より良い、より速いモデル作成のためのMLイノベーションによるScan-to-BIMプロセスの未来。

BIMを導入することで、RFIの増加や頻繁な変更指示の可能性が少なくなるなど、数多くの利点があるため、関係者は建設期間とコストを削減することが容易になっています。しかし、BIMを施設管理（FM）業務とダイナミックに統合するには、詳細な建築物モデルを持つことが必要です。統合されたBIM-FMシステムは、徹底した仮想環境内で関係するエリアや施設をより良く可視化するなどの重要な利点を提供します。

さて、建物が複雑になればなるほど、多くの職人が関わることになります。例えば、医療関係の建物は、学校の建物よりも多くの設備が要求されます。設備が増えれば増えるほど、その管理・メンテナンスも複雑になります。通常、MEP/MEPF要素に関連する調整問題は、BIMモデル内で検出されても現場で作業され、その修正は通常BIMに反映されないため、プロジェクトのライフサイクルを通して施設を管理することが難しくなります。

より正確で包括的なas-built情報のために、企業はRevitのas-builtモデルを作成するために使用される3D点群データへの依存をますます強めています。点群データからas-builtモデルを設計するプロセスは、Scan-to-BIMと呼ばれています。

エラーのないAs-Builtデータ取得を支える技術

as-builtデータ検索は、対象物の正確な形状や構造を点群形式で取得する方法である。従来のas-built情報取得プロセスには、基本的に手作業による現地調査が含まれています。手作業による測量は、現在でも多くの建設プロジェクトで最も使われているas-built情報取得方法です。しかし、大規模なプロジェクトでは推奨されません。手作業による測量は時間がかかり、人為的なミスが発生しやすいため、信頼性の高い意思決定が難しくなります。

特殊用途の建築プロジェクトでは、写真・ビデオ技術と物理的なレーザースキャンによる2つの非接触空間調査技術を採用して、as-builtデータを収集するようになっています。

ここでは、この2つのアズビルトデータ取得技術について：

写真・ビデオグラメトリー
地上波レーザースキャン
写真／映像-グラムメトリー

写真／ビデオグラムメトリーにより、建設中または操業中の物体や建設要素の正確な3D再構成が可能になりました。写真／ビデオグラムメトリーの基本原理は三角測量で、異なる画像や表現における点の2次元位置から、数学的に収束する一対の線から空間内の点を再構築する。カメラの向きとキャリブレーションを測定した後、収集した画像やビデオフレームを利用して、物体の幾何学的特徴を決定する。この後、画像マッチング技術を適用することで、対象物を3次元的に再構築することができます。

地上波レーザースキャニング

地上波レーザースキャニングやLADAR（Laser Distance and Ranging）では、高度なレーザスキャナを用いて対象物の表面をスキャンすることで、3D座標を直接取得することができます。

高度なセンサーの使用、スキャンする表面の特性、レーザースキャナーからターゲット表面の距離によって、各測定は数センチから1ミリ以下の精度で行うことができます。TLSは、短時間で具体的な3次元点群データを収集することが可能です。このような魅力的な理由から、AEC-FM業界では、建設プロジェクトのさまざまな業種や要素をスキャンするために広く使用されています。

では、点群データとは一体何なのでしょうか？

Scan-to-BIMのワークフローにあまり深く立ち入らずに、ポイントクラウドデータとは何かを理解するために、少し時間をおいてみましょう。

建設現場では、大型のレーザースキャナー（Scan-to-BIM）を使って、現場の隅々まで正確で細かな情報を取得することができます。このデータは、数百万個の3Dポイントからなるクラウドデータの形で収集されます。スキャンtoBIMスキャナーは、詳細な点群データを収集し、これらのデータセットを使用して、スキャンした環境のデジタル3Dモデルを作成することができます。

リアルで詳細なモデルを作成するためには、正確な測定値を基に作業を行うことが重要です。Scan-to-BIMスキャナーや3Dレーザースキャナーを使用すれば、正確な測定が可能です。Scan-to-BIMプロセスにより、データが豊富で、接続性が高く、容易に構築可能なワークフローが実現します。

点群データの世界とそれができることを深く掘り下げていくことは可能です。しかし、この記事では、スキャンデータの最も重要な利点である、建築物や空間の驚くほど詳細なデジタル記録を提供することに焦点を当てようと思います。

スキャン・ツー・ビムワークフロー

Scan-to-BIMワークフローでは、レーザースキャナーを使用して対象物の正確な3Dスキャンを取得します。この点群データを3次元モデリング環境に取り込み、詳細なAs-Builtモデルを構築します。

スキャン・ツー・ビム（点群モデリング）サービス

Scan-to-BIMサービスプロバイダーは、ソフトウェアを使用して、正確で効率的なポイントクラウドas-built Revitモデルを作成し、さらなるプロジェクトの開発やインフラの改修に使用することができます。

nCircle Techは、効率的で費用対効果の高いScan-to-BIMサービスを提供します。社内の経験豊富なBIMチームは、様々なScan-to-BIMツールやプラグインを活用し、点群データを詳細なBIMモデルに変換するお手伝いをします。私たちは、ユーザーが前のソフトウェア環境を離れることなく、あるソフトウェア環境から別のソフトウェア環境へ直接モデルを公開できるように、さまざまなソフトウェアプラグインを作成します。

多くのソフトウェア開発会社が、既存のScan-to-BIMソフトウェアに半自動化ツールを実装しています。例えば、Leica Geosystems, Agが開発したCyclone、Trimble Navigation, Ltd.が開発したRealWorks、ClearEdge3Dが開発したEdgeWise3Dなどがその一例です。

ライカジオシステムズ

ライカジオシステムズは、スキャンからBIMまで3Dモデリングを可能にする様々な機能を備えたソフトウェアを開発しました。Leica Cycloneの最新バージョンでは、自動パイプファインダー、シリンダーフィッティング、点群からのモデル作成など、さまざまな機能で広範囲なパイプモデリングを可能にするツールを含むインターフェースをユーザーに提供します。

また、ライカジオシステムズは、3D Scan-to-BIM データからコンポーネントごとにモデリングするための多数のプラグインツールをリリースしています。これらのプラグインツールを使用することで、Revit、AutoCAD、Microstationで3D点群をインポートすることが可能になりました。

トリンブル・ナビゲーション

Trimble RealWorksは、3Dモデリング機能を提供する点群処理ソフトウェアです。Trimble RealWorks Advanced-Modelerモジュールは、点群データから、特に柱、梁、壁などのオブジェクトのモデルを作成することができます。

Trimble RealWorks Advanced-Plantモジュールは、特に電力、プロセス、プラント、および関連する環境に関連するモデリング機能を提供します。

点群データから3Dモデルを作成するもう一つのTrimble製品はTrimble SketchUpです。

Trimble Scan Explorer Extensionは、3D点群データをTrimble SketchUpにシームレスにインポートし、3Dスキャンデータからモデルを作成することが可能です。

Trimble SketchUpは、自動平面抽出ツールを備えており、特に建物の内部やファサードを作成する際のモデリング効率を向上させます。

ClearEdge3D - EdgeWise（エッジワイズ

EdgeWiseは、優れたアルゴリズムを適用して、面倒なスキャンからBIMへのワークフローを自動化するAs-Builtモデリング・プラットフォームです。点群データから構造物、配管、ダクト、電線管、ケーブルトレイのモデルをより速く、より正確に作成し、Scan-to-BIMソリューションを提供します。EdgeWiseは、大規模な3D Scan-to-BIMデータを管理できる堅牢なアルゴリズムを提供します。

一般的なScan to BIMソフトの制限事項

既存のScan to BIMソフトウェアの主な制限は、スキャンデータを3Dモデリング環境にインポートするために多大な時間を消費することです。通常、従来のScan to BIMソフトウェアでは、スキャンデータを処理するのに数日の時間を要します。

例えば、1000平方フィートのスペースで、点群データからLOD300のBIMモデルを作成する場合、最大で15日間の時間を要することがあります。点群データは巨大で、BIMモデルのサイズの10倍もあるため、エンジニアは膨大な量のデータを扱うことになり、非常に慌ただしくなります。3Dスキャナーで既存の構造物の点群データを取得することは、それほど大きな問題ではありません。しかし、生成されたデータは非構造化データであることがあり、非構造化データを扱うことは非常に困難な課題である。

従来のスキャンからBIMへのワークフローでは、多くの手作業が必要であり、より迅速な出力が必要な場合には理想的ではありません。点群スキャンの普及が進む一方で、業界にはまだ制約が潜んでいることが分かっています。

ゲームチェンジャーとして登場したMLベースのScan to BIMソリューション

退屈な手作業に疲れたモデラーやエンジニアにとって、nCircle TechのMLベースソリューションは救世主となり得るでしょう。機械学習ベースのScan to BIMソリューションは、従来のスキャンからBIMへのワークフローを自動化し、より短い時間で80％の変換作業を自発的に実行します。より速い変換は、より良い、より速いBIMモデル生成を意味します。変換後、モデラーはLOD*1100/200/300/400/500で正確なBIMモデルを作成し、再びrevit2やAutoCAD3へ変換することができます。

当社の自動化されたMLベースScan-to-BIMプロセスにより、ユーザーは通常のScan-to-BIMワークフローに従いながら、ビジュアライゼーションに必要な認知負荷を軽減することができます。MLベースのScan-to-BIMサービスをどのように提供するのか、疑問に思われるかもしれません。ここでは、その方法について説明します。

3D点群モデルをご希望のソフトウェアに読み込みながら、社内チームがScan-to-BIMフレームワークを用いて3D点群モデルを処理します。この処理により、ユーザーは「ビューイングモード」でアノテーションが付いた同じ3Dモデルを手に入れることができます。

機械学習によるScan-to-BIMプロセスの結果、点群モデルに存在するさまざまな要素を識別し、さまざまなカラーコードで分類するフレームワークを実現しました。

機械学習によるScan-to-BIMプロセスのメリット

nCircle Techでは、MLを利用したScan-to-BIMサービスを開発しました。このMLを活用したScan-to-BIMサービスを提供することで、スキャンデータからBIMオブジェクトを特定し、Scan-to-BIMという複雑なプロセスを一段と便利にすることを支援します。機械学習の力を借りて、スキャンからBIMへのプロセス全体がよりスマートになります。

MLベースのScan-to-BIMアルゴリズムにより、点群データから特徴を抽出し、短時間での納品を実現します。
MLベースのScan-to-BIMの出力は、どのBIMソフトウェアでも読み込むことができます。
MLアルゴリズムを用いたScan-to-BIMは、一度に大量のデータを処理することができます。
MLベースのScan-to-BIMを利用することで、頻繁なエラーを回避することができ、最終的にコストを削減することができます。
Scan-to-BIMスキャナーを使用したデータ収集のために、プロジェクトに出向く人は限られています。

nCircle Techは、既存のモデリングおよび設計プロセスを変更するためのソフトウェアアプリケーションプラグイン開発者として活動しています。

前途洋々！

私たちの進化し続けるMLベースのScan to BIMソフトウェアソリューションは、従来のScan to BIMソリューションよりも短い時間で点群データを3D BIMモデルに効率的に変換し、より正確な出力を作成します。MLエンジンを使用することで、当社のScan to BIMソリューションは、正確なBIMモデルを使用するためにさらに活用できる、より構造化されたデータを生成します。

期待できそうでしょう？Scan-to-BIMをもっとシンプルにしたんでしょう？さらに？この標準的なMLを使ったScan-to-BIMフレームワークは、お客様のワークフローに合わせてカスタマイズして実装することが可能です。

nCircle Techは、デスクトップ、モバイル、クラウドプラットフォームにおいて、より俊敏なScan-to-BIMモデル出力のためのインパクトのあるMLサポートソフトウェアを創造する情熱的なイノベーターを鼓舞することを目的としています。私たちの10年にわたる専門知識と素晴らしい実績により、お客様は市場投入までの時間を短縮し、ビジネスのマイルストーンを越え、さらにその先に進むことができるのです。