レーザスキャナ搭載UAVを用いた空間計測技術の高度化と実用化に向けた研究開発

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01563
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 田中 成典 関西大学, 総合情報学部, 教授 (50268330)
• 研究分担者: 窪田 諭 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (60527430) ; 今井 龍一 法政大学, デザイン工学部, 教授 (90599143) ; 中村 健二 大阪経済大学, 情報社会学部, 教授 (70556969) ; 山本 雄平 大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (10560485) ; 塚田 義典 摂南大学, 経営学部, 講師 (50622643) ; 姜 文渊 関西大学, 先端科学技術推進機構, 特別任命准教授 (20804008) ; 井上 晴可 大阪経済大学, 情報社会学部, 講師 (20804024)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 空間計測 / UAV / レーザ計測ユニット / 点群解析 / GNSS

研究実績の概要

本研究では、レーザスキャナ搭載UAVによる高所からの空間計測技術の高度化と実用化を目的として、2020年度は、次のA）およびB）、C)に関する研究を遂行した。
A）レーザ計測ユニットの精度検証：本研究では、市販機器を組み合わせて構築したレーザ計測ユニットを使用して、土工の実現場を計測することで本技術の精度を検証した。検証実験では、mm単位の精度で計測可能な地上レーザスキャナを使用し、その計測結果と比較することで±30mm精度以内であることを確認し、本技術の有用性を実証した。
B）土工現場での活用を対象とした点群解析ソフトウェアの開発：本研究では、建設分野のi-Constructionに準拠した土工の出来形管理や公共測量等の実業務に適用するための点群解析ソフトウェアを開発した。このソフトウェアは、国土交通省i-Construction大賞の優秀賞に受賞する等、既に一定の評価を得ている点群エディタ「3D Point Studio」の拡張機能として実装することで本技術の普及を促進した。
C）レーザスキャナ搭載UAVの利活用マニュアルの作成：本研究では、開発したレーザ計測ユニットと点群解析ソフトウェアを用いて、誰もが容易に空間計測を実施するための利活用マニュアルを作成した。筆者らは、国土技術政策総合研究所との委託研究において、UAV写真測量の運用マニュアルを取りまとめた実績を基に、公共測量や公共工事での活用を想定した章構成となるように工夫した。
本研究のA）及びB）の成果により、精緻な点群データが計測できる安価なレーザ計測ユニットを実現した。そして、C）の成果により、誰もが容易に空間計測を行えるための作業規定をマニュアルとして整備できた。これらにより、UAV搭載レーザ計測ユニットの普及に寄与できたと考える。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

本研究で開発したレーザ計測ユニットを2021年度に開催される第3回 建設・測量生産性向上展に出展予定である。

研究成果

• [雑誌論文] 点群データを用いたブロック塀の自動抽出に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 梅原喜政，塚田義典，田中成典，上月康則，下鳴恒彰，平野順俊
  • 雑誌名: 土木学会論文集F3（土木情報学） 巻: 77 ページ: pp.I_161-I_173
  • DOI: 10.2208/jscejcei.77.2_I_161
  • 査読あり
• [雑誌論文] 車両搭載型センシングユニットの設計・製作と計測実験による評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 窪田諭，塚田義典，梅原喜政，中原匡哉，田中成典
  • 雑誌名: 土木学会論文集F3（土木情報学） 巻: 77 ページ: pp.II_58-II_67
  • DOI: 10.2208/jscejcei.77.2_II_58
  • 査読あり
• [雑誌論文] 点群データを用いた橋梁パラメトリックモデルの生成に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 窪田諭，塚田義典，梅原喜政，田中成典
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 巻: 62 ページ: 掲載確定
  • 査読あり
• [雑誌論文] 幾何特徴に基づいた点群データから道路地物の識別に関する一考察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 梅原喜政，塚田義典，中村健二，田中成典，中畑光貴
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 巻: 62 ページ: 掲載確定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research on Identification of Road Features from Point Cloud Data Using Deep Learning (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Umehara, Yoshinori Tsukada, Kenji Nakamura, Shigenori Tanaka, Koki Nakahata
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: 15 ページ: 掲載確定
  • 査読あり
• [雑誌論文] 点群ブラウザ3D Point Studioによる公共構造物の管理効率化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村健二，今井龍一，塚田義典，田中成典，梅原喜政
  • 雑誌名: 建設機械 巻: 2020年12月号 ページ: pp.54-58
• [雑誌論文] CIM・i-Constructionの成果を用いた公共構造物のデジタルツインの構築に向けた取り組み (2020)
  • 著者名/発表者名: 今井龍一，中村健二，塚田義典，田中成典，梅原喜政
  • 雑誌名: 地盤工学会誌 巻: 68 ページ: pp.31-34
• [雑誌論文] 公共構造物の管理効率化のための点群ブラウザ3D Point Studioの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村健二，今井龍一，塚田義典，田中成典，梅原喜政
  • 雑誌名: 月刊建設 巻: 21 ページ: pp.61-64
• [学会発表] センシングデータを用いたブロック塀の維持管理に関する構想研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 梅原喜政，塚田義典，田中成典，上月康則，下鳴恒彰
  • 学会等名: 土木情報学シンポジウム講演集，土木学会
• [学会発表] 車両搭載センシングユニットの試作と計測実験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 窪田諭，塚田義典，梅原喜政，中原匡哉，田中成典
  • 学会等名: 土木情報学シンポジウム講演集，土木学会