://const.fukuicompu.co.jp/products/trendpoint/index.html

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