| 研究課題/領域番号 |
26420827
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
田中 太氏 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70432854)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 計画・設計・生産システム / 労働安全 / リスク評価 / モニタリング / 作業 |
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| 研究実績の概要 |
近年、産業界へ導入が進む労働安全衛生マネジメントシステムOHSAS18001では、「事業者は労働安全の実績を定期的にモニタリングおよび測定するための手順を確立し維持すること」を求めている。一方、造船所の労働安全管理の現状は、労働災害のハザード(潜在危険)の同定やそのリスクの評価は、管理者の経験や言葉によるあいまいな分析が多い。本研究では、作業安全に関わるハザードのリスクを定量的にモニタリングすることを目的に、作業する作業者の動画像の画像処理による造船工場の作業・安全状況の定量的な評価と、画像処理に有効な動画像の撮影方法に関する検討を行っている。
前年度は動画像の画像処理による作業者の位置取得手法の検討を中心に行った。画像による位置の推定方法としては、2方向から撮影する方法もあるが、2台のカメラが必要である。対象面積が広い造船工場への適用を考慮して、1台のカメラによる位置推定を検討した。ここでは、3次元空間から2次元の画像平面上への射影モデルとして、カメラを通して画像平面に射影する様子を行列で表される写像として扱い、位置を推定する。画像処理によって作業者の位置情報を取得するためのプログラムを開発し、屋内のモックアップ、実際の造船工場の建屋内の現場で撮影実験を行い、手法の有効性を検討・確認した。
今年度は、前年度の検討から作業者を捉えやすい撮影アングルを考慮して、屋外のブロック組立工程を対象に撮影実験を行った。さらに、一つの作業工程の全体を対象にし、準備作業から始め、主作業、片づけ作業までの一連の作業を分析するとともに、作業者だけでなく作業者が用いる機械の位置も画像解析により取得し、作業状況の定量的な評価の検討を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
作業・安全の状況を定量的にモニタリングすることを目的に、作業者の位置情報を取得、作業者の位置情報を用いた作業安全観測とその評価、画像処理に有効な動画像の撮影方法を目標としている。
画像処理を目的にした撮影方法については、屋内のモックアップと、実際の造船工場においては、建屋内、屋外の船台において撮影実験を行った。カメラの位置、アングル、台数などを検討した。
画像上の作業者の抽出方法の検討では、撮影環境としての造船工場の課題を整理した。例えば、建屋内では光環境では照度が低いだけでなく、鋼板の切断や溶接に伴う強い光の不規則な点滅などにより光環境の変化が大きい。また、画像から動体を抽出する方法は背景差分法が良く用いられるが、造船工場では鋼板、部材、機械が移動することから、背景が変動し、改良が必要である。これまでに作業者の身体の特定の部分の色を抽出するする色相分離法を提案・適用した。実際の造船工場において2種類の作業現場に適用し、概ね作業者を抽出できることを確認した。また、作業者だけでなく、作業に使う機械の抽出も検討した。
画像から作業者の位置の推定方法の検討では、1台のカメラ画像から位置推定をするためにホモグラフィ変換法を検討してきた。これは実空間の既知の4点と画像上のその4点を対応させる写像を求めておき、画像上の位置の写像として作業者の位置情報を求める方法である。作業空間の高低差の影響についても調べた。実空間の地図情報の取得方法については、3Dスキャナーによって計測した工場の3次元データの活用などを検討した。
実際の作業現場における作業・安全の状況の評価の検討では、地図上の不安全状態が予測される場所と抽出した作業者の軌跡の関係から作業者の安全状態について検討した。また、作業観測によるデータと作業者・溶接機の位置の相関から作業のボトルネックの抽出について検討した。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、画像からの作業者の位置取得、作業・安全性の評価への適用について検討を進める。
画像処理を目的にした撮影方法については、造船工場の建屋等は広いため、1台のカメラでは映せない。対象をある程度の大きさで映す場合、1台のカメラでカバーする領域は限られるため、撮影区画の区割りやカメラの設置場所の検討を続ける。
画像上の作業者の抽出方法の検討では、画像処理に適した画像上の作業者の撮影方法の検討と共に、識別マーカーや反射材などによる抽出も検討する。色相分離法に適した色相の再検討だけでなく、他の画像抽出法についても検討を続ける。
画像から作業者の位置の推定方法の検討では、位置推定の誤差の抑制や作業工程全体を捉えることを目的に、アングル、台数などの撮影方法に関する検討と合わせて検討する。また、2台のカメラを用いた3次元空間における位置推定の方法についても、実際の造船工場において設置・撮影する際の課題について検討・整理する。
造船工場の作業・安全状況の定量的な評価の検討では、人と機械の位置関係、作業観測データの相関についての分析を進め、不安全状態や作業のボトルネックの抽出の方法や評価について検討を続ける。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実際の造船所の工場における撮影実験や作業・安全の状況分析への適用を優先的に進めたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は2台のカメラによる撮影方法の検討も進めるため、その費用にも充てる予定である。
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