オープンイノベーション【オープンイノベーション】vol.28：鉄道保線用物体検出AI「遊間」モデル作成

【オープンイノベーション】vol.28：鉄道保線用物体検出AI「遊間」モデル作成

■遊間とは

「遊間」とは、鉄道レール間に設けられる隙間のことで、気温によるレールの伸縮や、列車の通過によるレールの動きを吸収するのにある程度の隙間が必要といわれています。
遊間に隙間がないと、レールが曲がったり破損したりするリスクが高まりますし、広いと列車通過時の衝撃が大きくなり、乗り心地への影響やレールや車輪に損傷が発生する恐れがあります。

■遊間モデル選定理由

鉄道保線に共通で使える物体検出AIモデルのテーマを選定する中で、レールの温度変化による膨張・収縮によって変化する遊間の確認は、レールの破損や脱線を防ぐために重要であると考えました。
物体検出AIモデル「遊間」が、鉄道の安全運行とメンテナンスの効率化に寄与する"重要な目標物"として、選定しています。　

※その後、"遊間"に番号を振り、枕木の位置を表す"IDとしても"重要であることを知りました。（枕木セット番号＝遊間のある位置にペンキ書きで番号を記入している）
保線設備には、レールクリップ、犬釘、継ぎ目板、レールボンド・・などの構成部品がありますが、どれも"遊間"の間隔と大きく関連するものばかりです。これらの目視点検を代用する注目箇所として、"遊間"の検出をAIで自動的に行うことには意味があると考えます。

■遊間モデル作成

・画像の正規化

物体検出には、列車先頭に下向きに設置したカメラからレール・枕木を画角の中心とした画像を使用します。カメラはなるべく下向きに設置しますが、列車内のガラスに内側から設置するので、視点が斜めになることは否めません。レール・枕木の視認性を向上させるため画像の正規化を行い、斜め視点の撮影画像を真上からの視点に近づくよう加工しました。これにより、レール・枕木画像の見やすさが大幅にアップしています。

（鉄道列車内の撮影風景：全景）