LIDARで建物を3Dスキャン!測量までできるiphone 12 proやipad pro 2020の超便利機能/何ができて精度はどれぐらい?

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メジャーを日々使っている人 (建築に関わる、建築設計、設備設計、施工管理、リフォーム屋さん、家具屋さん等)は、 明日 、iphone 12 pro もしくは、ipad pro(2020モデル)を買いに行くべきです!それぐらいの便利になります。

私は、仕事やDIYでメジャーをよく使うため、これまで色々な3Dスキャンを使ってきました。一番最初に使ったのは20年ぐらい前。パソコンで3Dのモデルを作って、3Dプリンタ(約二千万円)で鋳造用の樹脂型を数日かかって作るという仕事でした。その頃から3Dスキャンを使ってきました。この数年でも
FAROのレーザースキャナ
NCTech iris360を使った3D計測
リーコーの360度カメラTHETAを使った3D計測PanoMeasure
といったような、3Dスキャンをしていました。それがLIDARを内蔵したiphone 12 proやipad proにより、一気に簡単になったのです。このテックのインパクトは凄すぎます。

上の写真は、一つの部屋を数十秒スキャンした3Dモデルです。一度スキャンすると、壁の長さや高さなどを3Dモデルで測ることができます。

3Dスキャンの方法

スキャンと言っても、とても簡単で、フリーソフトの3DScannerAppをインストールして、動画を撮影するだけです。

つまり、アプリを開いて録画ボタンを押すだけなのです。測りたい場所を撮影するとリアルタイムで3Dモデルが作成され、録画が終わるとデータを処理してくれて、3Dモデルが表示されます。その3Dモデルをアプリ内の定規を使って測ることができるのです!

その精度も高く、上記の場所で測ったところ2.39mでした。

さらに、わかりやすいように横40cm×高さ20cmのブロックをを積んだ壁を3Dスキャンした結果、5個で2.0m、10個で4.0mとなりました。

そして、もっと長いブロック塀では、30個で12.1mという結果になりました。

3Dデータの活用方法

3DScannerApp では、0.1m単位つまり10cm単位の表示しかされないため、正確に測るには、データを他のアプリで使えるようにエクスポートします。各種形式(USDZ、OBJ、GLTF、GLB、STL、SketchFab、DAE)のフォーマットに変換できます。

今回は フリーのSketchUpにインポートして、測定しました。ポリゴンとテクスチャーが貼られていますが、ポリゴンが細かいため黒くなってしまっています。

3DScannerAppでは四捨五入されていて、 分かりづらかったのが、SketchUPで測ると12.09mとわかり、精度的には1%の誤差なりました。つまり、メジャーで測ったときの誤差より若干多いかなというところです。

撮影するコツは、カメラを上下にゆらしたりせず(Y軸を固定する)、ゆっくり認識させながら移動することです。

それでも、測れる速度が圧倒的に早く、計り忘れや凹凸も後から測れるので、積算程度には十分使用できます。

また、自分の部屋をスキャンしておけば、家具を買いに行ったりしたときに入るかどうかの確認ができますし、DIYで何か作る時もとても便利です。

測量の専用のアプリ

有料のスマホ de サーベイという測量用のアプリもあります。こちらは複雑な操作も無く、とても使い易いアプリです。ただし、できることは単純な横断測量、盛土土量、掘削体積、平面測量のみです。

上記は一番最初の部屋を平面測量した結果です。2センチぐらい誤差が出ていますが、ポイントを立てる誤差かなという所でした。

スマホ de サーベイ は、LIDARが入っていないipadやiphoneでも利用できるらしいのですが、測定する人のテクニックに依存する誤差が大きいらしいです。しかし、LIDARを内蔵したiphone 12 proやipad proを用いた場合の精度は高く、普通の平面測量であれば、10mで数センチの誤差の正確さでした。広い場所も測量しましたが、二人が1時間ぐらいかけてやる作業を一人で数分で終わらせることができたので、革命的でした。

(他の測定アプリも、LIDARを内蔵したiphone 12 proやipad proを用いると精度が上がる事があるようです。つまり、ios的にはLIDAR内蔵でないiphoneもLIDARを内蔵した同じAPIを使用していて、LIDARを内蔵している場合は、APIが内部で高精度に処理してくれるためかと思います。)

ただし、スマホ de サーベイ では、高低差を見たいとか、ちょっと難しい測量はできないため、完成度としてはまだまだ感がありました。広い範囲では誤差が出やすいように感じますが、3DScannerApp にて撮影して、アプリ内のmeasureで測定した方が下記のように様々な測定ができそうです。

さらに、もっと正確に測量したい場合は高精度GPS(誤差は数センチらしい)を用いたOPTiM Land Scanというアプリがあるようです。XY軸をGPSで補正するため、かなり正確だと思います。たぶん、設計をするために測量するにはこれで十分だと思います。

まとめ

ipadやiphoneを使った3Dモデリングの場合、3Dモデルをその場で測ることもできますし、色を変えたり加工する事も可能です。さらにARで家具を配置することもできますし、パソコンの3DCADで測定したり、編集したりすることも可能です。

私は11インチのipad pro 2020を使っていますが、重さも画面のサイズも適当で使いやすく、さらに一番低価格なLIDARを搭載したタブレットのため、オススメです!1件のスキャンデータが300Mぐらいはあるので、頻繁に使う方は容量が512Gを購入した方が良いかと思います。

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