丨重要ポイントの振り返り丨
01 / 本プロジェクトでは、Manifold Tech自社開発のMindSLAM™アルゴリズム、手持スキャナManifold Tech Pocket および付属のロボットドッグを用いて、光が不足し、幾何学的制約が不足し、GPS信号のない複雑な「都市地下管網」環境における空間高精度データの迅速で安定した正確な捕捉を行い、精度が0.04％のリアルタイムカラー定位とモデリングを完了しました。
02 / Manifold Techの効率的なデータ後処理MindCloudプラットフォームを通じて、収集現場でノートパソコン一台を使用して0.2倍の収集時間内に空間データの後処理を完了することができ、大範囲の劣化したシーンのデータ品質を向上させ、現場で最終結果を得ることができ、再作業を排除しました。
丨ニーズの背景丨
近年、中国だけでなく世界全体においても、地面陥没事故が頻繁に発生しています。基本的な原因としては、施工による擾乱、地下管線の老朽化と崩壊、水文地质条件、および道路荷重が過大であることが挙げられます。
都市の地下管網は、水道、排水、電力供給、ガス供給、通信などに分かれ、都市のインフラストラクチャーの重要な部分を占めています。都市建設の急速な発展に伴い、我国では近年、地下空間の開発と利用が強化され、都市に敷設される地下管網が増加しています。
しかし、地下管網は所有権を有する団体が多く、統一的な規範管理が不足しています。また、一部の地下管網はアーカイブ資料が不十分であり、地下管網の状況が不明瞭です。さらに、地下管網の隠蔽性のために、実際の位置や埋設深度を特定することができず、建設工事中に地下管網が損傷するケースがしばしば発生し、都市の建設管理と旧市街の再開発に潜在的なリスクをもたらしています。
旧市街の再開発、地下管網 / 2024年10月ニュース
「現在、我国の都市発展は、増分建設と既存の更新を並重とする段階に入っており、今後の数年間で都市の改造と更新の任務はますます重くなります。例えば、都市の重要な**「インフラプロジェクト」である地下管網の建設と改造については、関係方面によると、今後5年間で改造が必要な都市のガス、給排水、熱供給などの各種管網の総延長は約60万キロメートルで、総投資需要は約4兆円に達する見込みです**。」
—— 国家発展改革委員会副主任・劉蘇社（人民網）
丨伝統的な地下データ取得方案丨
過去、地下管や溝などのシーンに対しては、人間が入り、全站儀などの据え置き型スキャナを使用して地下データを取得する方案が多用されていましたが、人身安全を危険にさらし、効率が低いという問題がありました。また、地下管環境の低照度、特徴が少ない退化シーンの特徴により、純粋な視覚やLiDAR（レーザー探知）移動建図方案の一部の原理仮定が成り立たなくなり、感覚アルゴリズムのロバスト性（堅牢性）に大きな挑戦をもたらしました。
質感が乏しく、繰り返しの構造や照度が不足している場合に直面すると、市場にある一部のSLAM（同時局所化とマッピング）デバイスは退化する挑戦に直面し、スキャンの姿勢を失い、マッピングがずれることになり、データの完全性と信頼性に影響を与えます。
クリックで切り替え（伝統的な手動点検モード / 据え置き型自動スキャナーモード）
丨プロジェクトの機器および解決策丨
01 / プロジェクトのデータ収集機器
限られた空間の地下管や溝に対して、Manifold Techはアルゴリズム上でフロントエンドのマルチセンサ退化防止モード、バックエンドのグローバルBA（Bundle Adjustment）ループクロージャのフルスタックソリューションを革新的に提供しました。ハードウェアにはManifold TechのポータブルスキャナPocketと付属の四足型バイオミメティックロボットドッグを使用し、データの後処理にはManifold TechのMindCloudで精度を向上させ、最終的にMindCloud Renderプラットフォームを使用して3DGS技術で成果を展示します。
Manifold Tech Pocketの退化防止方案
Manifold Tech Pocketは、独自開発のMindSLAM™アルゴリズムに基づいており、複雑な退化シーンに対応するための専用設計されています。極端に光が不足し、特徴点が少ないトンネル環境でも、1キロメートル以上の連続安定スキャンを実現できます。MindSLAM™アルゴリズムシステムは、リアルタイムで主要センサーの状態を監視し、監視結果に応じてデータ処理戦略を柔軟に調整し、あらゆる環境で信頼性の高いサービスを提供することができます。さらに、MindSLAM™はスマートな環境適応能力を備えており、AIアルゴリズムを使用して異なるシーンや照度条件に応じて自動的に計算メカニズムを調整し、精度、ロバスト性、安定性を向上させることができます。また、MindSLAM™は高度なループクロージャ検出機能を備えており、経路を認識して最適化し、システムの安定性と正確性をさらに向上させます。
センサー融合の精度の高いレベルとスマートなアルゴリズム戦略の最適化を通じて、MindSLAM™はデータの高精度と連続性を保証し、極めて機器が過酷な環境に適応し、信頼性を高めます。これにより、タスクを始めてから終えるまでを確実に完了することができます。この結果、Manifold Tech Pocket製品シリーズは、地下管網やトンネルなどの退化シーンで、他に代えがたい優位性を発揮します。
Manifold Tech Pocket ロボットドッグ搭載方案
狭小空間や危険なトンネルに対応するため、Manifold TechはManifold Tech Pocketを搭載したロボットドッグの方案を設計しました。ロボットドッグのコンパクトなサイズと優れた移動能力を活用し、リアルタイムで高品質な三次元データの収集と再構築を実現するManifold Tech Pocketを搭載することで、限られた空間での効率的なデータ収集を完了します。
特に危険で、低照度の複雑な環境において、Manifold Tech Pocketを搭載したロボットドッグの方案は、効果的に人間の代わりに効率的なデータ収集を完了することができます。狭小区域のデータの完全性を確保するだけでなく、「人間中心」の技術思考に基づいて、データ収集員の安全を守ります。
Manifold Tech Pocket 船舶搭載方案
河川や溝などの複雑な環境においては、伝統的な据え置き型の方案は、移動する河川で機器を固定できないため、作業を実施することが難しくなります。同様の移動型データ収集機器は、シーンの制限により作業を完了することができません。Manifold Techの移動型作業方案は、その革新性と効率性によって、この難問に完璧な解決策を提供します。この方案では、作業員が船に乗ることで、手動で機器を操作して簡単に移動しながらデータ収集を行うことができ、作業の柔軟性と利便性を大幅に向上させます。
Manifold Techの移動型作業方案がこのような厳しい条件下で効率的な操作を実現できる理由は、主に三大コアアドバンテージにあります。まず、起動速度が非常に速いです。一人で手に持つ場合、機器はたった5秒で迅速に作業を開始することができ、初期化環境に依存せずに、準備時間を大幅に節約し、労働効率を高めます。次に、アルゴリズムの安定性が非常に高いです。最先端のMindSLAM™アルゴリズムを組み合わせることで、条件が厳しい河川環境でも、作業の安定性と信頼性を保証し、作業員は機器の性能を心配する必要がなく、作業に集中することができます。最後に、データ処理速度が非常に速いです。効率的な後処理技術のおかげで、現場のスタッフは数分以内に処理後の結果を手に入れることができます。その場で最終データを確認することができ、オフィスに戻ってからデータに問題が見つかり、再作業が必要になるという尴尬な状況を完全に避けることができます。
Manifold Techの移動型作業方案は、その卓越した性能と革新的な技術によって、河川や溝などの複雑な環境における測量やモニタリング作業に、かつてないほど便利で効率的なものを持たらします。緊急な任務に対応する場合も、日常の作業を行う場合も、簡単にこなすことができ、作業のスムーズな進行を保証します。現場でリアルタイムに正確なデータを入手することで、労働効率を向上させるだけでなく、作業の正確性と信頼性を高め、毎回の作業をより手際よく行うことができます。
02 / プロジェクトのデータ後処理
収集された大量の三次元データと画像データは、Manifold Tech MindCloudプラットフォームに送信され処理されます。後処理ではまず、RTK-GPS拡張モジュールの支援により、断続的な複数回の作業で収集されたデータが自動的にシームレスに一枚の完全な点群図に結合されます。その後、スキャンされた点群データに対してノイズ除去、動的物体除去、グローバルループクロージャなどの操作を行い、大シーンにおける元データの精度と品質を向上させます。
デバイスが同期して収集した高精細なデジタル一眼レフカメラの写真は、一枚の地図に同期して収集されます。後処理では、高精細写真の人工知能による視覚解析を通じて、壁にひび割れがあるかどうかやその他のリスクを全自动で判断することができます。
重点的に注目する必要があるシーンに対しては、MindCloud Renderが3DGS技術を使用して、視覚的にリアルなガウシアンスプラッティングモデルをレンダリングすることができます。
丨成果の展示とプロジェクトのハイライト丨
01 / 成果の展示
Manifold Techの独自のMindSLAM™高性能アルゴリズムは、光が不足し、特徴が不明瞭で、GPS信号がないなど複雑な環境下でも、安定した三次元データの収集とナビゲーション機能を実現します。スタックの解決方案を通じて、都市の複雑な管網シーンの三次元データの取得難易度を一貫して下げます。収集された高精細/マルチスペクトル写真と三次元データを分析することで、地下に存在する管の詰まりや安全上の危険が一目瞭然になります。
02 / プロジェクトのハイライト
ロボットドッグのリモートセンシング + 自律航行データ収集
Manifold Tech Pocketを搭載したロボットドッグの解決方案は、リモートセンシング + 自律航行方式を採用しています。ロボットドッグのしなやかな四肢は優れた通過能力を備えており、狭小なエリアのデータ収集の完全性を保証します。
さらに、搭載されたManifold Tech Pocketスキャナはリアルタイムで位置を特定し、精度が6 - 8mmのリアルカラーの高精度マップを生成することができます。低照度や特徴の少ない環境による退化問題も克服することができます。
安定性と効率の100倍向上
Manifold Tech Pocketは自社開発のMindSLAM™アルゴリズムと最適化されたハードウェア構成を採用しており、内外業処理時間比は1:0.2程度です。業界標準の1:20の処理速度と比べて、計算効率が100倍向上しています。効率性を高める一方で、大範囲の作業におけるロバスト性和精度も兼ね備えています。
コスト削減と効率向上、操作の簡便性
Manifold Techは「地下管網と都市データ収集および三次元再構築プロジェクト」の主要な方案設計者であり、ハードウェアの供給者でもあります。短時間でスキャンを完了し、高精度の三次元データモデルを提供するだけでなく、一貫した解決方案を提供しました。これは、地上データ収集用のManifold Tech Pocket、ロボットドッグを搭載した解決方案、効率的な後処理プラットフォームであるMindCloudとMindCloud Renderを含んでいます。
一貫した解決方案は、効果的にお客様がコストを削減し、投入対効果を高めることができます。お客様が安心して利用できるだけでなく、高品質な成果物の迅速な納品を保証します。
低照度、GPS信号なしの複雑なシーンで安定したデータ収集；
専門家が高品質なデータの詳細と精度を保証；
短時間でリアルタイムモデリングと効率的な後処理を完了；
一貫した解決方案でお客様を安心させ、信頼を得る。
技術の力で都市の改造と更新を強化
技術を善の方向へと導き
安全でスマートな社会を共に築く
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