valutazione visiva flussi e rischi di interferenza persona ......compagnie agiscono insieme, ad...
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Valutazione visiva flussi e rischi di
interferenza persona veicolo
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Outline
• Introduzione ed obiettivo
• Approccio
• Architettura e dispositivi utilizzati
• Calibrazione e triangolazione
• Identificazione veicoli
• Tracking umani
• Mappa di rischio
• Applicazione al porto di Piombino
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Introduzione
• Gli investimenti sono fra le prime cause di infortunio in ambito portuale
• Avvengono in aree in cui diverse compagnie agiscono insieme, ad esempio in prossimità di una banchina
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
• Le violazioni delle regole e la mancanza di coordinamento aumentano notevolmente il rischio di collisione
• Il monitoraggio dei flussi di veicoli e persone è uno strumento per ridurre il rischio
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Obiettivi
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
• Sistema di visione applicabile in aree portuali
• Monitoraggio per stima del rischio di interferenza
• Previsione del comportamento per stima proattiva del rischio
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Approccio
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
Acquisizione Locale
• Camera + unità calcolo
• Registrazione locale immagini
• Trasmissione Wireless ad unità centrale
• Installate nell’area da monitorare
Preprocessing sessione
• Spostamento dati in unità centrale
• Sincronizzazione video
• Algoritmi di riconoscimento oggetti
• Algoritmi di path prediction
• Triangolazione e colocazione
Analisi globale e risultati
• Valutazione della probabilità di interferenza
• Metriche di rischio
• Output della valutazione del rischio
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Architettura
• N unità locali collegate in rete locale
• Ogni punto dell’area da monitorare è coperto da almeno due camere
• Unità centrale collegata alla rete locale e a internet per il controllo remoto del sistema
• Processing dei dati in remoto
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Processo di analisi dati
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
Acquisizione locale
• Registrazione immagini
• Trasmissione all’unità centrale
Processing immagini
• Yolo per object detection (finalizzato ai veicoli)
• Algoritmo di motion tracking dell’umano basato su Openpose (rete convoluzionale) e Lucas-Kanade
• Algoritmo di path prediction
Calibrazione e triangolazione
• Calibrazione multicamera all’installazione basata su marker Aruco e Structure from Motion
• Ricostruzione 3d degli oggetti e dei path ottenuti al passo precedente
Analisi globale dei risultati
• Valutazione della probabilità di interferenza
• Rappresentazione fruibile per le aziende
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Unità di calcolo
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
Telecamera ELP-usbfhd04h-dl36
• IP 65 per montaggio esterno
• Sensore FHD da 1 / 2.9 pollici
• Compressione H264
• Mount M12
• Connessione USB
Dongle WiFi ALFA AWUS036ACH• Connessione alla rete locale
UP Board
• Processore Intel® ATOM™ x5-
Z8350 64 bits fino a 1.92GHz.
• 4GB DDR3L RAM and 32GB eMMC
• Acquisizione e storage locali
• Gestione connessione di rete e
sincronizzazione
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Scelta delle ottiche
Compromesso fra
• Copertura dell’area da monitorare
• Sufficiente risoluzione per riconoscere veicoli e persone
• Limitazione della risoluzione per evitare l’identificazione delle persone
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Scelta delle ottiche
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
Calcolo di
• Campo di vista
• Distanze per• Identificazione• Riconoscimento• Osservazione• Detection• Monitoraggio
250• Identification
125• Recogniion
62• Observation
25• Detection
12• Monitoring
Risoluzione [ppm] – EN 62676-4
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Calibrazione e triangolazione
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
Obiettivo: Localizzazione e tracking tridimensionale
Calibrazione: ottenere la posa di ciascuna camera in un sistema
di riferimento noto
Triangolazione: sfruttare la presenza dello stesso punto obiettivo
in più camere per calcolarne la posizione tridimensionale
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Calibrazione: tecnica Aruco
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
Detection degli angoli nel marker
Definizone di un sistema di riferimento sul marker
Confronto dei sistemi ottenuti dallo stesso marker su più camere
Matrice di trasformazione fra i sistemi solidali alle due camere
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Calibrazione: SFM e fusione con Aruco
• Estrazione features
• Feature matching/tracking
• Rimozione outlier
• Stima del movimento e della posa
• Bundle adjustments
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Triangolazione
Calcolo della posizione tridimensionale di un punto in un
sistema mondo noto
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Identificazione e tracking dei veicoli
• Analisi delle immagini tramite rete
convoluzionale (Yolo-v3)
• Bounding box dei veicoli nello
spazio immagine
• Livello di confidenza
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Identificazione e tracking degli esseri umani
Baseline: Immagini analizzate da
rete convoluzionale (Openpose)
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Identificazione e tracking degli esseri umani
Tracking tramite algoritmo di Lukas
Kanade e fusione con Openpose
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Identificazione e tracking degli esseri umani
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Definizione delle metriche di rischio
Descrizione frequentistica della presenza di persone e veicoli
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
Definizione di metriche di rischio euristiche basate su stima della
velocità relativa
Stima del rischio basata sulla predizione del comportamento
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Visualizzazione delle aree di rischio
• Database basati sulla discretizzazione delle aree monitorate• Classificazione ed annotazione del rischio per voxel• Visualizzazione sintetica delle mappe di rischio
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Applicazione al porto di Piombino
Disponibilità di AdSP MTS ad ospitare il sistema di cattura
Diverse ipotesi basate sul traffico di veicoli e persone
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Area di applicazione
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Scelta del setup
Progettazione setup per copertura area e corretta risoluzione nel
volume monitorato
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Scelta del setup
Progettazione setup per copertura area e corretta risoluzione nel
volume monitorato
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Prossime attività
Installazione nel porto di Piombino
• Preparazione delle torri faro, grazie alla collaborazione di
AdSP MTS
• Esecuzione pipeline di messa in funzione e calibrazione
• Raccolta e analisi dati
• Aggiustamentnto del setup in base ai primi risultati
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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Sviluppi futuri
Applicazione di reti Social-LSTM per la predizione del
comportamento nel breve termine
Convegno finale del progetto Salute e sicurezza dei lavoratori nelle aree portuali, Pisa, 5 Novembre 2019
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