AlphaUni LiDAR : 3D スマートシティ

デジタル・ツインズ・プロジェクトの3Dモデル

10年以上前に登場して以来、デジタル・ツイン技術は、新しいスマート・シティの建設をサポートする複雑で包括的な技術システムへと発展してきた。また、スマート都市開発の継続的な革新のための先進的なモデルであり、「バーチャルとリアル」を組み合わせた世界の近代化の未来の形でもある。

デジタル・ツイン・シティの構築には、包括的で多次元、大規模、高解像度のデータセットを提供できる高度な地形ツールが活用される。バーチャル・モデルとして、デジタル・シティは、建物、都市インフラ、公共施設、企業、人や車の動きに関するレイヤー化されたデータを提供する。こうした情報を提供することで、デジタル・ツインはスマートシティの開発と近代化を可能にする。

地図や画像などの2D空間データを収集し表現する従来の方法ではもはや十分ではなく、3Dモデリングに移行するためには、従来の調査ツールを完全にアップグレードする必要がある。導き出された3Dモデルは、IoTやビッグデータから得られる社会的または経済的空間データと融合し、相関させる大きな能力を確かに持っている。今日、包括的な3D地理空間データを高精度かつ短時間で取得できる統合ソリューションに対する需要が非常に高まっている。

図1.AlphaUniによって取得されたデータ。

都市における3D点群のキャプチャ

典型的なデジタル都市プロジェクトを説明するために、CHCナビゲーションは中国上海の金山区で概念実証を行った。金山区の総面積は約600km2。この地域は、高層ビル、送電線、河川、植生など、豊かな地形特性と近代的な大都市の典型的な特徴を備えている。

単一プラットフォームのライダーシステムから3D地理空間データを取得すると、点群データに空白部分が残ることがあります。AlphaUni 900 Lidarソリューションは、マルチプラットフォーム機能を備え、ドローン、車、バックパック、ボートから簡単に完全なデータをキャプチャし、洗練された3D画像を作成することができます。AlphaUni 900 Lidarシステムは、実際の建物をシームレスに統合し、屋外マッピングを提供し、高精度3Dデータの収集方法を劇的に変えます。

都市環境における3Dレーザースキャンの課題を解決するには？

#1.汎用性の高いモバイルプラットフォームで地上型LiDARを使用

Alpha3Dは、刻々と変化する都市環境で3Dマスデータを取得するための高性能で車両に依存しないモバイルマッピングソリューションを地理空間専門家に提供します。どのような用途であれ、Alpha3Dモバイルマッピングシステムは、作業をより迅速かつ正確に行うことで、投資対効果を劇的に高めます。Alpha3Dは、高精度、長距離、超高速レーザースキャナー、高解像度HDRパノラマカメラ、先進のGNSSレシーバー、高精度IMUを、軽量、コンパクトでありながら堅牢なデザインに搭載しています。これらの特徴により、Alpha3Dは今日の市場で最も革新的なモバイルマッピングシステムのひとつとなっています。

図2.市内視察のため、Alpha Uni 900を搭載したAlpha 3D。

AlphaUni 900は、3Dデータ取得における長年の経験を持つCHCNAVによって設計・強化されたハイエンドのマルチプラットフォームLiDARシステムです。AlphaUni 900は、リーグル独自のWaveform-Lidarテクノロジーと高精度慣性ナビゲーションシステムを搭載した高精度長距離レーザースキャナーを完全に統合したシステムで、空中および地上で最高品質のデータを必要とする調査ミッションに対応します。ユニークなデザインにより、バックパックに搭載して狭い道路をスキャンすることも可能です。

図3.バックパックに搭載されたAlphaUni 900。

図4.Alpha Uniバックパックセットアップによる点群

#2.3Dスキャニングをエアボーンプラットフォームで拡張し、到達困難なエリアのデータを取得

シングルプラットフォームのLiDARシステムでデータを取得することの限界は、点群データにおいていくつかのエリアが空白になる可能性があることです。AlphaUni 900を空中ドローンに搭載することで、空中からの視点で完全なデータを取得することができます。

BB4 UAVは、それぞれの分野で業界をリードする2社の提携から生まれたハイエンドの無人航空機プラットフォームです。その科学的設計と高度に統合された生産技術は、効率的な地理空間計測技術の世界的メーカーであるCHCNAV社によるものであり、完全自動飛行制御システムは、商業用ドローン製造のパイオニアであるDJI社によるものである。

図5.BB4 UAVプラットフォームとAlpha Uni 900の組み合わせ。

図6.BB4 UAVプラットフォームとAlpha Uni 900は40分以上の飛行が可能。

図7.AlphaUniによって取得された空中プラットフォームのスキャンデータ。

#3.水上の河岸スキャンと水中の水深データを組み合わせて3Dモデリングを完成させる。

APACHE 6USVは、高解像度の3D水深測量と河岸のスキャンデータを同時に取得できる統合された革新的なソリューションです。NorbitマルチビームエコーサウンダーとAlphaUni 900を搭載したAPACHE6は、都市の河川、運河、港湾を1回のパスでスキャンし、高いデータの一貫性と大幅な時間の節約を実現します。

最大2.5m/sの安定した自動巡航速度を提供する高性能デュアルプロペラシステムを搭載したAPACHE6 USVは、作業効率を向上させ、最も要求の厳しい3D都市モデルプロジェクトの要件を一貫して満たす高解像度データを生成します。

図8.Apache6 USVとAlphaUniの組み合わせ。

図9.水路からのApache6 USV点群。

マルチプラットフォーム3D LiDAR測量精度

複数のプラットフォームからの点群データ統合後の最終データ精度：

すべてのデータは、CHCNAV Orbitパブリッシャーを使用して、インターネット上のクラウドサービスにまとめて公開することができます。

結論

プロジェクト期間中、CHCNAV AlphaUni 900は都市の建物をデータセットにシームレスに統合し、空中、陸上、水中の環境から洗練された3D画像と点群を提供した。得られた3Dモデルの広範なカバレッジは、社会、経済、インフラの空間データと統合し、相関させる高い能力を持つ。

CHCNAVのAlphaUni 900の高精度能力とクロスプラットフォーム設計は、スマートシティ開発に必要な3D地理空間データ取得の問題に革新的なソリューションを提供することに成功した。

AlphaUni 900 LiDARシステムは、マッピングの方法を革新します。

どのような用途であれ、CHCNAVのモバイルマッピング用ソリューションは、より迅速かつ正確に作業を完了させることにより、投資対効果を大幅に向上させることができます。

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CHCNAVについて

CHCナビゲーション（CHCNAV）は、革新的なGNSSナビゲーションと測位ソリューションを創造し、お客様の作業をより効率的にします。CHCNAVの製品とソリューションは、地理空間、建設、農業、海洋などの複数の業界をカバーしています。世界中に拠点を持ち、120カ国以上に販売代理店を持ち、1,500人以上の従業員を抱えるCHCナビゲーションは、今日、ジオマティクス技術において最も急成長している企業の1つとして認められています。