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Point Cloud data modeling for Mobile Mapping System
UC-win/Road 点群モデリング
    UC-win/Road 点群モデリング プラグイン   ¥173,000(税別)
サブスクリプション
レンタルライセンス/フローティングライセンス
UC-win/Roadカスタマイズシステム モービルマッピングシステム
初版リリース : '10.09.21
UC-win/Road 製品情報
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3Dレーザスキャン・モデリングサービス
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ライン
測量・建設業界における3次元情報の利活用ケースとして、高精度なGPS移動計測装置を用いて現地計測した点群データ(Point-Cloud)による3Dモデリングが注目されています。
フォーラムエイトでは、サンプルプロジェクトとしてMMS(三菱モービルマッピングシステム)により計測した海ほたるのデータ変換を行いました。
渋谷交差点モデル


  関連情報
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■点群データによるVRモデリング・UC-win/Roadサポートを提供

■点群データをVRモデリングするカスタマイズ機能開発を提案


●モービルマッピングによる点群データ活用
  1. UC-win/Road道路作成に必要な参照データとしての点群データ(Point-Cloud)の利用
    • MMS後処理ツールあるいはVRモデリングツールとして、モービルマッピングシステムと統合的に利用が可能です。

  2. UC-win/Road・VRモデルにおける逆分析ツールとして点群データの利用
    • 点群データをVRモデル検証用に利用することを提案します。
      たとえば、作成データの精度を保証する場合や経年変化、劣化など差分解析などによるメンテナンスにも利用の可能性があります。


●サンプル・プロジェクト

  海ほたる(東京湾アクアライン)サンプルデータ作成概要
  • 海ほたるは、東京湾アクアラインの海上人口島であり、立体に交差するランプ、トンネル、橋梁、パーキングといった非常に複雑な構造を有しているため、点群データとして対象物にした場合の難点と利点を理解するにはとても良いサンプルでした。
    サンプルデータは、交差するランプ、トンネル、橋、パーキングといった複雑な構造物です。
    この時点では、一般のモデリングツールで調整を行った後に、UC-win/RoadによるVRモデル作成を行い短時間で実現しました。
    • データファイル : 17,000,000点の座標値を有する1つのエクセルファイル
    • ファイルフォーマット : X座標、Y座標、Z座標、R値、G値、B値


●プロジェクト工程詳細
  1. 調査と設計:点群データの理解と使用プログラムを特定
  2. 道路の区間、及び配置:道路区間の構築、VR Mesh Reverseでの参照、情報取得
  3. 建物モデルの作成時は、モデル配置やモデル作成に点群データを利用、正確な構造の測定
  4. UC-win/RoadVRデータの調整、どのように点群を使用するか、また道路データをどのように作成するかを習得する


●参照用の点群データについての利点と難点

  利点
  1. 完全3Dでオブジェクトや道路を正確に測定
  2. プロジェクトの理解力が高い
  3. データ検証において完全な方法である
  4. CAD設計やGoogle Earth Measurement との連携作業に利用できる

  難点
  1. データ計測に時間を要する
  2. データ使用方法が難しく習得時間がかかる
  3. メモリ容量が大きいPCが必要


●データフォーマットと使用方法
  • オリジナルの形式データ
  • ファイルフォーマット : X座標、Y座標、Z座標(高さ)、R値、G値、B値


●ファイルを変換手順
  1. Wordpad でファイルを開く(ExcelもNotepadではデータ容量で不可)
  2. すぐにファイルをtxt.形式でテキストとして保存する
  3. そのテキストを、1,000,000個に分割するためにGSplitプログラムを使用
     GSplit(フリーソフト) http://www.gdgsoft.com/gsplit/


●VR Mesh Reverseの概要と利用方法
  • 海ほたるプロジェクトでは、結果として17個のテキストファイルでそれぞれ1,000,000座標を含んでいます(RGB値を含む)。データが使用できるブログラムとして、「VR Mesh Reverse」があります。
    VR Mesh Reverseの顕著な利点として、有効にも無効にもできる特別なLOD機能をを通じ、何百万もの座標点ファイルを、操作・実行できる事が挙げられます。
    道路デザイン、オブジェクトの配置などの基本的なものに関して、高い正確さをもって測定が可能です。VR Mesh Reverseは、特に早いPCパフォーマンスに対して、扱わなければならない範囲を個別化していきます。最後に、17,000,000座標が同時に利用可能なVR Mesh Reverseの能力により、点群3Dでデータを見ることで、データの構築されるべき方法において、特有の理解を得ることができます。


●作業項目と必要日数(海ほたるプロジェクト)
  • 作業項目 必要日数 備考
     1. 調査とデザイン 5日 調査とデザインには使用ソフトウェア調査含む
    調査は、(株)フォーラムエイトにて実施
     2. 道路の区間、及び配置 3日  
     3. 建物モデル 1日  
     4. VRデータ調整 2日  


UC-win/Road 点群モデリング プラグイン

UC-win/Road 点群モデリング プラグインは、点群データのインポートをはじめとし、次の機能を有しています。
すなわち、レーザスキャナ等の測量技術により計測された点群データ(例えば、車両走行による計測、航空機による計測等で得られる点群データ(Point- Cloud))を3次元VR空間上にインポートし、点群を所定の位置に描画表示するのが基本機能です。
地形変換に関しては、レーザスキャナされた点群データを基に地形TINデータを生成し、地形パッチ機能を用いて地形モデリングを行うことが可能です。
点群データの位置調整として、点群データを3次元空間上で並行移動、回転移動することができ、表示位置を微調整することが可能です。
エクスポート機能として、点群データを基に生成した地形データを他システムで利用可能にできるようにLandXML データへのエクスポートが可能です。
▲点群データインポート

▲点群データのインポート、描画表示 ▲点群描画オプション


▲地形TINデータの生成、地形モデリング ▲点群データの位置調整

VRメッシュ機能概要

 何百万もの点群データの使用に必要不可欠なVR Meshの機能の紹介
 VR Mesh Reverse : 価格 $695.00US Virtual Grid社 (
http://www.vrmesh.com/products/reverse.asp )
▲17,000,000点群を同時に使用したLOD機能

▲Window Clipで一部分の範囲を表現


点群情報をUC-win/Roadデータ作成を使用して測定


上部にあるAnalyzeを選択することにより測定が始まります。
その後、Measure Distanceを選択し、距離を測定するためにデータの2つの点群をクリックします。
画面で前回の測定を保持しながら、点群の測定が可能です。
しかし、ツールが異なる座標面を把握する方法により、慣れるのに多少時間がかかります。

点群データで作成したUC-win/Roadモデル概要

点群データを参照して道路線形、断面定義を行っています。完成したVRモデルは非常に精度の高い構造モデルとなります。これに交通流や様々プレゼンテーション、協議で利用できるVRモデルとして活用できます。
▲道路線形定義 ▲縦断線形定義 ▲断面定義

▲道路生成は瞬時で可能(初期モデル)
交通流を生成してその場で交通シミュレーションもできる
▲建物モデルと道路付属物等を追加したデータ



 点群データの活用提案

  1. UC-win/Road道路作成に必要な参照データとしての利用
    • MMS後処理ツール、あるいは、VRモデリングツールとして、モービルマッピングシステム等と統合的に利用が可能です。

  2. UC-win/Road・VRモデルにおける逆分析ツールとしての利用
    • 点群データをVRモデル検証用に利用することを提案します。
      たとえば、作成データの精度を保証する場合や、経年変化・劣化診断など対して差分解析等によるメンテナンスにも利用の可能性があります。

三菱モービルマッピングシステムとは  高精度GPS移動計測装置
3台のGPSアンテナ、IMU、カメラ、レーザスキャナを一体化したユニットを、天板上に装備。すべての機器は製造工場内で調整済みですので、複雑な車両ぎ装が不要です。トライアングルに配置した3台のDPSが、高精度に車両姿勢を捉えます。
100usecの分解能で取得データに時刻を付けるセンサBOXを開発。高速で走ってもデータ収集精度が低下しません。カメラ最大5台、レーザスキャナ最大5台まで接続可能です。

三菱電機 三菱モービルマッピングシステム 高精度GPS移動計測装置
http://www.mitsubishielectric.co.jp/pas/mms/
測量に 地図作成に 設備・道路管理に
道路台帳付図の現況平面図作成
工事前、後の管理に、点群をCAD化
3D地図作成のための基準データ作成
道路周辺状況の確認
標識、電柱、信号機、縁石などの立体物だけでなく、横断歩道、路面マークなどのマーカーも写真併用で判別し、位置特定できます。
レーザスキャナとカメラで対象物を位置標定、都市部における高精度3次元地図を容易に作成。


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