第15期建設技術展示館 第８回出展技術発表会

4K定点カメラ映像による工事進捗管理システム－映像の3D化と建機検出AIにより工事進捗を見える化し、生産性向上を実現－

安藤ハザマ 佐藤 諒
※本資料の一部または全部を発表者の許可なく複写、転載することは固くお断りいたします。

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開発の背景
建設現場で「映像」の積極的な活⽤
 遠隔地から現場状況のモニタリング
 ⼯事の振り返りでタイムラﾌﾟスの使⽤
現場状況のモニタリング例

⼯事の進捗状況を把握するうえでの課題①⼯事完成形に対する進捗状況がいまひとつわかりにくい②施⼯量（盛⼟量等）や距離・⾯積等の定量的な情報が取得しづらい③稼働しているダンプや建機の台数等の常に変化する情報を素早く把握できない
上記の課題を解決

建設現場の進捗管理を効率的に⾏うため、「4K定点カメラ映像による⼯事進捗管理システム」を開発⇒ 本システムを防潮堤の盛⼟⼯事で試⾏し、効果を検証©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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国土交通省「革新的技術プロジェクト」への応募
国⼟交通省「建設現場の⽣産性を⾶躍的に向上するための⾰新的技術の導⼊・活⽤に関するプロジェクト」（PRISM）
建設現場に定点カメラを設置 ⇒ リアルタイム映像から⼯事の進捗管理を実施

応募時のシステムイメージ©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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コンソーシアム構成員
映像進捗管理システム開発コンソーシアム
企業名

業種

役割分担

安藤ハザマ
建設業
⽇本ﾏﾙﾁﾒﾃﾞｨｱ・ｲｸｲｯﾌﾟﾒﾝﾄ

技術開発の全体総括、効果検証

システム
インテグレーター

映像進捗管理システム構築、カメラ等の設備

ソフトウェア開発

建機のAI⾃動認識技術

富⼠ソフト

計測ネットサービス
測量システム開発 深層混合処理データのシステム構築
宮城⼤学 蒔苗 耕司教授
教育機関

映像処理やデータ活⽤に関する技術開発の総括管理・助⾔©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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試行対象現場
⼤槌川⽔⾨⼟⽊⼯事
⼯
期︓2014年3⽉〜2022年３⽉
発 注 者︓岩⼿県
受 注 者︓安藤ハザマJV場
所︓岩⼿県上閉伊郡⼤槌町
⼯事概要︓東⽇本⼤震災の津波で被災した⽔⾨および防潮堤の復旧・新設⼯事
試⾏対象︓⼤槌川・⼩鎚川⽔⾨間の防潮堤盛⼟

試⾏対象の防潮堤盛⼟⼯事

盛⼟⾼︓T.P.+14.5m
盛⼟量︓14万m3
完成イメージ

現場状況（2020年７⽉）
現場状況（2020年７⽉）©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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４K定点カメラの設置
定点カメラの仕様
４K解像度（3,840×2,160）カメラを使⽤⇒ ⾼精細映像を記録

４Kカメラ(上) 無線装置(下)定点カメラの設置計画

堰柱の屋上（カメラ⾼さT.P.＋24m）©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの構成
4K定点カメラ映像による⼯事進捗管理システム認証されたユーザであればインターネット上でブラウザを介してどこからでも利⽤可能

システム構成図©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.7映像進捗管理システム

ライブビュー映像©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

8システムの特徴
特徴的な４つの機能❶3Dデータの重畳表⽰❷映像から距離や⾯積の算出❸建機検出AIによる進捗レポート❹オルソ画像の作成©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの特徴 ❶3Dデータの重畳表示
映像上にCIMモデル、深層混合処理データ、盛⼟の転圧管理での振動ローラのGNSSデータを重畳表⽰

CIMモデルの重畳表⽰⇒ ⼯事の完成形に対する進捗状況の直観的な理解が可能©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの特徴 ❶3Dデータの重畳表示

深層混合処理データの重畳表⽰©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの特徴 ❶3Dデータの重畳表示

振動ローラのGNSSデータの重畳表⽰⇒ 進捗管理に加えて、盛⼟の品質も確認が可能©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

12システムの特徴 ❷映像から距離や面積の算出
パソコン画⾯上を直接タッチすることで、映像上の任意地点間の距離や⾯積を瞬時に算出

資材ヤードの⾯積計測⇒ ⽇々の出来⾼管理や資機材の配置計画といった簡易的な測量が画⾯上で可能©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

13システムの特徴 ❸建機検出AIによる進捗レポート
AIによる建機の検出では、ダンプ、バックホウ、ブルドーザ、振動ローラの４機種を識別

建機検出AIによる識別結果※オレンジ⾊の矩形で囲まれた対象物が、「88.3%の確率でダンプである」ことを提⽰
カメラからの距離が150mまでの範囲の場合⇒ 80%程度の識別率を確保©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

14システムの特徴 ❸建機検出AIによる進捗レポート
識別結果をもとに進捗レポートを作成

ダンプの累積稼働台数の推移が、１時間毎の準リアルタイムで分かる

進捗レポート⇒ ダンプの滞留など通常時とは異なる傾向を早期に発⾒し、原因を分析することが可能©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

15システムの特徴 ❸建機検出AIによる進捗レポート

建機検出AI：ダンプ、バックホウ、ブルドーザ、振動ローラを検出可能

カテゴリ認識AI ：建機検出AIの結果がダンプの場合、ダンプに類似する車両を誤検出していないか確認し検出精度を高める©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの特徴 ❸建機検出AIによる進捗レポート
・建機検出AIはトレーラや生コン車をダンプと誤検出する傾向あり
・ダンプ、Wキャブトラック、生コン車、トレーラ、乗用車の学習データを作成

ダンプとして誤検出された生コン車やトレーラの例

ダンプとそれ以外を分類
検出結果

ダンプ

建機検出AI

入力

検出結果

ダンプ

カテゴリ認識AI
ダンプ

ダンプ

ダンプとダンプ以外を分類し、検出精度を向上©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの特徴 ❸建機検出AIによる進捗レポート

カテゴリ認識AIを適用した場合としない場合の比較（ダンプ）・資材を搬入、荷降ろしするトレーラ等の影響が顕著に出ている （12/6,7）
・検出精度の向上にカテゴリ認識AIが有用であることがわかる©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの特徴 ❹オルソ画像の作成
４台のカメラ映像より、現場上空から俯瞰した画像（オルソ画像）を1⽇1回作成

オルソ画像（平⾯図を重畳表⽰）【参考】

概ね現場の特徴を再現

UAV空撮によるオルソ画像⇒ 現場状況の進捗確認や施⼯計画の⽴案に活⽤することが可能©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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システムの効果(1) 進捗把握の共有(2) 現場に出向く回数や滞在時間が削減▶現場に出向く回数
6回/⽇ ⇒ 4回/⽇
▶現場での⼿待ち時間
15分/⽇ ⇒ 5分/⽇

(3) 効率的な進捗管理(4) 測量の作業時間が⼤幅に削減▶簡易的な測量時間30分/回×2⼈ ⇒ 数分×1⼈

現場技術者のアイドルタイムが減少
他の業務に注⼒することのできる時間が増加
建設現場の⽣産性が向上©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.

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まとめ
本システムを防潮堤の盛⼟⼯事で試⾏し、効果を検証

映像を⽤いて建設現場の進捗管理を効率的に⾏うことができることが確認
 現場技術者が現場に出向く回数および現場での滞在時間の削減
 資材搬⼊計画⽴案における現場での測量作業の削減

効果が⼤きい今後
 AIによる稼働台数計測精度や⾯積算出精度をさらに向上
 映像管理機能を向上させ，より実⽤的なシステム開発※本システムの開発および試⾏は，国⼟交通省の2019年度「建設現場の⽣産性を⾶躍的に向上するための⾰新的技術の導⼊・活⽤に関するプロジェクト」（PRISM）の業務で実施したものである。
©2020 HAZAMA ANDO CORPORATION. All Rights Reserved.