こんにちは。AIといえばデータ解析や音声解析、物体検出などその活用方法は多岐にわたりますが、中でも画像の解析技術に関しては事例も多くご存知の方も多いのではないでしょうか?

そんなAIの画像解析技術を活用し、建設現場などの重機との接触災害を回避する技術を「清水建設」と東京大学発のAIベンチャーである「株式会社Lightblue Technology」が共同で開発したとのこと。

清水建設:開発計画立案、実験・評価
Lightblue Technology:AIエンジン開発、システム構築

AIカメラで人の姿勢や体の向きを問わない、高精度な検知を実現

この度、両社は山岳トンネル現場における人と重機との接触災害の根絶を目指した「AIカメラ監視システム」を開発。システムは単眼のカメラユニットと画像解析AIで構成されており、重機への搭載型となっています。

システムは画像解析AIを用いて、重機に取り付けた単眼カメラの画像から重機周辺の危険区域内にいる作業者を瞬時に検知。検知すると警告音、ライトの点灯、モニターへの表示等でアラートを発報するとのこと。

最大の特徴とされている点として、画像解析AIに組み込まれた「骨格推定アルゴリズム」によって、カメラ画像に映り込む人の関節の動きから、頭や腕、足などの骨格をリアルタイムに推定し、時々の姿勢、ポーズまで認識できるという点があげられています。


出典:清水建設

使用する単眼カメラは、コンパクトで安価なものを活用できるそうで、高価なステレオカメラを活用することなく、それと同等の距離推定精度を確保できるのが大きな特徴とのこと。

開発背景

建設現場で発生する災害の中でも、重機の接触災害が占める割合は全体の約2割にも上ります。特に狭い作業空間内で複数の重機を稼働させる現場である山岳トンネルでは、重機と作業員の接触を回避することが安全管理上の課題となっているそうです。

現状、その重機接触災害を防止する技術として、ステレオカメラを用いた人の検知と重機からの距離を推定するカメラ監視システムが既に製品化されていますが、既存の製品は導入するのに高コストのものが多い上に、機能面においてもしゃがんだ状態の人を人として検知することが難しいという制約もあるとのことです。

開発された新システムの特徴

今回両社が開発したAIカメラ監視システムの核となる画像解析AIは、人が取る様々な姿勢の骨格部分を機械学習しているとのことで、手荷物等によって画像中に人の身体の一部しか映っていなかったり、不動の場合でも人を検知することが可能とのこと。


出典:清水建設

検知した人と重機との距離については、推定した骨格から得られる足元の位置を基準に求めるそうで、距離が5m以下になると、作業者と重機オペレーターに警告が発せられる仕組みとなっています。

まとめ

行われた実証実験では、9割を超える高い検知精度が確認できたそうで、今後は同社が神奈川県内で施工中の「新東名高速道路萱沼トンネル工事」にこのシステムを搭載した重機を導入し、現場環境下での適用姓を検証していくとのこと。今後、実証結果を基に精度や使い勝手を改良し、2021年中の商品化・外販を目指しているそうです。

高価なステレオカメラを使用することなく、ソフトウェアの力で高精度な検出を実現しているのが素晴らしいですね。これまでもソフトウェアの力で活用ハードの幅を広げるようなものがいくつかありました。

AI等のテクノロジーの登場で、これを実現するにはこの専用ハードが必要になる、という縛りのようなものが随分と少なくなってきましたね。