koishi 技術紹介

ドローン(UAV)レーザー

樹木の中等、従来の写真測量では計測が困難であった場所へレーザーを照射することで、詳細な地形データの取得が可能に!

マルチビームソナー

扇状に音響ビームを出すことによって、海底や湖底の地形を広範囲かつ高密度・高精度で計測できる音響測深器です。

地上レーザー

対象物の3次元座標を取得する地上設置型のレーザー機器。

 高機能(高密度で高精度な座標群を高速に取得可能)、かつ、法規制の影響を受けにくく、手軽に使えるのが特徴です

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CIM

-Construction

Information Modeling-

3次元のデータ(3次元モデル)を各種データ(土量・数量等)と結びつけて活用できます。

3Dプリンター

出力された設計・地形の3Ⅾ模型を手に持って全体像を確認したり、細部の構造確認ができます。

手のひらサイズに出力すれば、現場で設計を手軽に確認することもできます!

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KOISHI-3Dの概要と機能

任意の断面を表示。線形に沿って断面を切る。(計画、地形)断面上の任意の点を座標を取得する。道路形状の直感的、視覚的な把握が可能となる。
GPSからリアルタイムで取得したポイントをプロットする。それが丁張り点である場合は計画モデルとの誤差を数値で表現。 測点管理に依拠しない検査を可能とする。
土木工事における誤認・誤差による重大な施工ミスを防止するため、三次元設計データと規格値を三次元グラフィックス化する。 そこに三次元実測情報を重畳表示することにより、全施工過程を視覚的にも数値的にも確認・検証することのできるシステムを開発した。
一般に3Dと呼ばれるものは、幅と奥行きと高さといった三つの次元を持つものだ。それは現実の物体を私たちの視覚が捉えている、 その方法をシミュレートしたもので、ここでは「三次元コンピュータグラフィクス」のことを指している。実際は、 網膜に世界は写真のように二次元化されて映るだけなのに、それを私たちは脳で空間化する。三次元コンピュータグラフィクスはそれと同じで、 空間化という「擬制」を使う手法である。
リアルタイム又は観測済みの点群を表示。計画面とのズレを視覚的に表示。点ではなく、面的な比較、 誤差の研究や新しい出来形管理への応用を開く。

LandXmlデータ入出力。マルチアングルを可能とした。標準化、汎用化への道を歩み始める。と同時に、 このリニューアル版からさらに多機能なアプリケーションへと変貌を遂げてゆく。

三次元のモデリングソフト、三次元CADといったものも多く出回っている。それらに共通するのは、 立方体を描けば「立方体に見えるもの」を描くということである。そこで重要なのは遠くのものは小さく見える、 といった表現のためのアルゴリズムだけで、見えるのはどこまでも描かれた平面だけである。「KOISHI-3DはCADではない」と言えるのは、 編集も描かれた物を保存することもできないということより、結果として描画された画面が重要ではなく、 まさに枢要はその元になったデータにあるという点である。
結果としての画像はむしろ「おまけ」である。それは土木、道路構造物に特化した計算ソフトで、その計算結果を、 まるで三次元CADのように描画するビューワ機能を持っている。土木施工業を補助する機能は、ビューワ機能ではなく、 計算機能にある。データ構造、それに伴う計算方法といった根本レベルの問題にKOISHI-3Dは直接関与する。
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現実には製造業でははるかに三次元は進んでいる。それは製造業の商品が、大量生産を求められ、 初めから画一的な三次元形状をした物体だったからという単純な理由による。30年くらい先を行っているような気がする。 それはロボット分野やそれに付随するその他テクノロジーと同様である。
土木建設分野は対象が自然そのもので、自然そのものを直接加工する職種は、農業、林業、水産業と同じで、第一次産業である。 そこはパターン化が難しく、デジタル化、コード化のもっとも困難な場所である。 そして先を行く製造業の三次元技術からは多くのことを学んでいる。不良品を三次元形状から瞬時に識別、選別する判断方法を、 設計計画図面と出来形測量からその場で検査できるのではないか、そういった研究につながっている。それがいいことなのかどうか、 仕方のないことなのかどうかは異論もあるかもしれないが、ロボット化への道を土木建設業も確実に、遅れながら歩み続けている。

3Dレーザースキャナー計測とは?

■3Dレーザースキャナ計測は、照射したレーザーパルスが反射して戻ってくるまでの時間で距離を算出し計測するものです。この原理はトータルステーションと類似しています。レーザーの照射は、回転しながら自動的に連続して行われるため、数分で大量の点データを取得することが可能です。
弊社所有の『VZ-2000』では最大で1秒間に、約21000点まで取得可能。
「LMS-Z420i」では最大で1秒間に、約8000点まで取得可能である。
観測ステップ角は、最小0.01度、スキャニング範囲は鉛直方向に80度、水平方向には360度まで設定可能です。
■従来の測量では、トータルステーション等で1点づつ座標を求めていますが、大量の点が必要な地形測量等では、3Dレーザースキャナーを使用することにより、圧倒的な効率化を計ることができます。またノンプリズム方式のため、立ち入り困難な危険箇所や複雑な地形にも対応しております。

レーザースキャナー
計測データ取得の概要と仕様

■あらかじめ設置しておいたターゲット(スキャナーは自動検出する)に、公共座標を与えることにより、すべての点が公共座標を取得する。その時の観測対象構造物から解析される公共座標(X,Y,Z)の精度は、10㎜-20㎜程度である。

■付属のデジタルカメラで撮影された画像から点群に色を添付してカラー表示が可能。

■仕 様 測定点数 : 8000点(max)/秒 精 度   :±10mm 測定距離 : 2m ~ 800m レーザー安全規格 :CLASS1

KOISHI-3Dの歴史

history

1994・大分県土木技術者勉強会で「5年後の図面は3D化される」という技術革新の提言(コイシ主催コンパルホールにて)
1996・財団法人九州産業技術センタ-会長賞(土木ポイント明示用鋲ネクタイ)を受賞する。
1997・科学技術庁から第56回注目発明選定証を受ける。
・創造的中小企業創出支援事業に認定される
2000・大阪科学技術センタ-より独創的研究成果育成事業課題の申請紹介。
・大分大学工学部知能情報システム工学科宇津宮孝一教授を紹介される。
宇津宮教授、後藤コ-ディネ-タとともに申請内容の独創性と実現性を明確化する。
大分大学工学部知能情報システム工学科西野浩明助教授と3Dモデル化を検討
・科学技術振興事業団 独創的研究成果育成課題に採択される。
課題名「新世代土木工事測量・施工支援システム」
コイシと大分大学で共同研究を開始する。
2001・科学技術振興事業団に成果報告書を提出する。
特許出願 発明名称「土木工事測量・施工支援システム」
2002・大分大学大学院工学研究科(知能情報システム工学専攻)から院生が入社し実用化を急ぐ。
・国土技術政策総合研究所よりデモ依頼がある。
「道路土工における3Dデ-タ利用技術」
場所 静岡県富士市 (社)日本建設機械化協会施工技術総合研究所にて丁張り掛けおよび3D技術が評価を受ける。
・国土交通省国土技術研究会にて活用される。
≫2002/11/30 JACIC情報68号に掲載<建設プロジェクトにおける施工情報の高度利用に向けて>
基準点位置の挿入
2003・特許証 特許第3440278号取得。
・国総研より幕張メッセへの出展依頼がある。
テ-マ「夢ある未来を拓く先進の建設技術」
・科学技術振興事業団 研究成果最適移転事業成果育成プログラムB(独創モデル化)に採択される。
課題名「土木情報化に伴う施工日々管理システム」
・国土交通省 国土技術政策総合研究所より開発を依頼される。
「KOISHI-3Dの国総研版検査編」
2004・CALS/EC MESSE 2004にて「KOISHI-3D」が紹介される。
・3D技術国際交流セミナ-の講演依頼がある。
「IT施工における3Dデ-タ活用セミナー」
・平成15年度「大分県ものづくり大賞」 受賞
・第16回 「中小企業優秀新技術・新製品賞」入賞
ソフトウェア部門 奨励賞 受賞
・地域新規産業創造技術開発費補助事業 採択プロジェクトに採択される。
先端メジャーレス時代の現場統合新写真システム」 経済産業省 九州経済産業局
・新産業創出重点研究開発事業に採択される。
「複合現実感による無人化土木施工支援システム」 (財)大分県産業創造機構
・平成16年度 九州地方発明表彰「特許庁長官奨励賞」 受賞 九州地方発明協会
法面位置の誤差を表示

研究開発

東京理科大学工学部機械工学科 小林研究室

平成20年6月26日、平成20年度大分県産学官共同研究開発補助事業(地場中小企業チャレンジ支援事業)の助成事業に採択される。 ステレオカメラを用いた土木情報化のための汎用システムの開発 概要:ステレオ画像とレーザーを融合した製品を開発し、工事現場での三次元位置情報活用などの調査研究を行うもの

複合現実感による無人化施工支援システム の概要

既存の無人化施工は現実空間と仮想空間の整合性に難点があった。そこで施工現場の実写画像に計画の3次元空間を直接重畳させる手法により、オペレータの直感的把握力を活かした遠隔操作性を実現する。

先端メジャーレス時代の現場統合新写真システムの概要

デジタル化された写真と画像計測処理技術を用いて (1)計測棒等の設置と補助員を不要にする出来形写真管理 (2)現場の施工変化を連続的画像で表現する工程出来形管理 (3)写真からの3次元画像計測と、設計図から得る計画の3次元表示とを重畳する3次元出来形の日々管理の統合システムを構築する。

土木情報化に伴う施工日々管理システムの概要

平成12年度の独創モデル化において、「新世代土木工事測量・施工支援システム」を開発させていただいた。このシステムをより発展させるためには、ビデオカメラとの融合が不可欠と認識した。現場は毎日刻々と変化している。その情報をビデオを媒体としてリアルタイムに“KOISHI-3D”に転送し、「日々管理」ができるシステムを開発する。それと写真管理においてスタッフ,リボンテープを使用しない、「新写真管理システム」も開発する。

新世代土木工事測量・施工支援システムの概要

従来の土木工事は、丁張掛けという点による施工管理が一般的であった。この方法では、丁張の設定ミスやその見過しが重大な施工ミスにつながり、この解決が土木業界の懸案であった。そこで、土木工事の設計図面を3次元化し、G.P.S等の実測データと重ね合わせ、立体空間管理することにより、施工前でも、途中でも工事の完成予想を可能にする新世代土木工事測量・施工支援システムを開発する。

大分大学知能情報システム工学科でのバーチャルリアリティや拡張現実感(Augmented Reality)に関する研究成果と(株)コイシの丁張マン開発技術を基盤にした標記支援システムを試作し、土木工事現場での試用を通じて製品化に向けた評価を行う。

<科学技術振興機構 独創的研究成果育成課題>

TSによる出来形管理

■国総研では、情報化施工推進のため情報技術を活用した新たな管理基準として「施工管理情報を搭載したトータルステーションによる出来形管理要領(試行案)」(道路土工編)(以下出来形管理要領という)を策定しています。出来形管理要領は、使用する測定器に “施工管理情報を搭載したトータルステーション(以下TSという)”を採用し、現行の巻尺・レベルに代わって出来形計測を3次元座標値で計測して施工管理・監督検査に用いることを可能としています。これにより、現場においてTS画面上で計測対象物の出来形形状と設計形状との差異を把握することが可能となり、また取得した3次元座標値から出来形帳票や出来形図をソフトウェアにより自動作成をすることができます。

国総研 高度情報化研究センター 情報基盤研究室 HPより


■国総研主導のもと、17年度に6件の試行現場、18年度には測量機器業界に開発を依頼し、各社のアプリケーションのテストとそれを使った試行現場を行った。当社は、測量機器メーカである株式会社ソキアとの共同開発により、TSによる出来形管理ソフトウェア開発を行い、2006年10月26日、静岡県富士市にある施工技術総合研究所で行われた試験にすべての仕様について合格した第一号となった。

■出来形管理要領の仕様にはそこにいたるまでに紆余曲折があった。実際はトータルステーションに道路の3次元設計データを与え、現場において何が可能かといった問題から出発した。出来形管理に主眼があるわけではなく、丁張りの設置といった土木工事に欠かせない業務をこなすためのアプリケーションが提供されている。これは土木建設業の施工段階に、3次元設計データの活用というITによる情報化施工への敷衍が目されたためだった。

■TSによる出来形管理が総合評価方式の認定された技術となる主旨も、この情報化施工の敷衍に目的にある。 そして株式会社ソキアと共同で開発したわが社の「TSによる出来形管理」アプリケーションの特徴は、まさに現場での活用、「丁張り設置」プログラムにある。ここにある3次元データを活用した丁張り設置の方法こそが、わが社の現場におけるテクノロジーが結晶化したのである。

土木ソフトウェア

コイシがこれまで現場の効率化、業務改善のために作成したソフトウェアを一部ご紹介。
弊社は、ソフトウェア制作会社ではございません。
日々、現場です。
現場が早く終わるため、ミスをしないようにするため、家に早く帰るために開発しました
※現在、下記ソフトウェアの販売はしておりません。

KOISHI Eye

コイシ・アイ」とは、三次元解析ビューアです。融通の利かないソフト、高いソフトが多いので、現場で融通の利くものが欲しい。
その融通の利くものが、コイシ・アイです。弊社現場にて、オリジナル版としてご紹介させていただいております。

ドローン計測

〇立ち入りが難しい危険な場所でも上空から安全に計測・撮影(静止画/動画)

○撮影した画像から3次元データを作成し土量や数量算出

○ドローンと地上レーザーを組み合わせれば安全かつ効率的

(レーザースキャナーの方がより高精度のため、現場状況により使い分けることをおススメします)

行のために必要な準備とリスク

 

○飛行範囲・周辺調査

○飛行許可申請書提出<3~4週間>(改正航空法について)

(空港周辺・150m以上の上空・人家の密集地帯などは申請が必要)

○操縦不能による墜落・衝突など危険性の認識

計測日数の目安

 
範囲/㎡現場/日解析/日計/日備考
10,000112あくまで目安とお考えください

現場状況により変わりますので、詳しくは下記リンク先からお問い合わせください。

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