LiDAR 3D体積測定の仕組みと精度｜積載量を数字で管理する

2026-10-01 · 基準日 2026-10-12

LiDARは地面を基準面として、積載物表面の3D座標を数千点以上収集し、その点が作る面と地面の間の体積を積分して算出します。廃棄物・原材料の山を自動計測する方法も同じ原理です。条件が整えば誤差1%前後まで可能です。

ヤードに積まれた原料の山の前で「あれは何トンくらいだろう」と首をかしげたことはありませんか。私もこの質問をよく受けますが、返ってくる答えはたいてい「経験上これくらい」です。

問題は、その経験値が毎日変わることです。山の形は昨日と今日で違うのに、数字は1か月前の実地調査の値のままなのです。

目分量の在庫は、結局コストになる

従来の方法は単純です。人が山の上に登ってメジャーを当てるか、形をいくつかの図形に分けて計算します。しかし人によって測る位置と基準が違うため、同じ山でも値が10%以上開くことがあります。

この数字は在庫資産と発注にそのまま反映されます。実際より少なく見積もれば生産が止まり、多く見積もれば資金が倉庫に眠ります。だからこそ「だいたい」が許されない項目なのです。

LiDARはレーザーを照射し、戻ってくるまでの時間で距離を測り、その点を集めて表面を復元します。人が登る必要も、作業を止める必要もありません。

ここで重要なのが基準面です。まず空の床の高さを記録し、その上に積まれた表面までの体積を積み上げていきます。粉塵の多い屋内サイロのように遮蔽が厳しい場所では、複数の方向から測定して空白を補います。

米国パデュー大学の研究チームがインディアナ州交通局と共同で2022年に発表したシステムは、バルク資材の山の体積を誤差1%未満で推定し、施設あたりの測定時間は10分未満でした。国道路線のパイロットでは、LiDARの値を基準に±2%程度を目標とした例もあります。

精度が常に一定というわけではありません。ドローンLiDARマッピングの研究では、材料が壁に寄って遮蔽が厳しいときに誤差が11%まで広がり、スキャン角度を変えて遮蔽を減らすと0.14%まで縮んだ事例があります。同じセンサー、同じ山で、設置方法だけを変えた結果です。

高価なLiDARを付ければすぐに1%の精度が出ると期待する方も多いものです。しかし実際の誤差を左右するのは、点密度、遮蔽、そして基準面をどう取るかです。センサーのスペックは出発点にすぎません。

体積測定の精度は、センサーのデータシートではなく設置設計から生まれます。どこに何台を、どの高さと角度で設置するかを決めることが、体積計算より先なのです。

在庫の数字を信じて発注しようと考えているなら、まず「この現場にどう設置するか」を描いてみることをおすすめします。その絵ができれば、あとは計算の問題です。