鉱業、建設、農業、物流などの業界では、在庫堆積物の計測は、計画に影響を与え、プロジェクトのスケジュールを変更し、最終的には収益にも影響を及ぼす重要な作業です。石炭、砂利、鉱石、穀物、砂など、これらのバルク資材が山積みされた状態での体積を把握することは、戦略的な計画や生産に不可欠です。従来、この作業は多大な労力と時間を要しましたが、3Dレーザースキャニング技術のおかげで、不規則な堆積物もより迅速かつ正確に計測できるようになりました。
従来の方法の課題
従来の在庫堆積物の体積計算では、ダンプトラックなどの輸送車両の積載能力、たとえば重量や容積の容量を用いて推定することが一般的でした。また、トータルステーションやRTKローバーなどの機器を使って点や線を計測し、距離、面積、体積を算出する手作業の計測や測量方法も広く利用されています。
主な課題は次のとおりです。
- 低い効率：手作業による計測は時間がかかり、計算を迅速に完了するにはチームによる集中的な作業が必要です。
- 低い精度：誤差は避けられず、不正確なデータは業務上の不確実性の増大や利益損失につながる可能性があります。
- 安全上のリスク：大量の重量物が突然放出されると、 深刻な脅威となります。大雨、凍結と融解の繰り返しなどの要因によってリスクが高まり、堆積物の近くで作業する作業員や機器に被害が及ぶ可能性があります。
3Dレーザースキャニング技術の導入
3Dレーザースキャニング技術は、在庫堆積物の計測方法に革新をもたらしました。その理由は次のとおりです。
スピードと効率
3Dレーザースキャニングを使用すれば、測量担当者が堆積物の表面に印を付けたり、基準線を設定したりする必要はありません。スキャナーがレーザービームで堆積物全体を迅速かつ正確に捉えます。対象の堆積物の周囲を安全な距離から数分間歩くだけで、取得に数時間から数日かかっていた可能性のある豊富なデータセットを得られます。
意思決定に役立つ高精度な3Dモデル
3Dレーザースキャナーは包括的なデータを提供し、堆積物のセンチメートルレベルで高精度な点群モデルを生成します。このデータを迅速かつ詳細に分析することで、オペレーターは十分な情報に基づく意思決定に必要な正確なデータポイントを得られます。
長期的なコスト削減
レーザースキャナーソリューションへの初期投資は決して小さくありませんが、長期的には大幅なコスト削減が可能です。地上での手作業による計測方法で節約できた時間と費用を、生産性向上につながる業務に振り向けられます。さらに、堆積物の変化を追跡できるデータがあれば、業務が効率化され、チーム間のコミュニケーションもより明確になります。
プロセス：スキャン、処理、結果の取得
データ取得
FJD Trion S1 3D LiDARスキャナーのような統合ソリューションを使用して、正確なデータを取得します。
- 現地を下見する：スキャン前に現場を十分に調査して環境を把握し、歩行経路上の潜在的な障害物を特定するとともに、人や機械を移動させないでください。
- 経路を計画する：スキャンの始点と終点で十分な重複（少なくとも5 m）が確保され、少なくとも1つのループクロージャが成立するよう、スキャン経路を計画してください。
- スキャンする：スキャン中はゆっくり移動し、急速な動きや突然の旋回を避け、データの整合性を最大限に高めるため、スキャナーをストックパイルに正対させてください。ストックパイルが屋外にあり、天候条件が良好な場合は、マッピングを補助するためにリアルタイムキネマティック（RTK）を使用してください。
データ処理
FJD Trion Modelなどのソフトウェアで点群モデルを処理します。
- 境界クリッピング：対象のストックパイル外にあるオブジェクトを削除します。
- 点群ノイズ除去：移動する人などの環境要因によって生じたノイズ点を、自動または手動でトリミングします。
- 穴埋め：曲率ベースのメッシュを適用して、欠落しているデータ点を補完します。
すべての編集が完了したら、体積レポートを生成します。
結果の活用
- ストックパイルの体積：測定対象のストックパイルの総体積を算出します。
- フットプリント：ストックパイルの投影フットプリントを取得します。
- 堆積物の高さ：さまざまな地点でストックパイルの高さを測定します。
- 表面積：ストックパイルの表面積を正確に計算します。
- 掘削・盛土体積：掘削および盛土時の体積計算用に平面を作成します。
- 等高線図：間隔をカスタマイズした等高線図を生成します。
用途
FJD Trion S1がストックパイルの測定をどのように変革しているか、実際の事例をいくつか見てみましょう。
事例1：発電所の在庫管理
東南アジアのある発電所では、FJD Trion S1三次元レーザースキャナーを使用して、18,000平方メートルの石炭パイルの体積を算出しました。スキャンとデータ処理を含む作業全体が、わずか19分で完了しました。Trion Model点群後処理ソフトウェアで取得した詳細なデータにより、石炭在庫を正確に評価でき、作業員のスケジュールを最適化するとともに、効率的な運用を実現しました。
事例2：ポーランドの骨材
ポーランドでは、移動式コンクリートプラントにおける骨材量の月次測定に、通常はドローン測量による写真測量が用いられていました。しかし、国防上の飛行禁止区域のため、測量方法を変更する必要がありました。
そこで導入されたのが、RTK（リアルタイムキネマティック）キットを搭載したFJD Trion S1スキャナーです。
測量士はわずか30分で、15,000立方メートルを超える堆積物の体積を非常に高い精度で測定しました。
点群データを処理して国家座標系に変換することで、過去の測定結果との比較が可能になりました。
結論
FJD Trion S1に代表される3Dレーザースキャン技術は、堆積物の測定方法を一新しています。従来の方法では実現できないスピード、精度、効率を提供します。この技術を導入することで、各業界はより的確な意思決定を行い、業務効率と安全性を向上させ、競争優位性を獲得できます。
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