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舗装オーバーレイ利用事例

MMS研究会員 北村技術株式会社様を主体に、アイサンテクノロジーが共同でMMSによる路面調査を実施

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震災により損傷の激しい東北道を中心とした東北地区高速道路の補修工事事業。舗装オーバーレイ実施にあたり、路面現況調査が必要。補修範囲は広域にわたり従来の調査方法に変わり新技術「MMS」を投入

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北村技術株式会社

作業フロー

水準マーカー測量 北村技術様実施
高精度勾配補正を実施するためのGCP点を外側線付近に100mピッチでマーカ入れ
MMS計測 アイサンテクノロジー実施
MMS-X640投入水準マーカが撮影しやすいよう、速度抑え目、撮影は4m/枚で6方向
計測データ解析 Viewerデータ提供。計測の報告や現地確認に活用!!
TRACER抽出 水準マーカ地点の抽出、縦断作成用の外側線、キロポスト、橋ジョイントなどの抽出
高精度勾配補正 アイサンテクノロジー実施
独自開発したMMS高さ補正技術を投入
オーダー高さ精度±5mmを目標に仮BM管理するので標高値そのものより「勾配」の精度を追及
縦断切り出し Wingneo3DAdvance で線形作成→縦断切り出し


水準マーカーの状況

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  • ①このように、外側線外側にマーカペイント入れておき、TRACERで抽出
  • ②キロポスト位置の抽出も
  • ③外側線もトレースし、縦断線形の基準線に
  • ④TRACERVer4では距離指定ジャンプが搭載マーカ探しが効率的に

こうして抽出したマーカ位置の高さと水準データを利用して勾配の高精度補正を実施

勾配の高精度補正

勾配の高精度補正

MMSのメーカスペックは、水平約10㎝、高さ約15㎝。この意味は、真値に対し15㎝程度のばらつきを持つ可能性があるということ。
だからと言って、1度に計測した路面が±15㎝ガタガタするという意味ではない。

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高性能IMUの働きもあり、相対的な形状は高精度。ただし、GPS測位をベースとするため、距離が長くなると誤差の傾向が変化する(揺らぐ)

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この揺らぎを、一定間隔のGCP点から補正することで、勾配を広範囲にわたり精度向上させることが可能

MMSの性質に適した高さ補正

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MMSで計測される点群データは、単なる大量の点群集合ではなく、車両位置との関連性があることに着目。MMSに搭載されたレーザースキャナは路面において横断方向に展開されるラインスキャナと見立てることができる。ちょうど、車両位置の連続線を縦断とするなら、点群は横断ラインの関係

MMS点群の高精度な相対形状を保ったまま効率よく補正を行うために、上記の方法を採用。独自開発した補正プログラムにより、高精度な勾配補正を実現した。

この補正技術は、水平方向の補正にも応用されMMS‐EDITER搭載の補正機能に継承されています。

勾配の高精度補正

ある東北地区高速道路(上り線)の補正成果 キロポスト70.2~45.1区間の勾配補正を実施 水準測量は任意標高で施工区間ごとにリセット

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単位m

補正前比高差 平均 0.0107
補正後比高差 平均 0.0005
RMS 0.0007
  • ①MMS計測データより水準マーカ地点の標高を抽出
  • ②水準成果との勾配を比較、補正量を算出
  • ③高精度勾配補正を実施
  • ④補正後の勾配比較


MMS点群を用いて縦断切り出し

Wingneo3DAdvanceにて縦断切り出しを実施

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MMS点群を用いて縦断切り出し

Wingneo3DAdvanceにて外側線ライン、+3.5m、+7.0mの合成縦断図を作成した例

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MMS点群を用いて横断切り出し

横断作成例 横断線に、ASカーブ位置を図示するため、TRACERの縁石自動抽出機能を使用

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MMS点群を用いて横断切り出し

Wingneo3DAdvanceによる横断作成例 先の線形データに横断抽出ラインを設定し、横断切り出し

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暫定2車線区間の合成横断

上下線の合成横断をスムーズに作成する為に、MMS‐EDITERを用いた例 トンネル坑口付近に施工箇所があり、トンネル内には水準マーカを配置できなかったため補正が不完全なケース

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MMS‐EDITERによる点群調整

MMS‐EDITERには、MMSデータの特性に合わせた点群補正機能が搭載されている。計測後の予測誤差を考慮し、精度の悪いデータがより多く移動する補正ロジック補正は車両位置に伝搬し、周囲の点群も最適に補正。直感的かつ簡単に点群調整が行える。

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合成横断用に点群のクリーニング

MMS点群は反対車線にもレーザーが飛ぶため、そのままでは点群のダブりが発生。上下線点群を別々に横断作成し、CAD編集するのでは大量断面処理に非効率。
MMS‐EDITERの点群編集機能で、反対車線点群をクリーニングし、合成点群を作成。

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MMSによる路面調査計測の課題

  • レーザー照射面に太陽光が入ることで、点群抜けが発生するケース
  • 白線が浮いて計測されるケース
  • 路面凹凸で車両がジャンプした結果、点群が乱れるケース
  • ASカーブエッジの正確な抽出
  • 縦断切り出し等の成果作成高速化&効率化

現場計測が早く実施できる点、周辺写真を含め広く状況把握ができる点等、好評価を得た反面
縦断作成をはじめとする成果作成では、大量点群に苦戦する面も。
点群からサーフェスを作成することなく、必要なライン上の点群を抜き出す方法など
より高速化&効率化した手法の確立が必要。

レーザー照射面に太陽光が入ることで点群抜けが発生するケース

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高速道路では、一度欠落が発生すると車速が高いため、大きく点群が抜けることがある

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MMS‐X640は前後にレーザースキャナを搭載しているため例のように後方レーザーが欠落しても、前方レーザーで補うことが可能。

白線が浮いて計測されるケース

レーザー計測は対象物の色や材質により反射データが異なるため、舗装材料、天候等の条件が重なると黒いアスファルトの中で
白線が浮いて計測されるケースが発生することがある。本例は、点群にTINサーフェスを貼った状態で、はっきり白線が認識できるほど浮いて計測された例。

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路面凹凸ジャンプの例

震災により大きく痛んだ路面凹凸により、高速走行中のMMS車両がジャンプしてしまった例L2レーザーはジャンプ前に前方の凹凸を捉えるのに対し、L4後方路面レーザーは凹凸走行中の車両後部を捉えるため、点群がずれて計測されたことがわかる。

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ASカーブエッジの正確な抽出

秒30万発のRIEGL搭載320Rでの計測例
MMS標準搭載レーザーは、1台あたり秒13000発強
(1ラインでは、181点)
320R搭載のRIEGLレーザーは、秒30万発
(1ラインでは、1周3000点、下半分で1500点)
路面解像度の違いは圧倒的!

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