prono-Construction

prono-Construction は、iPad の LiDAR機能により3D点群を取得することができます。

prono-Constructionアイコン

 prono-Construction は、昨年リリースした pronoPointsScan をベースに建設業向けに開発されたアプリです。
取得した点群にはカメラ画像の⾊情報も付加されます。この点群データは、その場でプレビュー表⽰、計測ができます。さらにXYZRGB形式のテキストファイルへ出⼒出来るので、i-Construction※に対応した3D点群処理システムに取り込むことが出来ます。



開発の背景や経緯

点群計測を行うためには、従来は数百万〜一千万円の価格帯のスキャナを用いる必要がありましたが、近年はLiDARなどの技術を採用した比較的安価なスキャナが普及し広く利用されるようになってきました。特に、昨春に発売されたApple社のiPad ProにもLiDARが搭載され、3次元スキャンの敷居が一気に下がりました。
昨年プロノハーツ社は、3DアプリpronoPoinsScanをリリースいたしました。
その反響は、大きく個人ユースだけでなく、ビジネスとしても活用して頂いています。特に建設業からの反響は大きく、i-Constructionへの展開に使えないかという声がありました。そこで、今回このような動向の中、建設業向け点群計測アプリprono-Construction をリリースすることになりました。

機能・特徴

1)小中規模点群スキャン機能

アプリを起動後、iPad Proをスキャンしたい対象にかざしてスキャンボタンを押すことで、実物の画像に重ねてスキャン結果の点群が表示されます(図1)。ボタンを1回押すごとに、そのときに見えている範囲の点群が取得されます。位置を変えて繰り返しボタンを押すたびに、点群が重なって取得されていきます。位置を変えることにより10m~100mのエリアを計測することが可能です。

pron-Constructionビューワ画像

2)点群ビューワ

スキャン途中の点群のみを表示し確認することができます(図2)。

3)間引き機能

ノイズと判断される点群を自動で除去し、必要な点群のみを取得することができます。

4)点群データの保存と読み込み

取得された点群データはiPad内に保存することができます。そこからiCloudなどを経由で他のPCなどの環境へコピーし、i-Construction※に対応した3D点群処理システムに取り込むことが出来ます。

保存イメージ

5)低価格

サブスクリプション契約となります。月額 1,650円から利用できます。まずは、活用してから判断することが可能です。また、低価格なのでソフトの維持費に悩まされません。中小企業でも複数台利用することが可能です。

ライセンス・購入方法

App Storeから入手可能です。価格は、サブスクリプション形式で 
年間ライセンス 19,800円  /   月額ライセンス 2,500円となります。

動作環境

iPad Pro (第4世代) 12.9インチディスプレイまたはiPad Pro (第2世代) 11インチディスプレイ以降のLiDAR搭載iPad Pro

商標について

Apple、iPad Proは、米国および他の国々で登録されたApple Inc.の商標です。App Store、iCloudは、Apple Inc.のサービスマークです。
i-Constructionは、国土技術政策総合研究所の登録商標です。
SiTE-Scopeは、(株)建設システムの登録商標です。

事例

(一社)袋井建設業協会 (株)榑林組

「エンドユーザーに満足されるため、常に創意工夫をする」をモットーとする(株)榑林組。
prono-Constructionの活用事例を榑林社長へ。榑林社長は(一社)袋井建設業協会理事且つ、技術委員会委員長でもあり、社内のDX化への取り組みを積極的に行っています。

点群計測、レーザースキャナー等に興味はなかったのですか?

興味は、ありました。様々なメーカーが営業に来たのですが、どれも1,000万円を超える価格でした。中小企業がそんな高価な機材を買えるわけがないとメーカーには、ずっと言ってきたのですけどね…。
せめて…、100万円くらいなら……と思っていました。

prono-Constructionとの出会いは?

たまたま知人が紹介をしてくれました。iPadを使ってどの程度計測できるか? 半信半疑で使ってみました。びっくりしました。業務で使えると直感的に分かりました。

prono-Constructionの操作性は、どうでしたか?

私でも簡単に使えました。教育は、ほとんど無しで使えます。いつでも、だれでも、どこでも使えるのがこのアプリの素敵なところだと思います。

prono-Constructionは、どんな場所で活躍していますか?

スキャナを持っていない私たちは、測量会社へ点群計測をお願いしています。ただ、40~50m位までの点群計測であれば、このアプリで十分対応することが出来ます。
現在(株)建設システムの点群処理ソフトSiTE-Scopeを活用しています。スキャンした結果をこのシステムへ取り込んで、土量計算、断面図等を作成しています。今は、PCソフトを活用していますが、これからprono-Construction内で横断図、ヘルマート変換機能が利用できるようになるのがとても楽しみです。

(株)榑林組
郵便番号 〒437-1306
住所   掛川市洋望台16-2
電話番号 0537-48-3411
代表取締役 榑林眞悟
設立日  創業昭和23年
会社設立 昭和46年
http://www.kurebayashi.co.jp/
一般社団法人 静岡県建設業協会会員

prono-Construction新機能操作仕様書

1 ヘルマート変換
1.1. 基準点の公共座標(平面直角座標)データ

図1のような基準点の公共座標データを用意します。

図 1:公共座標サンプルデータ

1.2. 点群データの取得
基準点の公共座標データを含む現場をスキャンします。その際、基準点には図2のようなマークを配置すると、スキャンデータ上で基準点の位置を確認しやすくなります。

図 2:基準点マーク

1.3. ヘルマート変換モードへの移行
3Dビューワ画面右部の[ヘルマート変換]ボタンを選択します。画面下部にヘルマート変換機能のダイアログが表示されます(図3)。

図 3:ヘルマート変換モード

1.4. ヘルマート変換点の指定と公共座標入力
ヘルマート変換の実行には、基準点を2つ以上3つまで指定し、それぞれに公共座標を入力する必要があります。まずは、1つの基準点について公共座標を入力する方法を説明します。
基準点をヘルマート変換点として指定するため、基準点付近に表示を移動して点群データを拡大表示します。基準点の中心をタップすると、ヘルマート変換点が設定されます。ヘルマート変換点を設定すると、ダイアログ上に「1」のラジオボタンが表示され、[現在の座標]と[変換後の座標]には共に点群データ取得時のアプリのローカル座標系での座標値が表示されます(図4)。

図 4:ヘルマート変換点の設定

[変換後の座標]の各XYZ座標に公共座標値を入力します(図5)。

図 5:公共座標の入力

同様に他の基準点についても、点群データ上での位置指定と公共座標の入力を行います。2つめ、3つめの基準点を指定すると、ダイアログ上にそれぞれ「2」「3」のラジオボタンが表示されます。もし、一度指定した基準点を削除したい場合は、[最後の点を削除]ボタンを押すことによって最後に指定した点のみを削除することができます。

1.5. ヘルマート変換実行
ダイアログの[変換実行]ボタンを押すと、ヘルマート変換計算が実行されます。点群データ全体の座標値が変換され、[現在の座標]には変換計算後の座標値が表示されます。[元に戻す]ボタンを押すことによって、元のローカル座標系での座標値に戻すことができます。

図 6:ヘルマート変換結果

点群データスキャン時の誤差と、点群上での基準点の指示誤差などの理由により、[現在の座標]に表示される結果は、入力指示した[変換後の座標]とは誤差が生じます。
X,Y座標値については、各点の誤差の合計が最小になるような座標値に移動・回転変換されます。Z座標値については、各点の「変換後のZ座標−変換前のZ座標」の平均値を各点の現在Z座標に加えてZ方向に平行移動されます。

2 土量計算
2.1. 土量計算モードへ移行
3Dビューワ画面右部の[土量計算]ボタンを選択します。点群データ全体を青い半透明の直方体で囲まれます。画面下部に土量計算機能のダイアログが表示されます(図7)。

図 7:土量計算モード

2.2. 土量計算範囲設定
点群データ全体を囲んでいる直方体の8つの角に黄色の球体があります。これをドラッグすると直方体の角が移動し、直方体が変形します。そのようにして、土量を求めたい範囲を設定します。

図 8:土量計算範囲設定

土量計算範囲設定球体の移動について:
球体をドラッグするとき、画面の左右方向への移動量が上下方向より多い場合は球体がXY方向へ移動します。逆に上下方向の移動量が多い場合はZ方向へ移動します。
XY方向の移動量は、上面と底面とで連動します。Z方向の移動量は、上面の4点または底面の4点で連動します。
上面の4点、底面の4点はそれぞれ同一の高さでXY方向には自由に移動させることができますが、XY平面で(真上から)みて凹形の四辺形にはならないよう、移動範囲が制限されます。


2.3. 土量計算実行
土量計算ダイアログの[計算]ボタンを押すと、土量計算が実行されます。計算が終了すると、計算範囲内の点群に重なるように、一定グリッド間隔の細かな立方体が表示されます。土量計算ダイアログに、そのグリッド間隔と土量計算結果が表示されます。グリッド間隔は点群データ全体の体積から自動で設定されるため変更できません。

図 9:土量計算実行

3 横断図作成
3.1. 横断図作成モードへ移行

3Dビューワ画面右部の[横断図]ボタンを選択します。ボタンの左に作成した横断図を出力するためのボタンが表示されます(図10)。

図 10:横断図作成

3.2. 横断図作成
図10のように、横断図を作成したい断面の範囲を2点で指定します。その間を切断したポリラインが表示されます。

3.3. 横断図出力
[横断図]ボタンの横の[出力]ボタンを押すと、ポリラインの点列をファイルへ出力することができます(図11)。[出力設定]ダイアログの[出力]ボタンを押すと、右のようなiOSのファイル共有ダイアログが表示されますので、この機能によってファイルを外部デバイスやクラウドストレージなどへ送信することができます。
ファイルへ出力されるデータには、横断図の折れ線の各点についてのXYZ座標が記述されています(図12)

図 11:横断図出力
図 12:横断図ファイルの内容