Système de surveillance PPE intelligent améliore la sécurité des travailleurs
Un nouveau système utilise l'analyse vidéo pour améliorer le respect des règles sur les EPI.
Surya N Reddy, Vaibhav Kurrey, Mayank Nagar, Gagan Raj Gupta
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Table des matières
Dans les grandes industries, la sécurité des travailleurs est super importante, surtout quand il s'agit d'utiliser des Équipements de Protection Individuelle (EPI) comme des casques, des gants et des lunettes de sécurité. Comme tu peux l'imaginer, travailler avec des machines lourdes sans le bon équipement peut mener à des situations vraiment malheureuses. Pour régler ce problème, des chercheurs ont mis au point un système unique qui utilise l'analyse vidéo pour détecter si les travailleurs portent l'EPI correct selon ce qu'ils font. Et dans un monde où on perd souvent nos clés, il s'avère que savoir ce que quelqu'un fait peut l'aider à se rappeler de porter son équipement de sécurité.
Le Problème de la Conformité aux EPI
Alors qu'il existe des réglementations pour s'assurer que les travailleurs portent l'EPI approprié, suivre ces règles peut être difficile. C'est particulièrement compliqué quand beaucoup d'employés travaillent en même temps. Imagine un chantier de construction animé : des gens qui se déplacent, des machines qui tournent, et un agent de sécurité essayant de suivre qui porte quoi. Ça ressemble plus à un jeu de "Où est Charlie ?" qu'à une gestion de sécurité efficace. Le principal problème, c'est que les méthodes de surveillance traditionnelles génèrent beaucoup de fausses alertes. Si un travailleur ne suit pas les règles de l'EPI, il peut être difficile de comprendre pourquoi. Est-ce qu'il porte le bon équipement pour ce qu'il fait ? Est-ce qu'il fait quelque chose de dangereux en général ?
Défis de Surveillance
La surveillance vidéo peut sembler être une solution parfaite pour contrôler la conformité aux règles de l'EPI. Cependant, ce n'est pas aussi simple que de pointer une caméra et d'appeler ça un jour. Pour commencer, de nombreux systèmes de surveillance n'ont pas la capacité de s'adapter aux différentes actions que les travailleurs effectuent. Certains travailleurs n'ont besoin que d'un casque et de chaussures, tandis que d'autres pourraient avoir besoin de gants et de lunettes aussi. Imagine une caméra essayant de catégoriser chaque petite action pendant que quelques dizaines de travailleurs se déplacent comme s'ils dansaient une chorégraphie.
Pour relever ce défi, les chercheurs ont proposé un système qui combine la reconnaissance d'activité avec des techniques de Détection d'objets. En termes simples, cela signifie apprendre à l'ordinateur non seulement à voir l'EPI mais aussi à comprendre quelles actions les travailleurs effectuent et quel équipement de sécurité ils devraient porter en conséquence.
La Technologie Derrière la Solution
Pour créer ce système de surveillance intelligent, les chercheurs ont constitué un ensemble de données rempli de vidéos de personnes effectuant diverses actions industrielles. Cet ensemble de données a été soigneusement élaboré à partir d'environnements de fabrication réels pour refléter les complexités qu'on pourrait rencontrer sur un atelier bondé. Ces vidéos ont ensuite été découpées en clips plus courts pour faciliter l'analyse par les machines. Pense à ça comme une émission de télé-réalité, mais au lieu de voir la vie des gens se dérouler, on les regarde soulever, porter et souder de manière sûre et responsable.
Les chercheurs ont utilisé un réseau SlowFast pour la reconnaissance d'activité. Ce modèle puissant traite les vidéos de deux manières : lentement, pour capturer les détails délicats de ce qui se passe, et rapidement, pour voir les mouvements rapides. Imagine une fonction de zoom arrière et de zoom avant réunies en une seule : elle peut attraper l'ensemble et les petits détails en même temps. Le modèle de reconnaissance d'activité fonctionne de concert avec un modèle de détection d'objets appelé YOLOv9 pour déterminer non seulement quelles actions se déroulent mais aussi si les travailleurs portent le bon EPI pour ces actions.
Collecte et Préparation des Données
Créer cet ensemble de données n'a pas été aussi simple que ça en a l'air. Les chercheurs ont collecté des heures de séquences provenant de caméras de surveillance dans des installations de fabrication. Ils ont ensuite passé d'innombrables heures à segmenter les vidéos en clips de 15 secondes, en supprimant les clips inappropriés qui ne répondaient pas à certaines normes de qualité visuelle. En gros, c'est comme trier à travers une montagne d'enregistrements pour trouver ces moments précieux où un travailleur faisait réellement son travail correctement.
Une fois qu'ils avaient un bon nombre de clips à traiter, il était temps de labelliser les actions. Ce processus a impliqué un groupe d'annotateurs humains qui ont parcouru les vidéos, identifié les actions effectuées et noté quel EPI était requis pour ces activités. Cette tâche laborieuse a garanti que le système aurait une solide compréhension de la relation entre les actions et les besoins en EPI.
Reconnaissance d'Activité et Détection d'EPI
Maintenant que les chercheurs avaient un ensemble de données fonctionnel, ils ont formé leur modèle de reconnaissance d'activité. Ce modèle a appris à voir et à catégoriser diverses actions comme le soudage, le transport de matériaux ou simplement la marche. En même temps, ils ont appris au modèle YOLOv9 à identifier si les travailleurs portaient le bon EPI.
Imagine entraîner un chien à rapporter quelque chose—au début, il ne comprendra peut-être pas ce que tu veux. Mais avec des consignes constantes, il apprend que "rapporte" signifie ramener une balle. Dans ce cas, l'ordinateur a appris à reconnaître les actions et l'EPI en utilisant des vidéos comme terrain d'entraînement.
La combinaison de ces deux modèles mène à un système qui peut identifier ce que les travailleurs font et vérifier s'ils portent l'EPI approprié. Fini les fausses alertes ! Si un travailleur soude, par exemple, et ne porte pas de casque de soudage, le système le signalera comme une violation de sécurité.
Résultats et Observations
Après avoir formé le modèle, les chercheurs ont comparé sa performance avec celle des systèmes existants qui ne reposaient que sur la détection d'EPI. Il s'est avéré que leur nouvelle intégration de reconnaissance d'activité et de détection d'objets était véritablement révolutionnaire. Le système a montré une amélioration notable de l'exactitude, affichant un pourcentage plus élevé de violations d'EPI correctement identifiées par rapport aux méthodes traditionnelles.
Ils ont également mené une étude où des agents de sécurité humains ont examiné les vidéos aux côtés des résultats du système d'apprentissage automatique. Tandis que les évaluateurs humains ont réussi à identifier la plupart des violations, le système automatisé a performé avec de meilleures précisions et taux de rappel. En termes simples, les machines attrapaient des violations que les humains oubliaient parfois.
Avantages du Nouveau Système
Le nouveau système promet plusieurs avantages :
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Réduction des Fausses Alertes : En comprenant les actions que les travailleurs effectuent, le système réduit le nombre d'alertes inutiles concernant l'EPI.
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Taux de Rappel Élevés : Le système peut signaler avec précision les incidents lorsque l'EPI est manquant, contribuant à accroître la sécurité sur le site.
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Efficacité : La nature automatisée du système libère du temps pour les agents de sécurité, leur permettant de se concentrer sur d'autres tâches importantes plutôt que de surveiller constamment les flux vidéo.
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Surveillance en Temps Réel : Le système peut traiter les flux vidéo en temps réel, permettant des alertes immédiates lorsqu'une violation est détectée.
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Ensemble de Données Complet : L'effort minutieux mis dans la création de cet ensemble de données signifie qu'il reflète la nature chaotique des environnements industriels réels, rendant la performance du système plus fiable.
Défis à Venir
Bien que les chercheurs aient fait de grands progrès, des défis restent. D'une part, l'ensemble de données n'inclut que des flux vidéo 2D. Ajouter une perception de profondeur pourrait améliorer la capacité du modèle à évaluer la sécurité des travailleurs dans certaines situations. C'est une chose de voir quelqu'un sous une grue ; c'en est une autre de savoir à quelle distance ils devraient être. Ces détails pourraient être cruciaux pour une sécurité renforcée.
Le champ de vision des caméras est également une préoccupation. Beaucoup de caméras sont installées pour couvrir un maximum de zone, ce qui rend difficile de repérer de petits objets comme des gants ou des lunettes de sécurité. Augmenter le nombre de caméras pourrait résoudre ce problème, mais cela soulève aussi des questions sur le coût et la faisabilité dans de grands établissements industriels.
Conclusion
En conclusion, l'intégration de la reconnaissance d'activité et de la détection d'EPI représente une avancée significative dans la technologie de sécurité au travail. En comprenant ce que font les travailleurs et en s'assurant qu'ils portent un équipement de sécurité approprié, ce système a le potentiel de sauver des vies. Dans un monde où les réglementations de sécurité semblent parfois être un combat, cette solution intelligente pourrait être exactement ce dont nous avons besoin pour garantir la conformité et protéger les travailleurs.
Maintenant, chaque fois que tu entends parler de robots qui prennent des emplois, souviens-toi : ils pourraient être ceux qui te rappellent de porter ton casque de sécurité pendant que tu es occupé à soulever de lourdes charges. La sécurité d'abord, et avec ce système malin, ça pourrait devenir beaucoup plus facile à suivre !
Source originale
Titre: Action Recognition based Industrial Safety Violation Detection
Résumé: Proper use of personal protective equipment (PPE) can save the lives of industry workers and it is a widely used application of computer vision in the large manufacturing industries. However, most of the applications deployed generate a lot of false alarms (violations) because they tend to generalize the requirements of PPE across the industry and tasks. The key to resolving this issue is to understand the action being performed by the worker and customize the inference for the specific PPE requirements of that action. In this paper, we propose a system that employs activity recognition models to first understand the action being performed and then use object detection techniques to check for violations. This leads to a 23% improvement in the F1-score compared to the PPE-based approach on our test dataset of 109 videos.
Auteurs: Surya N Reddy, Vaibhav Kurrey, Mayank Nagar, Gagan Raj Gupta
Dernière mise à jour: 2024-12-06 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.05531
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.05531
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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