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24時間体制で倉庫の安全性を高めるコンピューター・ビジョン

危険の検出、衝突の防止、24時間体制での作業員保護など、コンピュータ・ビジョンが倉庫の安全性をどのように高めるかをご覧ください。

倉庫といえば、安全性と効率性が重要だ。倉庫にはフォークリフトやベルトコンベヤー、自動化されたシステムなどが設置されていることが多く、継続的に稼動しなければならないため、時には事故が発生することもある。例えば、フォークリフトの安全性は大きな関心事であり、労働安全衛生局(OSHA)は毎年、推定61,800件の軽傷事故、34,900件の重傷事故、85件の死亡事故を報告している。

警告標識やミラー、手作業による監視といった従来の安全対策には限界がある。死角、ヒューマンエラー、反応の遅れにより、事故を未然に防ぐことは困難です。簡単に言えば、倉庫の安全性を確保するには常に監視する必要があり、これは人間だけでは容易ではありません。

しかし、人工知能(AI)の一分野であるコンピュータ・ビジョンは、リアルタイムの監視と予防的な危険検知を提供することで、倉庫の安全性を高めることができる。具体的には Ultralytics YOLO11のようなコンピュータ・ビジョン・モデルは、物体の検出や人の検出を可能にし、衝突の防止などのタスクをリアルタイムで支援します。

図1.YOLO11 作業者の転倒検知の例。

この記事では、コンピュータ・ビジョンが倉庫の安全性を向上させ、物流業務を改善する方法について詳しく見ていきます。

倉庫の安全性に関する課題

倉庫は機械と作業員が接近して作業する動きの速い環境であるため、事故のリスクが高まります。作業員の安全を確保することは、特に視界が狭く衝突のリスクが高まる混雑したエリアでは極めて重要です。例えば、フォークリフト、AGV(無人搬送車)、パレットジャッキは連続的に稼動しており、適切な監視がなければ、機器同士や作業員同士の衝突が重傷につながる可能性があります。

同様に、ベルトコンベヤーも、作業員が注意を怠れば、安全上のリスクとなる可能性があり、特に可動部付近のアクセスポイントや衣服の緩みには注意が必要である。天井クレーンやリフティング機器も、不安定な荷重や機械的な問題が危険を引き起こす可能性があるため、注意が必要である。これらのリスクを常に認識し、リアルタイムで対処することで、倉庫の安全を保つことができる。

倉庫の安全性に関する最大の課題のひとつは、視界の狭さである。死角や視界を遮るもの、高い保管棚などは、事故が起こる前に危険を察知することを難しくしている。 

スリップ、つまずき、転倒は、特に忙しい環境ではよくあるリスクです。その上、反応の遅れ、判断ミス、疲労などのヒューマンエラーは、厳格な安全プロトコルが実施されていても、倉庫内事故において重要な役割を果たし続けている。 

ミラーや警告信号のような従来の安全対策も有効ではあるが、それらは作業員が危険に気づき、迅速に対応できるかどうかにかかっている。対照的に、コンピューター・ビジョンはプロアクティブ・アプローチを採用し、リアルタイムのAI駆動型モニタリングによってリスクを特定し、事故が発生する前に防止する。

コンピュータ・ビジョンによる倉庫の安全性向上

コンピュータ・ビジョンは、機械が視覚データを分析し、それに反応するのを助ける。画像や映像をリアルタイムで処理することができるため、コンピューター・ビジョン倉庫システムは物体を検出し、動きを追跡し、事故を防止することができる。

手作業による監視に比べ、AIによる自動化は倉庫の安全性をより効率的で信頼性の高いものにする。これは、リアルタイムでビデオフィードを分析できるYOLO11ようなコンピュータビジョンモデルによって可能になる。

特に、YOLO11 サポートする物体検出やインスタンス分割のようなコンピュータビジョンタスクは、フォークリフト、パレットジャッキ、置き忘れた在庫のような障害物を識別し、混雑した環境での衝突リスクを低減することができる。 

また、作業員を検出し、フォークリフトやその他の機械に近接していることを監視し、事故を防止するために使用することもできる。このようなビジョンAIシステムは、リアルタイムのアラートを提供し、潜在的な危険をオペレーターに通知するようにプログラムすることができ、事故が発生する前に迅速な対応を可能にする。

図2.YOLO11使った倉庫内の作業員のセグメンテーション。

倉庫の安全性におけるYOLO11 主な用途

次に、倉庫の安全性向上に役立つ具体的なコンピュータ・ビジョン・アプリケーションについて説明します。また、YOLO11 事故防止とリスク管理の改善にどのように利用できるかを説明します。

衝突回避のための物体追跡

オブジェクトトラッキングは、オブジェクトの動きをリアルタイムで継続的に監視するコンピュータビジョンのタスクである。1つのフレームで物体を識別し、ラベルを付ける物体検出とは異なり、物体追跡は複数のフレームにわたって物体を追跡し、システムが動きのパターンを分析し、その軌道を予測します。 

ダイナミックな倉庫環境では、フォークリフト、AGV、パレットジャッキ、さらには個々の荷物が常に動いている場合、オブジェクトトラッキングは特に有効です。物体がどのように動き、相互作用するかを理解することで、倉庫は安全性と効率を向上させることができます。

YOLO11 物体追跡機能により、車両や機器の動きを簡単に監視し、衝突の可能性を予測し、物体同士が接近しすぎた場合に警告を発することができます。また、AI対応の深度推定により距離計算が強化され、誤報が減り、衝突警告の精度が向上します。 

機械を追跡するだけでなく、YOLO11 11は荷物間の距離も計算できるため、自動保管・検索システムの適切な間隔を確保することができる。倉庫管理システム(WMS)と統合すれば、このテクノロジーはオペレーターにリアルタイムで警告を送ったり、動的に移動経路を調整したりすることができます。プロアクティブ・アプローチは事故を防ぎ、倉庫のナビゲーションと在庫整理を最適化します。

図3.YOLO11使ったパッケージ間の距離の計算。

ポーズ推定は作業員の安全性を高める 

YOLO11 ポーズ推定サポートは、体の姿勢を分析し、人間工学的リスクをリアルタイムで検出することで、作業者の安全性を向上させることができます。ポーズ推定は、関節の位置や手足の角度などのキーポイントを使って作業者の骨格構造をマッピングし、動作パターンを分析することで機能する。これらのポイントをリアルタイムで追跡することで、システムはある姿勢が安全か潜在的に有害かを判断することができる。

そうすることで、YOLO11 統合されたビジョンAIシステムは、安全でない屈伸、不適切な持ち上げ技術、疲労に関連する姿勢など、過労損傷のリスクを増大させるものを検知することができる。 

図4.YOLO11 使った作業者の姿勢検出。

このようなコンピュータ・ビジョン・ソリューションが危険な姿勢を認識すると、即座に作業員や監督者に警告を発し、怪我が発生する前に是正措置を取ることができます。これにより、職場での怪我を減らし、人間工学を改善し、倉庫でのより安全な持ち上げや移動の習慣を促すことができます。

危険検出に物体検出を使用 

落下したパレット、置き忘れた在庫、あるいはゴミは、迅速に対処しなければ倉庫の安全上の危険を引き起こす可能性があります。YOLO11物体検知機能は、フロアを継続的にスキャンし、人間の監督者が見逃してしまうような障害物を特定することで役立ちます。

コンピュータ・ビジョンは、固形物の検出だけでなく、床面の状態を監視して、スリップやフォークリフトの横滑りの原因となる液体の流出を検出するのにも使用できる。反射や表面のテクスチャーを分析することで、安全な場所と危険な場所を区別し、事故防止に役立てることができる。

人体検知は、非常口や安全通路を確実に確保することで、安全性をさらに高めます。うろうろしている人のような障害物が検出された場合、システムはスタッフに警告を発し、行動を起こすよう促します。

倉庫の安全性におけるコンピュータ・ビジョンの長所と短所

倉庫の安全にコンピュータ・ビジョンを使用する主な利点は次のとおりです。

  • 拡張性: YOLO11 統合されたコンピュータ・ビジョン・システムは、小規模な倉庫から大規模な物流センターまで、あらゆる規模の倉庫に導入することができ、さまざまな業務ニーズに対応することができる。
  • カスタムトレーニング 倉庫特有の条件に対応 YOLO11 、倉庫固有のデータセットでトレーニングすることで、固有の危険、設備、ワークフローパターンを認識し、検出精度を向上させることができる。
  • 常時監視とモニタリング:人間の監督者とは異なり、コンピュータ・ビジョン・システムは24時間稼働し、疲労や注意力の低下なしに倉庫の活動を継続的に監視することができます。

しかし、他のテクノロジーと同様に、コンピュータ・ビジョン・ソリューションを導入する際に考慮すべき制限もある: 

  • 環境の制約: コンピュータ・ビジョン倉庫システムは、照明が不十分であったり、表面が反射しやすかったり、まぶしかったりすると、精度を向上させるためにマルチ・センサー・フュージョンが必要になる。
  • レガシーシステムとの統合:
    ‍ 既存の倉庫自動化プラットフォームは、コンピュータビジョンモデルを完全にサポートするために、修正や追加インフラが必要な場合があります。
  • 遮蔽と死角: 対象物や作業員が設備や棚に遮られ、検出精度が低下することがあります。そのため、カメラを戦略的に配置することで、あらゆる角度をカバーし、死角を最小限に抑えることができます。

AIを活用した倉庫内安全の未来

今後、AIを活用した倉庫の安全性と危険検知の未来は、IoT(モノのインターネット)センサーと5G接続の統合によって形作られる可能性が高い。

IoTとは、インターネットに接続され、相互に情報を交換できるセンサー、機械、設備などのデバイスのネットワークを指す。倉庫では、フォークリフト、ロボット、在庫システムなどの機器がリアルタイムで通信し、状態や動きに関する重要なデータを共有できることを意味する。 

5G(最新・最速の無線技術)と組み合わせることで、これらのシステムはほぼ瞬時に情報を送受信できるようになり、全体的な効率と応答性が向上する。

この接続されたセットアップにより、フォークリフトやロボットが人間の作業員と一緒にスムーズに作業できるように、コンピューター・ビジョンを使用することが可能になる。IoTセンサーからのリアルタイムのデータにより、自動化システムは周囲で起きていることに基づいて行動を調整することができ、安全上のリスクを減らし、ワークフローを改善することができる。これらのシステムは、環境の変化に迅速に対応することができる。

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