ハンドヘルド型GNSS RTK SLAM 3Dレーザースキャナー「RS10」を用いた600カ所の都市交差点のマッピング

都市の交通管理がよりきめ細かくなるにつれ、複雑な交差点の対応が優先課題となっており、その計画を立てるチームには、すべての交差点に関する正確かつ最新の地形図が必要とされています。1つのプロジェクトで数百、場合によっては数千もの交差点を、厳しいスケジュールの中でカバーしなければならないこともあります。 中国のある大都市の中心部全域を対象とした地形測量プロジェクトにおいて、CHC Navigationのパートナー企業はCHCNAV RS10を使用して600カ所以上の交差点を計測し、スキャンデータから軽量な3Dモデルを構築、そのモデルをもとに必要な地図を作成しました。その結果、予定通りに作業を完了し、品質検査にも合格しました。

課題：数百もの小規模でアクセスが集中するサイト

交差点は、都市の中で最も測量が難しい場所の一つです。一つひとつは小さいものの、道路網の至る所に点在しており、そのそれぞれには、車線標示、信号機、標識、カメラ、マンホールの蓋、排水格子など、交通地図に必要な要素が数多く存在しています。
 

この種のプロジェクトにおいて、従来の選択肢にはそれぞれコストが伴っていました：
 

• トータルステーションやGNSS RTKローバーを用いた測量では、車道上で長時間にわたって作業を行う必要がありました。工期が延びるだけでなく、作業員は通り過ぎる車両や歩行者の危険にさらされることにもなりました。
   
• ドローン測量も非効率的でした。各交差点がカバーする範囲は狭く、測量地点が点在しているためです。飛行規制や視界を遮る街路樹がさらなる制約となり、作成された地図についても、現地確認や再描画が必要でした。
   

このプロジェクトでは、各交差点を迅速に測量し、作業員を交通の混乱から遠ざけ、現場に戻ることなく図面作成に利用できるほど詳細なデータを生成できる手法が求められた。

歩道から各交差点を撮影する

現地調査チームは、RS10をポールモードで使用しました。スキャナーを測量ポールに取り付けることで、通行人や車両よりも高い位置に設置でき、視界が確保され、収集データの完全性を維持するのに役立ちました。 オペレーターは交差点沿いの歩道を往復しましたが、その1回の通行だけで現場のデータをすべて取得できたため、誰も車道に足を踏み入れる必要はありませんでした。

RS10は、GNSS RTKとLiDAR、視覚SLAMを組み合わせたもので、製品ページでは絶対精度5cmと記載されています。点群測量は現場で地理参照されるため、チームは座標変換のために事前に基準点を設置する必要がなく、数百カ所にわたる調査において、時間と労力を大幅に節約することができました。

ある人が、10分から15分で交差点全体の様子を撮影しました。その中には、以下のものが含まれていました：
 

• 車線標示、緑地帯、街灯
   
• 信号機、交通標識、道路名標識、監視カメラ
   
• ごみ箱、通信キャビネット、マンホールの蓋、雨水排水口の格子

点群から軽量な3Dモデルへ

クライアントからは、中国測地座標系2000に基づく1:500の地形図が求められました。この地図には楕円体高が含まれており、所定の記号セットを用いて作成され、サンプル図面と完全に一致するレイヤー構造を持つものでなければなりませんでした。
 

チームはCHCNAV CoPreを使用してスキャンデータを処理した。座標系を設定し、データを選択した後、ワンクリックでの精細化処理とHPMモデリングにより、スキャンデータが自動的に処理され、要求された座標系にすでに参照されたOSGB形式の3Dモデルが生成された。
 

CoPreに搭載された最新の移動物体検出アルゴリズムが歩行者や車両を認識し、自動的に除外したため、作図前にモデルを手作業でクリーンアップする必要はありませんでした。

OSGBモデルは、元となった点群データに比べて約80％小型化されています。チームはこれらを、既存のCADマッピングソフトウェアに図面参照用として直接取り込んだため、高性能なコンピュータを購入する必要がなくなり、またスタッフが点群描画ソフトを一から習得するための時間やコストを節約することができました。

モデルから地形図を作成する

画面上に各交差点の詳細で高解像度の3Dモデルが表示されていたため、製図担当者はすべての交通標識、道路名標識、マンホールの蓋を直接特定してラベル付けすることができました。 これまでのプロジェクトでは、測量データから特定できない要素や属性が欠落していたため、何度も現場を再訪して図面を書き直す必要がありました。しかし今回は、地図作成に必要な情報がすでにモデル内に含まれていました。

結果：2か月で600カ所の交差点

このプロジェクトでは、RS10システム2台と、2人1組のチーム2組が投入されました。各チームは1日あたり10～13箇所の交差点を測量・作図し、2ヶ月間で合計600箇所以上の交差点を完了させ、そのすべてが品質検査に合格しました。
 

道路ネットワークのための反復可能なワークフロー

このプロジェクトを成功に導いたのは、単一の高速な測量現場ではなく、数百カ所にわたって通用した手法でした。歩道からの計測により作業員が交通に巻き込まれるのを防ぎ、地理参照されたスキャンデータによって制御点の設置工程が不要となり、軽量なモデルのおかげで製図担当者は点群ツールを習得する必要がなく、使い慣れたCADソフトウェアで作業を行うことができました。 小規模で混雑した都市部の現場を多数抱える測量チームにとって、この組み合わせにより、道路測量は安定的で予測可能な作業へと変わります。
 

この同じRS10とCoPreのワークフローは、ドローンの飛行が不可能な現場においても、1日で地形測量を行うことを可能にしました。プロジェクトの規模に空中測量に適している区間については、当社の空中LiDARが道路プロジェクトをどのように支援しているかをご覧いただき、当社の3Dモバイルマッピングソリューションの全ラインナップをご確認ください。

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CHC Navigationについて

CHC Navigation（CHCNAV）は、生産性と効率の向上を目的とした、高度なマッピング、ナビゲーション、測位ソリューションを開発しています。 地理空間、農業、機械制御、自律走行などの業界にサービスを提供するCHCNAVは、専門家の能力を高め、業界の発展を牽引する革新的な技術を提供しています。140カ国以上に拠点を展開し、2,200名以上の専門家からなるチームを擁するCHC Navigationは、地理空間業界をはじめとする幅広い分野において、リーダーとして認められています。 CHC Navigation [300627.SZ] に関する詳細については、https://geospatial.chcnav.com/about/overviewをご覧ください。