「ハンディ型の3Dスキャナーは測量に使えるのだろうか」「据え置き型の3Dレーザースキャナーと比べて、どの程度の精度があるのか知りたい」「広い現場を、できるだけ短時間かつ少人数で計測したい」このように考えている方も多いのではないでしょうか。ハンディ型3Dスキャナーは、機器を手に持って現場を歩くことで、建物や地形、構造物、設備などの形状を3次元の点群データとして取得できる計測機器です。三脚の設置や計測地点ごとの盛り替えを減らせるため、建設・土木・測量・設備管理など、さまざまな分野で活用されています。一方で、すべての測量業務をハンディ型3Dスキャナーだけで完結できるわけではありません。必要な精度や成果物によっては、トータルステーションやGNSS、地上型3Dレーザースキャナーなどと組み合わせる必要があります。本記事では、ハンディ型3Dスキャナーの仕組みや測量での活用方法、精度の考え方、据え置き型との違い、機種を選ぶ際のポイントを分かりやすく解説します。ハンディ型3Dスキャナーとはハンディ型3Dスキャナーとは、機器を手に持って移動しながら、周囲の形状を3次元データとして取得する計測機器です。建物や地形、設備などにレーザーを照射し、その反射から対象物までの距離を計測します。計測した多数の点にはX・Y・Zの座標情報が付与され、対象物の形状を表す「点群データ」が生成されます。多くのハンディ型3Dスキャナーには、LiDARとSLAMと呼ばれる技術が採用されています。ハンディ3Dスキャナーについて詳しくはこちらLiDARとはLiDARは「Light Detection and Ranging」の略称で、レーザー光を対象物に照射し、反射して戻ってくるまでの時間などから距離を計測する技術です。短時間で大量の点を取得できるため、地形や建物、構造物、設備などの形状を立体的に記録できます。SLAMとはSLAMは「Simultaneous Localization and Mapping」の略称で、日本語では「自己位置推定と地図作成の同時実行」などと表現されます。SLAMを搭載した3Dスキャナーは、周囲の形状を計測すると同時に、スキャナー自身がどこを移動しているのかを推定します。そのため、三脚に固定することなく、計測者が現場を歩きながら連続的に点群データを取得できます。GNSSの電波が届きにくい建物内、地下空間、トンネルなどでも計測できることが、SLAMを利用したハンディ型3Dスキャナーの特徴です。ハンディ型3Dスキャナーは測量に使える？結論からいうと、ハンディ型3Dスキャナーは測量に活用できます。特に、現場全体の形状を短時間で取得したい場合や、三脚を設置しにくい場所、複雑な形状の現場を計測する場合に適しています。具体的には、次のような業務で活用できます。建設現場や土木現場の現況測量工事前後の形状記録道路やトンネル、橋梁周辺の現況把握法面や造成地の3次元計測土量や堆積物の体積算出建物の改修工事前調査配管、ダクト、機械設備の形状記録BIM・CIMモデル作成用の点群取得図面が残っていない建物や施設の3Dデータ化維持管理や点検に使用する現況記録工事の進捗管理や施工前後の比較ただし、「測量に使える」ということと、「どのような測量成果にもそのまま使用できる」ということは同じではありません。測量で求められる精度は、現況把握、設計、施工管理、出来形管理、公共測量など、業務の目的によって異なります。導入前には、次の点を整理することが重要です。何を計測するのかどの程度の範囲を計測するのか何cmまたは何mmの精度が必要なのか現場内の相対的な形状が分かればよいのか公共座標や現場座標に合わせる必要があるのか発注者へ提出する測量成果として使用するのか使用目的と必要精度を明確にしたうえで、適切な機器と計測方法を選びましょう。公共測量にもハンディ型3Dスキャナーは使える？一定の条件を満たせば、LidarSLAMを利用したハンディ型3Dスキャナーを公共測量に使用することも可能です。国土地理院は「LidarSLAM技術を用いた公共測量マニュアル」を公開しています。このマニュアルでは、LidarSLAM機器を用いたオリジナルデータの作成や点検、標定点・検証点の設置、平面直角座標系への変換、点密度の確認などについて、作業手順が規定されています。ただし、LidarSLAM機器は製品によって性能が異なります。公共測量で使用する場合は、測量を始める前に、要求仕様を満たす成果が得られるかを確認するための精度・性能試験が必要です。つまり、公共測量でハンディ型3Dスキャナーを使用する場合は、単に現場を歩いて点群を取得するだけではありません。成果品の要求仕様を整理し、標定点や検証点を設置したうえで、座標変換、点密度の確認、精度管理などを適切に行う必要があります。参考：LidarSLAM技術を用いた公共測量マニュアル｜国土地理院測量で知っておきたい相対精度と絶対精度ハンディ型3Dスキャナーを比較するときは、カタログに記載されている「精度」という言葉だけで判断しないことが大切です。測量で使用する場合は、相対精度と絶対精度を分けて考える必要があります。相対精度とは相対精度とは、取得した点群データの中で、対象物同士の距離や形状がどの程度正確に再現されているかを示す考え方です。例えば、次のような用途では相対精度が重視されます。柱と壁の距離を確認する配管同士の位置関係を確認する建物内部の形状を把握する改修設計用の現況データを取得する既存設備と新設設備の干渉を確認する建物や設備の寸法を点群上で確認する現場内の形状や寸法関係を把握することが目的であれば、必ずしも公共座標を持たせる必要はありません。絶対精度とは絶対精度とは、取得した点群データが、実際の座標上でどの程度正しい位置にあるかを示します。次のような用途では、絶対精度が重要になります。公共座標系でデータを管理する複数回の計測結果を同じ位置で比較する設計データと現況点群を重ね合わせるGNSSやトータルステーションの測量結果と統合する公共測量や出来形管理の成果として使用する複数の計測データを共通の座標上で管理する絶対座標が必要な場合は、RTK-GNSS、既知点、標定点、検証点などを利用し、取得した点群を現場座標や公共座標に合わせます。ハンディ型3Dスキャナーを測量に使うメリット現場を歩くだけで広範囲を計測できるハンディ型3Dスキャナーの大きなメリットは、移動しながら連続的に点群データを取得できることです。地上型3Dレーザースキャナーでは、三脚を設置した場所から周囲を計測します。死角になる場所がある場合は、機器を移動させて再度スキャンし、複数地点の点群を合成する必要があります。ハンディ型では、計測者が現場を歩くことで視点が連続的に移動します。通路、階段、複数の部屋、設備の裏側なども、移動しながらスムーズに取得できます。三脚の設置や盛り替えを減らせる据え置き型の機器では、計測地点を変えるたびに、三脚の移動や設置、整準などの作業が必要です。ハンディ型では、こうした作業を減らせるため、複数の部屋がある建物や長い通路、入り組んだ設備周辺などを効率よく計測できます。計測地点が多くなりやすい現場ほど、作業時間の短縮効果が期待できます。少人数で計測しやすいハンディ型3Dスキャナーは、機器の操作と点群の取得を一人で行える製品も多く、測量作業の省人化につながります。計測中にターゲットを持つ人員や、三脚の移動を補助する人員を減らせる場合もあります。人員を確保しにくい現場や、限られた時間内で現況を記録したい場合にも適しています。狭い場所や複雑な場所を計測しやすいハンディ型3Dスキャナーは、三脚を設置しにくい場所でも使用できます。例えば、次のような場所です。狭い機械室配管が密集したプラント階段や廊下天井裏や床下トンネルや地下空間凹凸の多い地形や法面稼働中の工場や施設スキャナーを持って移動できるため、複雑な現場でも死角を減らしながらデータを取得できます。計測結果を現場で確認できるリアルタイムで点群を表示できる製品では、計測中にデータの取得状況を確認できます。点群が不足している場所や、計測できていない場所を現場で確認できるため、事務所に戻ってからデータ不足に気づき、再び現場へ行くリスクを減らせます。特に、遠方の現場や立ち入り可能な時間が限られている現場では、リアルタイムプレビューが役立ちます。計測後のデータを幅広く活用できる取得した点群データは、現況記録として保存するだけでなく、さまざまな業務に活用できます。距離や高さの計測面積や体積の算出断面形状の確認2次元図面の作成BIM・CIMモデルの作成設計データとの比較工事前後の比較土量計算設備配置の検討デジタルツインの構築遠隔での現場確認関係者間での現場情報共有一度現場全体を取得しておけば、現地へ再訪問せず、後から必要な場所の寸法や位置関係を確認できる場合があります。ハンディ型3Dスキャナーを測量に使う際の注意点長距離の計測ではドリフトに注意するSLAMは、周囲の形状を認識しながらスキャナーの移動位置を推定します。計測距離が長くなったり、同じような形状が続いたりすると、推定位置の誤差が少しずつ蓄積することがあります。この累積誤差は「ドリフト」と呼ばれます。ドリフトを抑えるには、次のような対策が有効です。計測開始地点に戻るようなルートを設定する往路と復路で十分な重複範囲を確保する特徴の少ない場所を長時間直進しないコントロールポイントを適切に配置する長い現場は複数の計測データに分けるRTKや既知点を利用する計測後に検証点で精度を確認する機器の性能だけでなく、計測経路の設計や歩き方も、点群データの品質に影響します。ガラスや鏡面、水面などは取得しにくい場合があるLiDARはレーザーの反射を利用するため、対象物の材質や周囲の環境によっては、点群を取得しにくいことがあります。特に注意したいのは、次のような対象物や環境です。ガラス鏡光沢の強い金属黒色で反射率の低い素材水面雨や霧の影響を受ける場所強い直射日光が当たる場所こうした場所を計測するときは、リアルタイムプレビューで取得状況を確認し、距離や角度を変えながら補足計測することが大切です。必要精度に合った機器を選ぶハンディ型3Dスキャナーは、製品によって測定距離、点群密度、精度、カメラ性能、RTK対応の有無などが異なります。現況確認が目的なのか、設計や施工に使うのか、公共座標が必要なのかによって、選ぶべき機器は変わります。「高精度」「長距離」といった表現だけでなく、実際の現場に近い条件で取得した点群データを確認しましょう。後処理環境も確認する3Dスキャナーで取得する高密度な点群データは、ファイル容量が大きくなることがあります。導入前には、次の項目も確認しましょう。点群処理に必要なパソコン性能対応する出力形式既存の点群処理ソフトとの互換性ノイズ除去や座標変換の方法複数データの結合方法データの共有方法ソフトウェアライセンスの費用操作研修や導入後のサポートスキャナー本体の性能だけでなく、計測から成果物作成までの一連の流れで比較することが大切です。ハンディ型・地上型・トータルステーションの違い測量機器には、それぞれ得意な用途があります。比較項目ハンディ型3Dスキャナー地上型3Dレーザースキャナートータルステーション計測方法歩きながら連続的に計測三脚に固定して計測測点を1点ずつ計測機動性高い設置や盛り替えが必要設置と視準が必要取得データ面的な点群データ高密度な点群データ指定した測点の座標得意な場所建物内、設備、複雑な現場、広範囲の現況把握構造物、高精細な形状記録基準点測量、位置出し、高精度な座標計測計測時間短縮しやすい計測地点数によって増える測点数によって増える主な注意点ドリフト、計測経路死角、盛り替え、点群の合成面全体の取得には時間がかかるどの機器が常に優れているというわけではありません。例えば、現場全体の形状をハンディ型3Dスキャナーで効率よく取得し、精度が特に重要な基準点や構造物の要部をトータルステーションで計測する方法があります。また、広範囲の現況把握にはハンディ型を使用し、より高密度なデータが必要な箇所を地上型3Dレーザースキャナーで補うこともできます。目的に応じて複数の測量機器を使い分けることで、計測時間と精度のバランスを取りやすくなります。測量向けハンディ型3Dスキャナーの選び方必要な精度を明確にするまずは、取得する成果物にどの程度の精度が必要なのかを確認します。単なる現況記録と、設計、出来形管理、公共測量では、必要とされる精度管理が異なります。製品を比較するときは、次の項目を確認しましょう。相対精度絶対精度後処理後の精度再現精度点群の厚み精度が保証される距離や条件カタログに記載された数値が、どのような計測条件や処理方法に基づくものなのかも確認する必要があります。測定距離を確認する屋内や設備周辺の計測では、極端に長い測定距離が必要ない場合もあります。一方、道路、造成現場、大規模構造物、法面、トンネルなどでは、遠距離までレーザーが届く機器が適しています。最大測定距離だけでなく、実際に計測したい対象物をどの程度の距離から取得できるかを確認しましょう。RTKやコントロールポイントへの対応を確認する点群を公共座標や現場座標に合わせる場合は、RTK-GNSSやコントロールポイントへの対応が重要です。屋外から屋内へ連続して計測する場合や、複数回の計測結果を同じ座標で比較する場合にも、座標管理機能が役立ちます。どのような方法で座標を付与できるのか、後処理で座標変換が必要なのかも確認しましょう。リアルタイム表示に対応しているか確認するリアルタイムで点群を表示できる機器であれば、現場で取得漏れを確認できます。特に、複雑な設備や死角の多い場所では、プレビュー画面を見ながら計測できることが重要です。点群の取得状況を確認しながら作業することで、再計測や現場への再訪問を減らしやすくなります。カラー点群の品質を確認する点群に色が付いていると、現場の状況を視覚的に理解しやすくなります。カラー点群は、次のような用途で効果的です。発注者や施主への説明設備や部材の識別損傷箇所や施工状況の確認遠隔での現場確認改修工事の打ち合わせデジタルツインの作成カメラの画素数だけでなく、LiDARと画像の位置合わせ、暗所への対応、色の再現性なども確認しましょう。本体重量と操作性を確認するハンディ型3Dスキャナーは、現場を歩きながら使用します。本体が重いと長時間の計測で負担になりやすいため、実際に持ったときの重さやバランスも重要です。デモンストレーションでは、短時間持つだけでなく、実際の計測を想定して歩きながら操作してみることをおすすめします。出力形式とソフトウェアを確認する取得した点群データを、現在使用しているソフトウェアで利用できるか確認しましょう。LASやPLYなどの出力形式に加え、使用している点群処理ソフト、CAD、BIM・CIMソフトへ取り込めるかも重要です。計測後にどのような成果物を作成するのかを明確にし、必要なデータ形式に対応している製品を選びましょう。測量や現場計測に活用できるXGRIDSXGRIDSは、LiDAR、カメラ、SLAM技術を組み合わせ、歩きながら点群データと画像データを取得できるハンディ型3Dスキャナーです。リアルタイムでカラー点群を確認できるため、現場でデータの取得範囲を確認しながら計測できます。測量や建設分野では、次のような用途に活用できます。地形や構造物の現況測量道路やトンネルの3Dデータ取得建物の改修前調査設備やプラントの現況記録土量や堆積物の体積計測BIM・CIMモデル作成点検・維持管理用データの取得工事前後の比較デジタルツインの構築関係者間での3Dデータ共有XGRIDSには、用途や計測範囲に応じた複数のモデルがあります。Lixel L2 Pro｜広範囲・中長距離の計測にLixel L2 Proは、中長距離の計測に対応したハンディ型3Dスキャナーです。LiDARの構成に応じて、16ライン・120m、32ライン・120m、32ライン・300mの3モデルが用意されています。リアルタイムRTKフュージョンに対応しており、RTKを利用した投影座標系の点群をリアルタイムで出力できます。道路、トンネル、法面、造成地、大規模施設など、広い範囲や中長距離の計測を行いたい場合に適しています。Lixel K2｜軽量性と機動性を重視した現場計測にLixel K2は、軽量性と取り回しやすさを備えたハンディ型3Dスキャナーです。リアルタイムでカラー点群を確認できるため、現場で取得状況を確認しながら計測できます。建物内、設備周辺、小中規模の建設現場、堆積物の体積計測など、機動性を重視した現場計測に適しています。正面を含む複数のカメラを搭載しており、点群だけでなく、現場の色や視覚情報も含めた3Dデータを取得できます。計測範囲や必要な精度、使用環境によって適したモデルは異なります。自社の現場に適した機種を確認したい方は、XGRIDSの測量向けソリューションをご覧ください。導入前にはデモやレンタルで確認するハンディ型3Dスキャナーは、カタログ上の仕様だけでは、実際の操作感や点群品質を判断しにくい製品です。導入前には、実機デモやレンタルを利用し、次の項目を確認することをおすすめします。現場で持ち続けられる重量か計測操作が分かりやすいか必要な範囲を取得できるか対象物の材質や色による欠損がないか必要な点群密度を確保できるか計測後の処理時間はどの程度か既存ソフトにデータを取り込めるか必要な精度を満たせるかRTKや既知点と連携できるか社内で継続的に運用できるか短期間だけ使用したい場合や、購入前に操作性を確認したい場合は、XGRIDSの撮影代行・レンタルサービスも利用できます。自社で計測する人員や点群処理環境を用意することが難しい場合は、撮影・計測代行を活用する方法もあります。ハンディ型3Dスキャナーと測量に関するよくある質問ハンディ型3Dスキャナーだけで測量を完結できますか？現況把握や形状記録、簡易的な寸法確認であれば、ハンディ型3Dスキャナーだけで対応できる場合があります。一方、公共座標、高い絶対精度、基準点測量などが必要な場合は、RTK-GNSS、既知点、標定点、トータルステーションなどとの組み合わせが必要です。測量の目的と要求精度に応じて、適切な機器を使い分けましょう。測量の経験がなくても操作できますか？基本的なスキャン操作は、機器を起動して現場を歩くことが中心です。ただし、高品質な点群を取得するには、計測ルート、歩行速度、対象物との距離、データの重複、コントロールポイントの配置などを理解する必要があります。導入時には、機器の操作だけでなく、現場計測とデータ処理を含めたトレーニングを受けると安心です。屋内でも測量できますか？SLAMは、GNSSを利用できない屋内や地下空間でも自己位置を推定できるため、建物内部、工場、プラント、トンネル、地下施設などの計測に適しています。ただし、取得した点群を公共座標に合わせる場合は、屋外で取得したRTK座標や既知点、標定点などを利用する必要があります。取得した点群から寸法を測れますか？点群処理ソフトや対応するビューワーを使用することで、距離、高さ、面積、断面、体積などを計測できます。ただし、計測結果の信頼性は、スキャナーの精度、対象物との距離、点群密度、現場での計測方法、後処理方法などによって変わります。重要な寸法を確認する場合は、必要に応じてトータルステーションや実測値と照合しましょう。スマートフォンのLiDARとの違いは何ですか？LiDARを搭載したスマートフォンやタブレットでも、簡易的な3Dスキャンは可能です。一方、専用のハンディ型3Dスキャナーは、測定距離、点群密度、連続計測性能、RTK連携、データ処理機能などが強化されています。広い現場や測量、設計、施工管理で使用する点群を取得する場合は、専用機器のほうが適しているケースが多くなります。まとめ｜測量の目的と必要精度に合った3Dスキャナーを選ぼうハンディ型3Dスキャナーは、機器を持って現場を歩くことで、周囲の形状を3次元の点群データとして取得できます。三脚の設置や盛り替えを減らせるため、現況測量、建物調査、設備計測、土量計算、BIM・CIM、維持管理など、幅広い業務の効率化が期待できます。一方で、測量に必要な精度は、業務の目的や成果物によって異なります。現場内の形状を把握するための相対精度と、公共座標上の位置を示す絶対精度を区別し、必要に応じてRTK-GNSS、既知点、標定点、トータルステーションなどを組み合わせることが重要です。XGRIDSでは、機動性に優れた軽量モデルから、中長距離・広範囲の計測に対応するモデルまで、用途に応じたハンディ型3Dスキャナーを展開しています。株式会社アクティブリテックでは、XGRIDSの販売だけでなく、実機デモ、レンタル、撮影・計測代行、導入後の活用支援にも対応しています。「自社の測量業務に使用できるか確認したい」「必要な精度や測定距離に合うモデルを知りたい」「実際に取得した点群データを見てから検討したい」という方はお問い合わせフォームよりご相談ください。