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ライカ BLK3D イメジャ

今回は巷で話題のライカの最新機種BLK3D イメジャをご紹介します。

BLK3D イメジャは、手のひらサイズの小型端末で対象物の写真を１枚撮影するだけで、正確な寸法を計測し画像イメージとして記録できます。

本体にはキャリブレートされたステレオカメラと先進的なアルゴリズム、そして最先端の電子距離測定（ EDM ）テクノロジーを融合させた、最新の写真測量技術が搭載されています。

BLK3D イメジャ３Dパッケージとミッションキットの中身です。

ミッションキットには、画面の立派なハードケースが付属します。

画面右側の四角い物体は外付けのフラッシュとなっています。

本体左側面にはシャッターボタンと電源ボタンがあります。真ん中のプレートを開くとUSB-Cコネクタが搭載されています。

本体上面には、DISTOとして使用するためのレーザー距離計が内蔵されています。

背面には、対角線上にフラッシュ付きのステレオカメラ、真ん中に取り外し可能なバッテリ、画面右側の小さな小窓がEDMカメラです。

使い方ですが、電源を入れてBLK3Dアプリを起動します。

「Reality Capture」をタップして実行します。

ステレオカメラの2枚の画像が画面全体と画面右上に表示されますので、撮影したい被写体が両方の画面に入るように撮影します。

この時画面の明るさを調整したい部分をタップすると自動で調整され、また画面左側に明るさを調整するスライダーが表示されますので、マニュアルでも調整できます。

画面右の「測定」をタップすると解析が始まります。

解析が終了すると、画面の歪みが補正され、寸法と面積を測る事ができるようになります。

距離を測る場合は、「距離」ボタンをタップして画面上の２点をまずは適当にタップします。すると距離が表示されます。

その後表示された距離をタップして測りたいポイントを正確に調整します。

距離をタップすると編集モードになりますので、編集したいポイントをタップします。

画面が拡大しますので、クロスの中心に測りたいポイントを正確に合わせます。その時に画面左上の「スナップ」が有効になっていることを確認して下さい。

「次へ」をタップすると次の点が表示されますので、正確に合わせます。

「完了」をタップします。

測定値が修正されました。

このマットのサイズは、横０．８８０ｍ　縦０．６００ｍですので、２ｍｍの誤差で測定できたことが分かります。

シングルショットで撮影できる被写体までの距離は約２ｍ以内で、画角は約８０°です。

これは、ステレオカメラの対角線上の距離に関係します。

より大きなものを撮影したい場合は、マルチショットを使用します。

これは一枚目のカメラ位置から少しだけ横に移動して（ベースライン）、２枚の写真を撮影して解析を行うやり方です。

被写体までの距離が離れるほど測定精度は劣化します。

マルチショットの場合もまずシングルショット同様に１枚目の写真を撮影します。

この部屋は奥行きが６ｍ程ですので、６０ｃｍほど右へ移動して２枚めの写真を撮影します。

その時に全てのステレオカメラの画像に撮影したい範囲が入っているか注意して下さい。

「測定」をタップして解析が完了したら、シングルショットと同じようにして「距離」を測ります。

結果は６．０２９ｍとなりました。

精度を確認するためにBLK3Dに内蔵されているDISTO機能を使ってここの距離を測ってみます。

メニュー画面から「Laser」を選択します。

そのまま測ると斜めに測定する可能性があるため、「水平距離測定」機能を使います。

結果は、６．０２２ｍでした。

測定値は、寸法入りの画像をJPGとPDFで出力する事ができます。

写真を撮影するだけでミリ精度の距離測定ができて、寸法入りの画像が簡単に取得できますので、調査や補償業務に活躍しそうなアイテムです。

お勧めです！

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DJI D-RTK 2モバイルステーション

前々回のDJI「PHANTOM 4 RTK」の記事では4Gドングルを使用したRHANTOM 4 RTK単独でのネットワークRTKを用いた測定精度をご紹介しました。

今回は4GドングルによるネットワークRTKではなく、専用のD-RTK 2モバイルステーション（固定局）を使用したRTKの測定精度についてご紹介したいと思います。

D-RTK 2モバイルステーションは、主要なGNSS（全球測位衛星システム）に対応するDJI高精度GNSSレシーバーのアップグレード版です。

ｃｍレベルの測位データを生成するリアルタイム微分補正を可能にし、相対精度が向上します。

ネットワークRTKとの違いですが、

①補正情報送受信のためのSIMカード（インターネット回線契約）が不要

②４G/LTEの電波が受信できる環境下でなくても飛行可能

③ネットワーク補正情報配信サービスとの契約が不要

④基地座標を標高値で入力することにより、撮影画像に標高値を直接記録できる

（ジオイド高を考慮する必要がない）

等の利点があります。

マイナス点としましては、

①D-RTK 2モバイルステーションが別途必要

②飛行現場の見通せる場所に既知点（公共座標）が1点以上必要

などが挙げられます。

D-RTK 2モバイルステーションは、既知点上に設置し電源投入後まずPHANTOM 4 RTKのプロポとリンクさせます。

モバイルステーションとリンクさせると、プロポはいったん機体とのリンクが解消されるため、その後再度プロポと機体をリンクさせる必要があります。

電源を入れ直す度に毎回リンクさせ直さなければいけないのはちょっと面倒くさいかも…

D-RTK 2モバイルステーションを設置しているポイントの座標をGS-RTKアプリに入力して、準備完了です。

アプリには、アンテナ高を入力する項目がないため標高値にアンテナポールの高さ＋141.9mmを加えた値を入力します。

また入力できる座標は、現時点では緯度経度（10進法）のみとなっています。

今回も前回と同様に実際にPhantom 4 RTK / D-RTK 2モバイルステーションで撮影した写真から写真に付与された位置情報のみで解析した値を検証してみました。

弊社小野市のテストフィールド内に5枚の対空標識（サイズ50cm×50cm）を配置して、Phantom 4 RTKは解析値と測量機での実測値とで比較します。

解析ソフトはMetashape（旧Photoscan）を用い、検証のためにソキアGNSS受信機GCX2を使用しました。

（今回の設定値）

モード：写真測量2D

飛行高度：25m

撮影枚数：62枚

オーバーラップ：フロント80％サイド65%

地上解像度：7mm

Metashape解析結果

通常通りに写真アライメント後、対空標識はマーカーとして自動抽出します。

「座標データタブ」の推定値アイコンを押すと写真に記録された位置情報のみで算出した対空標識の座標が表示されます。

ネットワークRTKとは異なり、カメラに記録されている高さは既に標高値になっているため、後から変換したり計算し直したりする必要はありません。

今回の結果では、X方向に仕様精度以上の比較的大きな誤差が出ています。

D-RTK 2モバイルステーションの設置に注意して、次の機会に再度確認してみたいと思います。

Photoscanがバージョン1.5になり名称がMetashapeに

Photoscanが新バージョン1.5.0のリリースと共に新たにMetashape（メタシェープ）と名称が変更されました。

主な変更点①

深度マップに基づいた詳細な３Dモデルの生成が可能

高密度クラウド構築時に作成される深度マップから３Dモデルを直接構築することで、より詳細な形状を再現できるようになります。

また処理速度も向上し、メモリの消費量が大幅に削減されています。

主な変更点②

高密度クラウドの自動分類が地面のみから建物、植生、道路、車などの６クラスに対応

これまでの高密度クラウドの自動分類機能は地面のみの対応でしたが、新たに６クラスの分類に対応しました。

③スタンダード版プロフェッショナル版共通の主な追加機能

・カメラキャリブレーションにphoto-invariantパラメータを追加

・カメラ最適化ダイアログにタイポイントの共分散オプションを追加

・写真ビューのツールバーにタイポイント用の残差を表示するコマンドを追加

・バッチ処理のジョブに有効フラグを追加

・深度マップに基づいた詳細なモデル生成モードを追加

・カメラキャリブレーションパラメータの各項目を固定するオプションを追加

・写真ビューに「奥行き表示」オプションを追加

④プロフェッショナル版の主な追加機能

・クラウド処理に対応

・高密度クラウドの自動分類機能に地面、建物、植生、道路、車、人工物のクラスを追加

・写真ツールバーの表示にマーカーの残差を表示するコマンドを追加

・タイルモデル構築のソースデータオプションに深度マップを追加

・DJI XMPメタデータからの位置精度インポートに対応

・タイルモデル構築コマンドにポリゴン数オプションを追加

・DEM構築のソースデータオプションにタイルモデルを追加

・アニメーション設定のインポート/エクスポートに座標系の選択を追加

などとなっております。

DJI Phantom 4 RTK 速報

DJIから2018年10月に測量用の高精度ドローン「PHANTOM 4 RTK」が発表され、10月下旬から受注も開始されました。

今回はいち早くPhantom 4 RTKのご紹介と気になる測定精度についてレポートしたいと思います。

Phantom 4 RTKは、これまでのMATRICE600やMATRICE210に搭載されていたD-RTKとは異なり、測量用機器と同等に使用できるRTKモジュールを備えています。

専用のD-RTK 2 モバイルステーション（固定局）や４Gドングルを使用したNTRIP方式（インターネットプロトコル経由のRTCMネットワーク転送）に接続する機能（いわゆるVRS）と、ポスト処理キネマティック（PPK）に使用する衛星観測データを保存する機能を有しています。そのため、Phantom 4 RTKはどのようなワークフローにも適合する事ができます。

このPhantom 4 RTKに搭載されているRTKモジュールは、1cm+1ppmの水平方向の測位精度、1.5cm+1ppmの垂直方向の測位精度と、5cm*の写真測量モデルの水平方向の絶対精度を実現します。

*晴天時の風速4m/s以下の条件で、高度36m、地上画素寸法（GSD）1cm、オーバーラップ率80%、サイドラップ率60％で飛行している場合。

RTK非搭載のドローンの場合、1平方キロメートルあたり最大40個の標定点（GCP）が必要となり、その設置だけで数時間かかります。正確なRTKナビゲーション測位システムと高性能イメージングシステムを内蔵したPhantom 4 RTKであれば、この面倒な多くの標定点を設置する必要がなく、設置時間を少なくとも75％短縮できるとの事です。

更にTimeSyncという新しい技術を使う事で、フライトコントローラ/ カメラ/ RTKモジュールの位置を絶えず調整し、正確な測位データをカメラのCMOSセンサーの中心に固定する事ができるため、撮影した画像に対してもcmレベルの測位データを付与する事ができます。

プロポの端末は固定式となっており、新しく「 GS RTK（GSR）」というアプリが使用されます。GS RTKアプリは、従来のマニュアルによる飛行モードに加えて、写真測量とウィポイント飛行の2つのプランモードを搭載しています。

Phantom 4 RTKはDJIにとって全く新しいカテゴリーの製品になります。しかしながら完全な測量機としての機能を備えているにもかかわらず、システムは既にオールインパッケージとして完成されており、その完成度の高さには正直驚かされます…

ケースに収納された状態。従来のPhantom 4 PROのケースよりも二回りほど大きいです。またプロポのバッテリは、CENDENSEと同様の着脱式となり専用の充電器と充電ハブが付属します。

機体とプロポ。

機体上部の円柱状の突起物の中にRTK受信機とGNSSモジュールが収納されています。

これ以外の機体サイズは、Phantom 4 PROと同じですので、逆に驚きです。

さらに機体重量は1391gで対Phantom 4 PRO（1388g）ですとわずか3グラムしか変わりません…

プロポはデザインこそ似ていますが、全く新しい仕様となっており、端末は固定式となっています。

プロポの背面。下に見えているスティックタイプのUSBモジュールが、専用ドングルとなっており、これに市販されている通信用のSIMカードをセットして、ネットワーク型RTKとしての運用ができるようになっています。

※補正情報配信サービスプロバイダとの契約は別途必要となります。

背面中央部のふたを開けると外部バッテリが装着できます。

実際にPhantom 4 RTKで撮影した写真から写真に付与された位置情報のみで解析した値を検証してみました。

弊社の兵庫県小野市にあるテストフィールド内に5枚の対空標識（サイズ50cm×50cm）を配置して、Phantom 4 RTKは解析値と測量器での実測値とで比較します。

解析ソフトは、Photoscan　検証のためにソキアGNSS受信機GCX2を使用しました。

専用アプリであるGS RTKの写真測量モードを使用して、自動飛行にて解析に必要な写真を撮影します。

GS PRO並みの細かいパラメータの設定はまだできませんが、現時点では、マニュアル飛行に加えて、写真測量２D　写真測量３D　ウェイポイントの3つの自動飛行モードが使用できます。

（今回の設定値）

モード：写真測量３D

飛行高度：30m

撮影枚数：165枚

オーバーラップ：フロント80％サイド60%

地上解像度：8.14mm

Photoscan解析結果

通常通りに写真アライメント後、対空標識はマーカーとして自動抽出します。

「座標データタブ」の推定値アイコンを押すとマーカーの座標欄に写真に記録された位置情報のみで算出した対空標識の座標が表示されます。

推定値画面の拡大。

ただしPhantom 4 RTKで画像に付与される位置情報の高さは楕円体高となっていますので、現地のジオイド高を反映させる必要があります。

結果は、水平方向は最大でも15mm、平均で7.2mm　高さ方向でも最大18mm、平均12.2mmとPhantom 4 RTKの測位精度スペックを立証できる結果となっています。

Phantom 4 RTK　恐るべしです…

ライカ Cycone REGISTER 360 がバージョンアップされました

ライカジオシステムズの点群合成ソフト Cyclone REGISTER 360 がV1.5.0にバージョンアップされました。

今回の変更内容のメインは、先月に発表されたライカジオシステムズの新型レーザースキャナー RTC 360 に対応した事ですが、超小型イメージングスキャナー BLK360 の使用時においてもいくつかの機能アップがあります

▽ライカ新型レーザースキャナー RTC360

国内ではまだ発売はされていませんが、非常に楽しみな機械です。

まず BLK360 にはこれまでのレーザースキャナーには搭載されていない赤外線カメラが内蔵されており、表面の温度を測る事ができます。ただしその赤外線画像は、専用アプリか上位ソフトウェアの Cyclone-REGISTER でしか見ることはできませんでした。

今回のバージョンアップにより、ようやく Cyclone REGISTER 360 でも見る事ができるようになり、かつ計測した温度値を確認する事もできるようになっています。

▽ライカ BLK360 搭載の赤外線カメラ

赤外線画像は BLK360 で計測したデータを Cyclone REGISTER 360 に取り込み、機械点視点を表示します。

通常ですと撮影したデジタル写真の画像が表示されると思います。

その状態からツールバーの「画像タイプ」タブをクリックすると表示される「IR画像」を選択します。

（注意）赤外線画像は、現時点では BLK360 本体での計測かもしくはライカ純正アプリでの計測時のみ記録されます。ReCAPモバイルアプリを使用して計測した場合には、記録されませんのでご注意下さい。

▽表示された赤外線画像。図中の色の付いている部分です。

赤になるほど温度が高く、青にあるほど温度が低いことを表しています。

図中の蛍光灯の場所が周囲よりも温度が高くなっていることが分かります。

▽見難いかもしれませんが、任意の箇所の表面温度を測定する事も出来ます

温度の測定は1度に1か所しか表示できませんが、画面をキャプチャしてあとで解析レポートに貼り付ける事ができますので、問題はないと思います。

▽図中の赤い部分は、小型冷蔵庫の側面です。写真では分かりませんが、赤外線画像だと温度が高いことが分かります。

また赤外線画像は、計測した点群データ（背景のグレーの画像）上に貼り付けられるため、輪郭などがはっきり分かるため赤外線イメージだけよりもはるかに分かり易いのが良いです

ただ、点群データの計測範囲が360°（水平方向）× 300°（鉛直方向）に対して、赤外線画像は360°（水平方向）×70°（鉛直方向）しかありません…（図中の色の付いている範囲のみ）　残念…

次の機能です。

点群を合成した時にきちんと合成できているか確認するためのツールとして合成した点群データを任意の箇所でスライス表示できる「TruSliceｒ（トゥルスライサー）」という機能があるのですが、これまでは Z方向しかスライスできなかったのが、X Y Z　いずれの軸に対してもスライス表示ができるようになっています。

▽「TruSlicer」で表示したZ軸方向の断面

画面下の2つのスライダーでスライス幅とスライス位置を調整できるようになっています。