3次元再構成と座標変換の基本：現場で本当に難しいのは数式よりも座標を揃えること

LiDARを複数台、現場に設置する。3DビュアーやBIMと重ねる。最終的にダッシュボードでは「待機列の長さ」「滞留人数」「テナント前の通行量」をメートル単位で出す。ここまで来て初めて気づくのは、数式そのものよりも、座標を最後まで一貫させることが圧倒的に難しいという現実です。

センサー1台あたり数センチのズレでも、ゾーン境界で「列に並んでいる／いない」「危険接近である／ない」の判定が逆転します。

1. 図面と現場は、必ずズレる

計画段階の図面では、LiDARは天井の理想的な位置に綺麗に並びます。実際の現場では、そうはいきません。

• 梁・配線・消防設備で設置点が数十センチ動く
• 看板・什器の影響で角度を当初設計から振らざるを得ない
• 三脚運用では、開店前後の床清掃や来客動線で微小な位置ズレが日常的に発生する

外部パラメータ（センサー外部姿勢）は一度キャリブレーションして終わりではなく、運用の中で継続的に検証する前提で設計する必要があります。

2. 「見た目」よりKPIに効く座標精度

3Dビュー上では多少のズレは目立ちません。しかし、ゾーン定義に依存するKPIは座標誤差をそのまま吸い込みます。

影響を受けやすい代表例

• 待機列長：列ゾーン境界と直交方向のズレで、列の人数判定が±1〜2人ずれる
• 店舗前通行量：ゾーン境界をまたぐ歩行の判定が前後する
• 危険接近：1メートル閾値に対し、20cmのズレが警報の有無を変える
• 滞留時間：境界またぎが頻発する位置に立つと、複数滞留として計上される

3. 座標系をプロダクトの一部として扱う

HULIXでは、座標を以下の5レイヤーで分けて管理しています。

1. センサー座標：各LiDAR個体のローカル系
2. 地図座標：建物・敷地に固定したワールド系
3. ゾーン座標：分析用に切り出した運用ゾーン
4. ダッシュボード座標：UI上で人が見る投影
5. レポート座標：レポート出力時にメートル単位で固定する座標

地味な構成ですが、これがあるかないかで、解析条件の変更、過去データとの比較、複数期間レポートの突合の難易度が変わります。場当たり的に座標変換を書くと、現場改善のたびに過去データと比較できなくなるのが最大のリスクです。

4. 現場で必ずやる検証

運用開始前と運用中の両方で、以下を必ず実施します。

• 既知の床上マーカー（既存ラインや柱角）を使った三点照合
• 歩行軌跡の残像チェック（柱で軌跡がブレていないか）
• 2台のLiDARが重複観測する領域での同一人物のID一致
• 運用1週間後の外部パラメータ再推定

まとめ

• 3次元再構成の難しさは「数式」ではなく「座標を運用で揃え続けること」にある
• 数センチのズレが、ゾーン依存KPIの信頼性を崩す
• 座標系を5レイヤーで分け、プロダクトの一部として運用する
• 運用開始後も、定期的な再キャリブレーションを前提に設計する