【LiDAR（ライダー）とは？】iPhone Pro搭載の「LiDAR」の仕組みを解説！〜 土木・建設・測量での活用法についても紹介 〜

最近、よく耳にするLiDAR（ライダー）というワード。iPhone 12 Pro /12 Pro Max（iPad Pro）以降の機種に標準搭載されたことで、話題になっている。

計測技術らしいということは理解できるが、「じゃあどんな技術なの？」と聞かれて、あなたは正確に答えられるだろうか？

この記事では、iPhone 搭載の「LiDAR」について、基礎から活用法までを解説していく。

LiDARとは？レーザー光で距離を測る3次元計測技術

LiDARは「Light Detection And Ranging」の略称で、日本語では「光による検知と測距」といった意味になる。

自動車の自動運転や地形計測、測量、インフラ点検、AR（拡張現実）など、さまざまな分野で利用されている。


近年では、iPhone ProやタブレットにもLiDARセンサーが搭載されるようになり、専門機器だけでなく、身近なデバイスを使った3次元計測も可能になってきた。

では、LiDARはどのような仕組みで、対象物の形状を3次元で捉えているのだろうか。

LiDARの仕組みとは？ Radar（レーダー）との違いは？

LiDARの基本的な仕組みは、レーザー光を照射し、反射して戻ってくるまでの時間を利用して距離を求めるというものだ。

光の速度は既知であるため、レーザー光を対象物に照射してから戻ってくるまでの時間を測れば、対象物までの距離を計算できる。

基本的な考え方は、次の式で表せる。


「÷2」となるのは、レーザー光がセンサーから対象物まで移動し、さらに対象物からセンサーまで戻ってくるという往復の距離を測定しているためだ。

LiDARでは、この距離計測をさまざまな方向に対して行うことで、対象物の形状を多数の点として取得する。

この多数の点を集めたものが、点群データである。

点群データをコンピューターで処理することで、地形や建物、構造物などを3次元的に把握できる。

つまり、LiDARは単に「距離を測るセンサー」ではなく、大量の距離情報を取得することで、周囲の形状を3次元データとして捉えられる技術と考えるとわかりやすい。

LiDARとレーダー（Radar）は何が違うの？

LiDARとよく比較される技術にRadar（レーダー）がある。

どちらも電磁波を利用して対象物までの距離や位置などを把握する技術だが、使用する電磁波が異なる。

使用する波の種類と各特徴

波長の違いによる特性差 LiDARで使用されるレーザー光は、Radarの電波と比較して波長が非常に短い（約1,000分の1程度）。この短い波長により、LiDARは以下のような特性を持つ。

	LiDAR	Radar
使用するもの	レーザー光	電波
得意なこと	形状を細かく捉える	長距離・悪天候下での検知
代表的な用途	3D計測・測量・自動運転など	自動車・気象観測・航空など
特徴	高い空間分解能	雨・霧などの影響を比較的受けにくい

LiDARは、一般にレーダーよりも短い波長の電磁波を使用するため、対象物の形状を細かく捉えやすいという特徴がある。

一方、レーダーは電波を利用するため、雨や霧などの環境下でも比較的安定して検知できる。

ただし、「LiDARのほうが必ず高精度」「Radarは何cm、LiDARは何mm」と単純に比較できるものではない。


そのため、建設・測量用途では、用途に適したセンサーや測量システムを選択することが重要だ。

LiDARの種類

LiDARは、搭載される場所や用途によってさまざまなタイプがある。


代表的なものとして、以下のように分類できる。

• 車載型LiDAR
• 航空型LiDAR
• 地上型・据置型LiDAR
• モバイル型LiDAR
• スマートフォン・タブレット搭載型LiDAR

それぞれ特徴や得意とする計測対象が異なる。

車載型LiDAR

車両にLiDARセンサーを搭載し、走行しながら周囲の道路や構造物などを計測するタイプだ。


自動運転における周辺環境の認識や、道路・インフラの調査などで活用されている。移動しながら広範囲を計測できることが大きな特徴だ。

航空型LiDAR

航空機やドローンなどにLiDARを搭載し、上空から地形などを計測する方式である。

広い範囲を効率的に計測できるため、地形測量や森林調査などに利用される。

地上からでは入りにくい場所を上空から計測できることもメリットだ。

地上型レーザースキャナー

三脚などにレーザースキャナーを設置し、周囲を広範囲にスキャンするタイプだ。

建物や構造物、工場などの3次元計測に利用されている。


高密度な点群データを取得できる機種も多く、高精度な3次元計測を必要とする現場で活用されている。

ただし、専用機器や設置作業などが必要になるため、用途によっては導入・運用の負担が課題になることもある。

モバイル型LiDAR（ハンディタイプ）

LiDARセンサーをハンディ型の機器などに搭載し、人が持って移動しながら計測するタイプだ。

据置型のレーザースキャナーと比較して、機動性に優れている。

スマートフォン・タブレット搭載型LiDAR

LiDAR技術が一般消費者に広く認知されるきっかけとなったのは、2020年にAppleがiPad ProとiPhone 12 Proシリーズに「LiDARスキャナー」を搭載したことだろう。

AppleのLiDARスキャナーは、小型ながらも5,6メートル程度の範囲内の物体までの距離をナノ秒単位で測定できる性能を持つ。

この技術により、ARアプリケーションのパフォーマンスが大幅に向上し、室内の3Dスキャンや暗所でのカメラ性能向上など、新たな機能が実現した。

その後、iPhone 13 Pro、14 Pro、15 Pro、16 Pro、17Pro、18Proシリーズにも継続してLiDARスキャナーが搭載され、アプリ開発者やユーザーによる活用が進んでいる。

LiDARの測定精度はどのくらい？

「LiDARはどのくらい正確に測れるのか？」これは、LiDARについて調べる人が特に気になるポイントだろう。

結論として、LiDARの測定精度を一律に「○mm」「○cm」と決めることはできない。

LiDARにはさまざまな種類があり、センサーの性能だけでなく、測定距離や対象物、周辺環境などによっても結果が変わるからだ。

例えば、以下のような条件が測定結果に影響する。

対象物の表面状態

ガラスや鏡面、非常に光沢のある素材などは、レーザー光の反射特性によって正確な計測が難しくなる場合がある。

反対に、適切にレーザー光を反射する対象物では、安定した計測がしやすい。

測定距離

一般的に、センサーから対象物までの距離が遠くなるほど、取得できる点の密度や測定条件などが変化する。

特にスマートフォン搭載LiDARでは、専用の測量機器と比較して測定可能な距離が限定される場合がある。

測定角度

対象物に対してレーザー光が斜めに当たる場合、反射の仕方によって計測結果に影響が出ることがある。

周辺環境

強い外乱光や雨、霧、粉じんなど、レーザー光の伝搬・反射に影響を与える環境では、測定結果が変化する可能性がある。

したがって、LiDARを利用する際には、「LiDARだから高精度」ではなく、「どのLiDARを、どのような条件で、何のために使うのか」を考えることが重要だ。

LiDARで何ができるの？建設・測量での活用例

LiDARは建設・土木分野でも活用が広がっている。

特に重要なのが、3次元点群データを取得できることだ。

例えば、次のような用途が考えられる。

地形の3次元計測	地面をスキャンして、地形の形状を3次元データとして取得する。
構造物の計測	道路、擁壁、法面、建築物などの形状を3次元で記録する。
面積・体積の算出	取得した3次元データを利用して、面積や体積などを算出する。
現況記録	工事前後の現場を3次元データとして記録し、施工管理や維持管理に活用する。
BIM/CIMとの連携	取得した3次元点群データを、設計・施工段階の3次元データと組み合わせて活用することもできる。

ただし、LiDARで取得した3次元データだけで、必ずしも測量業務が完結するわけではない。

建設・測量では、3次元形状だけでなく、公共座標系などの位置情報が必要になるケースもある。

そのため、LiDARによる計測とGNSSなどによる位置情報を組み合わせることで、より実務に適した3次元測量が可能になる。

LiDARとフォトグラメトリ、レーザースキャナーの違い

建設現場で3次元データを取得する方法には、LiDAR以外にもフォトグラメトリやレーザースキャナーなどがある。

技術	主な計測方法	特長
LiDAR	レーザー光による距離計測	直接距離を測定し、点群を取得
フォトグラメトリ	複数の写真から3次元形状を復元	写真情報を活用できる
レーザースキャナー	レーザーによる高密度な3次元計測	高精度・広範囲な計測に対応しやすい

ここで注意したいのは、「LiDAR」と「レーザースキャナー」を完全に別の技術として考えることも適切ではないという点だ。

広い意味では、レーザースキャナーもレーザー光を利用したLiDAR系の計測技術に含まれる場合がある。

建設現場では、一般に「LiDAR」という言葉がスマートフォンなどのセンサーを指して使われる一方、「レーザースキャナー」は測量・3D計測用の専用機器を指して使われることが多い。

つまり、両者の違いを理解する際には、技術そのものだけでなく、機器の用途や構成まで含めて考えることが重要だ。

LiDARを使ったスマホ測量という選択肢

ここまで見てきたように、LiDARは距離を測定し、多数の点から対象物の形状を3次元データとして取得できる。

この特性を建設・測量の現場で活用する方法の一つが、LiDAR搭載スマートフォンとGNSSを組み合わせたスマホ測量だ。


その代表例が、OPTiMの高精度スマホ測量「OPTiM Geo Scan」である。

LiDARで高精度な3次元測量を実現

Geo Scanでは、LiDARによる3次元計測とGNSSによる位置情報を組み合わせることで、高精度な3次元測量を行える。

つまり、

「LiDARで形状を取得する」

だけではなく、

「GNSSによって位置情報を与える」

という組み合わせがポイントになる。

これによって、現場で取得した3次元データを、建設・土木分野で利用しやすいデータとして扱える。

単点計測では「ミリ単位」の測位精度も実現

さらに、Geo Scanでは2026年3月、単点計測においてミリ単位の測位精度を実現している。

オプティムによれば、独自の測量処理技術によってリアルタイム測位データのばらつきを数mmの範囲に収束させ、水平・鉛直方向ともにミリ単位の精度を実現したとしている。


これにより、従来は自動追尾トータルステーションなどを使って行っていた構造物の位置出しや墨出しについても、スマートフォンを使った測量が選択肢となる。


ただし、測定精度は環境条件やオペレーションによって変動する場合があるため、すべての現場で同一の精度が保証されるという意味ではない。

「誰でも簡単に1人で」のスマホ測量

Geo Scanの特徴は、LiDARそのものだけではない。

LiDAR、GNSS、測量処理を組み合わせることで、従来は複数人や専用機器が必要だった測量作業を、スマートフォンを使って1人で行えるようにすることを目指している。

現在のGeo Scan公式サイトでも、「誰でも1人で簡単に」という操作性と、ミリ精度の測量を大きな特徴として掲げている。

また、Geo Scanは国土交通省のNETISに「LiDARスキャナ付きタブレット等を活用した3次元測量アプリケーション」として登録されている。登録番号はQS-210050-VE。

少人数での測量や経験の少ない職員でも計測しやすい点などが評価され、「VE」を取得している。