3Dスキャンデータのインポート：どのように機能するか

3Dスキャン技術は、実世界の物体や環境を非常に詳細にデジタルで表現することを可能にし、産業界を変革しています。建設、製造、エネルギープロジェクトのいずれにおいても、3Dスキャンデータは、視覚化、分析、資産管理、メンテナンス、モデル設計、意思決定において重要な役割を果たしています。しかし、さまざまなタイプの3Dスキャンデータを効率的にインポートし、管理することが課題となっています。

この記事では、構造化、非構造化、ドローンベース、360度画像スキャンなど、さまざまなタイプの3Dスキャンデータについて説明し、それらをシームレスにインポートする方法について、技術的な概要を詳しく解説します。3Dスキャンデータのインポートを理解することは、ワークフローを改善し、相互運用性を確保し、デジタルツイン技術とビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）システムの可能性を最大限に引き出すために不可欠です。

3Dスキャンデータの種類

構造化スキャンデータ

構造化スキャンデータは、地上レーザースキャナーまたはLiDARベースのシステムから生成されます。これらのスキャナーは、構造化光またはレーザーパルスを使用して高精度の点群データをキャプチャします。得られる点群は高密度で、通常、各点がXYZ座標、強度値、場合によってはRGB情報を持つ正確な空間グリッドに編成されます。一般的な構造化スキャンのフォーマットには次のようなものがあります：

• E57（ 点群およびメタデータのための広く使用されているオープンフォーマット）

• LAS/LAZ （LiDARデータセット用に最適化され、地理空間アプリケーションで一般的に使用されています 。）

• PLY (色と法線ベクトル情報を含み、視覚化に便利)

• RCP/RCS（ReCap プロジェクトおよび点群用のオートデスク独自のフォーマット）

非構造化スキャンデータ

非構造化スキャンデータは、ハンドヘルドデバイスやウェアラブルデバイスなどのモバイルスキャンソリューションから一般的に生成されます。構造化スキャンとは異なり、このデータには事前に定義された空間構成がないため、多くの場合、ノイズ除去や特徴位置合わせのための後処理が必要です。一般的なフォーマットは以下の通りです：

• OBJ （メッシュベースのフォーマット、写真測量ワークフローでよく使用される）

• XYZ （X、Y、Z位置の 基本座標ファイル）

• PTS/PTX （生スキャンデータのエクスポートフォーマット。）

• PLY (色とテクスチャーをキャプチャするモバイルLiDARアプリケーションでよく使用される)

ドローンスキャンデータ

LiDARまたは写真測量カメラを搭載したドローンは、大規模な空中3Dデータを収集します。このデータは通常、地形モデリング、建設モニタリング、広域マッピングに使用されます。ドローンベースのスキャンデータには、構造化されたもの（LiDAR）と非構造化されたもの（写真測量由来の点群）があり、多くの場合、ジオリファレンス、スティッチング、分類などの処理ステップが必要です。一般的なフォーマットは以下の通りです：

• GeoTIFF （オルソフォトおよび標高モデル用）

• LAS/LAZ（ 地理空間メタデータ付きLiDAR点群）

• OBJ/FBX（ 写真測量ソフトウェアからのメッシュベースの出力）

• XYZ（ 生の座標データセット）

360度画像データ

360度画像は、仮想ウォークスルー、検査、文書化でよく使用される、環境の没入型ビューをキャプチャします。点群データではありませんが、文脈に沿ったビジュアルを提供することで、3Dスキャンを補完します。これらの画像は

• JPEG/PNG (球体画像の場合)

• EXR （照明精度を向上 させるハイダイナミックレンジ画像）

• MP4/MOV（ ビデオベースのドキュメントで使用する場合）

さまざまな種類の3Dスキャンデータのインポート方法

構造化スキャンのインポート

構造化スキャンデータのインポートプロセスには通常、以下のものが含まれる：

1. ファイルのアップロード 最初のステップは、高密度点群をサポートし、アップロードと管理を容易にする互換性のあるソフトウェアプラットフォームを選択することです。Cintooはハードウェアにとらわれません。つまり、品質や精度を損なうことなく、様々な地上スキャナ、モバイルスキャナ、ドローンスキャナから3Dスキャンデータをアップロードし、インポートすることができます。Cintooはデータを圧縮し、最高の忠実度でストリームします。

2. 前処理： ノイズフィルタリング、異常値除去、複数のスキャンの位置合わせを行い、統一されたデータセットを生成します。Cintooでは、ワークゾーンを分類し、Cintooプロジェクトを整理します。

3. 登録： 構造化されたスキャンでは、コントロールポイントや自動フィーチャーマッチングアルゴリズムを使用した正確な位置合わせが必要になることがよくあります。

4. CAD/BIMへのエクスポート:最後のステップでは、処理されたデータをIFC、RCP、RevitやNavisworksとの直接統合などのBIM互換フォーマットに変換します。任意のBIM/CADモデルをアップロードし、比較を実行し、エクスポートを実行することにより、Cintooでこれらのデータポイントを統合します。

非構造化スキャンのインポート

非構造化スキャンデータは、追加の処理手順が必要です：

1. 生のモバイルスキャンデータのアップロード：これらは通常PLYやXのような形式です。

2. AIベースの特徴認識： AIを強化したソリューションを含む多くの最新プラットフォームでは、分類アルゴリズムを使用してオブジェクトと背景ノイズを分離します。

3. 点群の高密度化と平滑化:このステップでは、欠落した領域を補間し、ノイズのアーチファクトを低減することで、スキャンデータを精細化します。
4. アライメントとマージ：モバイルデバイスからの複数のスキャンは、多くの場合、参照マーカーまたはSLAM（Simultaneous Localization and Mapping）アルゴリズムを使用した登録が必要です。
5. さらなる使用のためのエクスポート：精緻化されたデータセットは、GIS、CAD、デジタルツインプラットフォームと互換性のあるフォーマットにエクスポートされます。

Cintooは統合点群管理機能をリリースしたばかりで、非構造化スキャンデータをシームレスにアップロードすることができます。 分割された個々のスキャン状態のままの従来の点群とは異なり、統合点群は スキャンデータからあらゆる情報を提供するために、一般的なワークフローで再構築する必要があります。 通常、統合点群には構造がないため、プロジェクトからのすべての情報を活用することは不可能です。

Cintooは、ソースファイルの解像度で統一点群を再構築することで、構造化点群を使用する方法を提供します。Cintooのpoint-cloud-to-mesh機能を使って圧縮することで、構造は維持され、データは実用的になります。ユニファイド点群についての詳細はこちら、Cintooでインポートを始めるには、 ナレッジベースをご覧ください。

ドローンデータのインポート

ドローンスキャンデータには複数の技術的な考慮事項があります：

メッシュ生成とテクスチャリング：写真測量から得られたデータセットは、視覚化しやすいようにテクスチャ付きの3Dメッシュに変換されます。CintooのTurboMeshエンジンは、精度を損なうことなく、すべての点群データを3Dメッシュ形式にシームレスにストリームします。

360度画像のインポート

360度画像は、別のワークフローに従います：

簡単な3Dスキャンデータインポートの利点

シームレスなデータインポートにより、手作業による処理時間が短縮され、生産性が向上します。これにより、エンジニア、測量士、プロジェクトマネージャーはデータ処理よりも解析に集中することができます。Cintooのようなオールインワンプラットフォームを使えば、プロジェクトチームはデータ転送にハードディスクを使う必要がなくなります。代わりに、ウェブベースのアプリケーションは、高密度の点群をストリーミングし、無制限にスキャンをアップロードすることができます。

相互運用性の向上

多くの業界では、さまざまなソフトウェアツールが混在しています。効率的なインポートワークフローは、Autodesk、Bentley、ESRI、Navvisなどのプラットフォーム間の互換性を保証します。Cintooは、その不可知論から、すべてのフォーマットと統合ツールの取り込みを可能にします。

より良い可視化と分析

高品質のスキャンデータにより、測定、欠陥検出、予知保全ワークフローの精度が向上します。

大規模プロジェクトのための拡張性

ドローンのスキャンデータをインポートすることで、インフラ計画、林業、巨大な製造現場、エネルギー分野のアプリケーションに不可欠な広大なエリアの迅速な測量が可能になります。

産業用途

• 建設とBIM：正確な現場モデリング、衝突検出、as-builtドキュメンテーション。BIM/CADモデルを高精度スキャンデータのインポートに重ね合わせます。

• 資産管理：リアルタイムモニタリングとメンテナンスのためのデジタルツイン統合。AIによる分類で資産も管理。遠隔監視を確実に行い、資産のライフサイクルをより高い精度と正確さで維持します。

• 地理空間と測量：地形マッピング、都市計画、洪水リスク評価。

• 製造と品質管理：リバースエンジニアリング、欠陥検出、自動化。衝突を事前に検出し、建設時/設置時の状態に基づいてモデルを設計します。

効率的な3Dスキャンデータのインポートは、さまざまな業界でスキャン環境の価値を最大化するために非常に重要です。構造化、非構造化、ドローン、360度画像データのインポートプロセスを合理化することで、専門家はデジタルツイン、BIM、高度なビジュアライゼーションツールをより効果的に活用することができます。最適化されたインポートソリューションにより、組織は業務効率を改善し、コラボレーションを強化し、複数の分野にわたってより多くの情報に基づいた意思決定を行うことができます。