点群データをCADデータに変換すれば作業の効率化が図れるだけでなく、成果物の精度も向上します。従来の方法では難しかった複雑な形状や空間の測定も、3Dデータを活用すれば簡単です。 この記事では、点群データをCAD化する手順やポイントを詳しく解説し、おすすめのソフトウェアを3つ紹介します。最後まで読んでもらえば、データ処理に悩む方や業務の効率化を目指す方にとって役立つ知識が得られます。

 

点群データとは？

点群データは、多数の小さな点が集まって構成されたデータのことです。各点には位置情報（x, y, z）や色、明るさなどの属性が含まれており、この情報を活用することで物体や空間を立体的に表現できます。 データを取得するには、主に3Dレーザースキャナーやハンディ型3Dスキャナーといった計測機器を活用します。これらの機器で物体や空間をスキャンし、表面の細かな形や凹凸を高精度で記録します。建設や製造、地形測量、自動車産業など、幅広い分野で活用されているのが点群データです。 また、点群データはミリ単位の精度で形状や寸法、位置を記録できる点が特徴です。そのため、細かな作業や高精度な計測が必要な場面で役立ちます。さらにスキャナーを使用すれば、リアルタイムにデータを収集できるため現場の作業効率も格段に向上します。 点群データはデジタル技術を支える重要なツールとして、今後ますます注目されていくでしょう。

点群データのメリット

点群データは、さまざまな分野で作業の効率化や精度向上に役立ちます。以下で、点群データのメリットを解説します。  

業務効率化につながる

建設現場や工場で改修作業を行う際、環境によって計測しづらい場所もあります。配管や設備が複雑に配置された空間を手作業で正確に測って図面を作成するのは、非常に手間がかかります。また、計測ミスや不足が発覚すると現場に再び出向かなければなりません。 しかし、点群データを活用すれば、こうした複雑な空間でも効率的に寸法を取得できます。さらに、収集したデータをオフィスで正確に分析し測定できるため、現場の滞在時間も短くなります。 このように現場計測の効率を大幅に向上させ、作業の正確さを高められる点群データは、さまざまな場面で活用できる便利なツールといえます。

コスト削減ができる

点群データを活用すると、物体や空間の寸法を正確に計測できます。人手や時間を削減し、測量作業の効率化が図れるため、結果的にコスト削減につながります。

危険な場所の測定も可能

危険な場所でも、点群データの技術を活用すれば安全です。従来、人が直接立ち入る必要があったエリアでも遠隔操作が可能な機器を使うことで、現地作業のリスクを大幅に低減できます。 たとえば、崖や急斜面、老朽化した建物の内部など、作業員の生命に関わる危険がある場所では点群データの活用が必要です。遠くから正確なデータを収集できる機器を活用することで作業員に危険が及ぶリスクはなくなり、効率的に作業が可能になります。

直接3Dモデルが作成できる

点群データを活用することで、新しい設計図を作成する手間が省けるのもメリットです。設計図がなくてもそのまま3Dモデルを作成でき、作業を効率的に進められます。たとえば、建物が古くて設計図がないケースでも現地の情報を正確に取得し、3Dモデルを生成できます。 また、点群データは現場の形状をデジタルで保存可能です。デジタルで長期保存できれば、将来的なメンテナンスや追加工事にも活用できます。

2D図面への変換ができる

2D図面を簡単に作成できるのも、点群データの魅力です。専用ソフトを使用することで点群データから線を抽出し、平面図や立面図、断面図などを正確に作成できます。 従来の測量では、誤差が生じるケースもありました。点群データを利用することでより精密な図面を作成できるため、従来の2D図面を使った作業フローにも対応可能です。すでに作成された設計や、管理資料と組み合わせて活用する作業もスムーズに行えます。

点群データのデメリット

点群データを扱う際は、ノイズの除去やソフトの変換などのデメリットも十分に理解しておく必要があります。下記で詳しく解説します。

ノイズを除去しなければならない

点群データを扱う際は、スキャンしたときに周りの影響や機器の特性により不要な情報が混ざる場合があるため、ノイズを取り除かなければなりません。たとえば、人の動きや光の反射などが挙げられます。このノイズが残ったままだと、作成した3Dモデルの品質が低下する可能性があります。 ノイズの除去は専用のソフトを使って正確に行いますが、作業には時間がかかり専門知識が必要です。また、除去作業中に重要なデータが削除されるリスクも伴います。このように手間がかかる工程ですが、データを正確に取得するために重要なプロセスです。

使用するソフトに合わせて変換が必要

点群データはソフト間で直接互換性がない場合が多いため、使用するソフトに合わせて変換が必要です。たとえば、点群データを3D設計ソフトで利用する場合、データ形式を編集可能な形に変更しなければなりません。この変換を行うことで、対象のソフトで編集や操作が可能になります。

点群データをCAD化する手順

点群データをCAD化するには、複数のステップとコツが必要です。下記では、データの合成からCAD読み込みまでの各工程とポイントを解説します。

1.データを合成する

点群データをCAD化するには異なる位置から取得し、別々に保存された複数のデータを合成しなければなりません。データを1つにまとめる作業は、専用のソフトを使って行います。多くの場合、スキャンした際に基準となるマーカーを配置すれば、正確な位置に合わせられます。 このマーカーをもとにデータを組み合わせると、誤差も最小限に抑制可能です。合成作業を適切に進められれば、正確な形状や寸法を持つ点群データが完成し、CADソフトでの操作がスムーズになります。 後の工程を正確に行うためにも、データの合成は丁寧かつ正確に行うことが大切です。  

2.ノイズを除去する

点群データをCAD化する際は周囲のいらない部分やノイズも記録されるため、専用のソフトを使って取得したデータを編集する必要があります。手ぶれや周辺にある物体のいらない点を削除すれば、精度の高いデータの完成です。 データの品質を向上させ、CAD化の際に正確なモデルを作成するためにもノイズの除去は欠かせません。完成度の高いモデルを作成するために、重要なステップといえます。

3.メッシュ（ポリゴン）データに変換する

メッシュデータは、三角形を組み合わせて作られるデータを指し、ポリゴンデータとも呼ばれています。メッシュデータに変換する際、点群データの各点を結び、辺や面を作って対象物の形を再現します。三角形の集合体で構成されるため物体の内部は空洞ですが、形状を把握するには十分な構造です。 変換作業には専用のソフトやスキルが求められ、精度の高いメッシュデータを得るためには多くの頂点が必要です。そのため、作業を自社で行うか専門業者に依頼するかをあらかじめ判断しておかなければなりません。

4.サーフェスデータに変換にする

メッシュデータをサーフェスデータへ変換すると、さらに扱いやすくなります。サーフェスデータは滑らかな曲面を表現できるため、メッシュデータよりも精度の高い3Dモデルを作成可能です。 とくに、複雑な形の建物や機械部品などをモデル化する場合はメッシュデータを部分ごとにわけて処理し、順次サーフェスに変換することで効率的かつ正確に作業を進められます。 このデータ形式はCADでの編集や解析を容易にするため、モデルの最終調整に欠かせないステップです。精度を保つためにも、サーフェス変換は慎重に行いましょう。

5.CADで読み込む

作成したサーフェスデータをCADソフトに取り込むことで操作や編集が可能になり、3Dモデルをもとにした設計や施工管理が行いやすくなります。さらに、CADにデータを読み込めば、3Dモデルから2D図面への変換も簡単です。正確なサーフェスデータを用意してCADに読み込めば、設計や解析もスムーズに進みます。

点群データのCAD化に使えるソフトウェア

点群データをCAD化するには、専用のソフトウェアが欠かせません。ソフトウェアにはTREND-POINTやWingEarth、ANIST、TREND-CORE、3D Viewer、PADMS-Net、SIMPLE-POINTなどがあります。下記ではScanSurveyZ、Geomagic Solutions、CloudCompareという3つのソフトウェアの特徴をご紹介します。

ScanSurvey Z

ScanSurvey Zは、点群データを活用して幅広い作業を効率化できるソフトウェアです。このツールは土量計算や地形メッシュの作成、樹木の検出など、さまざまな分析に対応しています。 さらに、3D GISやExcelとも連携できるため、設計や施工管理、保守作業などさまざまな場面で使えます。地形や環境のデータ処理も正確です。 また、スマート林業や農業といった最新技術を使った新しいプロジェクトにも対応しています。ICT技術を活用することで、作業の効率と精度を高められます。ScanSurvey Zを活用することで、現場の管理や設計の作業がよりスムーズかつ高精度になるでしょう。

Geomagic Solutions

Geomagic Solutionsは点群データを利用して、CADやCAMで扱えるデータを生成できるツールです。活用すると機械部品や建物など、詳細な3Dモデルを簡単に作成することが可能です。 このソフトウェアでは設計データに履歴が記録されるため、必要な時に設計の変更や修正をスムーズに行えます。また、3Dモデルに歪みやズレが発生した際は、内蔵された補正ツールを用いて簡単に修正できるためデータも正確です。 さらに、生成したモデルを元のデータと照らし合わせ、誤差が発見できる機能も備わっており、高い精度のモデルを用いて作業も進められます。Geomagic Solutionsは、精密な3Dデータを必要とする設計や製造、施工などの現場で非常に頼りになるソフトウェアです。

CloudCompare

CloudCompareは、無償で利用可能なオープンソースの点群データ処理ツールです。費用をかけずに基本的な処理や解析ができるため、初心者から専門家まで幅広いユーザーに活用されています。 このソフトは点群データの比較や分割処理、メッシュ生成といった基本的な機能を搭載しています。また、プラグイン対応により、外部の機能を追加して操作性や性能も向上可能です。さらに、ユーザーコミュニティによる継続的な改善が行われ、最新技術にも対応しています。 学術研究や限られた予算のプロジェクトにも適しており、目的に応じたカスタマイズが可能です。小規模な作業や知識や技術を学ぶ目的にも使用できる点が優れていると評価されています。CloudCompareは、コストを抑えて点群処理を始めたい方におすすめのツールです。

点群データの活用事例

建造物の出来形管理では、固定式レーザースキャナーを用いて部材の寸法を計測し、高精度なデータを取得しています。このデータを活用すると、コンクリート表面の異常を特定可能です。 たとえば、壁面の浮きや剥離、漏水といった問題です。これを点群データで検知し、点検作業の効率を大幅に向上させています。また、実地測量と比較して作業時間と費用の大幅な削減が報告されています。 さらにゲームエンジンを活用し、オフィスをデジタル化した事例もあります。最新のゲームエンジンを活用して、オフィスや建物を仮想空間上に再現する取り組みに活用されています。点群データを基に作成されたVRモデルでは、内装デザインの変更や光の反射具合をリアルタイムで調整可能でき、打ち合わせで設計を確認しながら意志決定ができます。 このように業務の効率化を支えるだけでなく、精密な3Dモデルを活用した新しいコミュニケーション手段としても注目されているのが点群データです。

まとめ | 点群データのCAD化は「Sougou設計工房合同会社」へ

点群データのCAD化は、精度の高い設計や効率的な施工管理を可能にする新しい技術です。この記事で紹介した手順とポイントを押さえ、ノイズ除去やデータ変換などをスムーズに進めてください。 点群データの活用にご興味がある方は、「Sougou設計工房合同会社」にご相談ください。高品質な点群データのCAD化サービスを提供しています。経験豊富なスタッフが正確にデータ処理し、素早い納品が可能です。コスト削減や業務効率化を目指す方の信頼できるパートナーとしてサポートいたします。