With the recent advancements in deep learning and computer vision, the AI-powered construction machine such as autonomous excavator has made significant progress. Safety is the most important section in modern construction, where construction machines are more and more automated. In this paper, we propose a vision-based excavator perception, activity analysis, and safety monitoring system. Our perception system could detect multi-class construction machines and humans in real-time while estimating the poses and actions of the excavator. Then, we present a novel safety monitoring and excavator activity analysis system based on the perception result. To evaluate the performance of our method, we collect a dataset using the Autonomous Excavator System (AES) including multi-class of objects in different lighting conditions with human annotations. We also evaluate our method on a benchmark construction dataset. The results showed our YOLO v5 multi-class objects detection model improved inference speed by 8 times (YOLO v5 x-large) to 34 times (YOLO v5 small) compared with Faster R-CNN/ YOLO v3 model. Furthermore, the accuracy of YOLO v5 models is improved by 2.7% (YOLO v5 x-large) while model size is reduced by 63.9% (YOLO v5 x-large) to 93.9% (YOLO v5 small). The experimental results show that the proposed action recognition approach outperforms the state-of-the-art approaches on top-1 accuracy by about 5.18%. The proposed real-time safety monitoring system is not only designed for our Autonomous Excavator System (AES) in solid waste scenes, it can also be applied to general construction scenarios.


翻译:随着最近深层学习和计算机视野的进步,AI动力建筑机器(如自主挖掘机)取得了显著进步。安全是现代建筑中最重要的部分,建筑机器越来越自动化。在本文件中,我们提议了一个基于视觉的挖土机认识、活动分析和安全监测系统。我们的感知系统可以实时探测多级建筑机器和人,同时估计挖掘机的构成和行动。然后,我们根据感知结果提出了一个新的安全监测和挖掘机活动分析系统。为了评估我们的方法的性能,我们用自动挖掘机系统(AES)收集了一个数据集,包括不同灯光条件下的多层物体和人文说明。结果显示我们的YOLO v5多层物体探测模型可以实时探测多级建筑机器和人,同时估计挖掘机的构成和动作。然后,我们根据感知结果,我们提出了一个新的 R-N/YOLOV3 模型(YO) 安全监测和快速的R-N/YOLO-% 高级操作模型(YOL5O) 的精确度,同时,YOL5O5级模型的精确度显示,根据一般构造模型显示,A-2.7O 的数值显示系统显示系统的精确度为SO值。

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