-
شماره ركورد
28428
-
پديد آورنده
عليرضا يزداني جو
-
عنوان
توسعه سامانه بينايي ماشين براي تشخيص خطا در ايستگاه مونتاژ ياتاقانهاي متحرك موتور با استفاده از يادگيري ماشين
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي برق- مهندسي خودرو - برق و الكترونيك خودرو
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1401/12/24
-
استاد راهنما
عبدالله اميرخاني
-
استاد مشاور
سيد اشكان موسويان
-
دانشكده
دانشكده مهندسي خودرو
-
چكيده
نظارت بر مونتاژ صحيح ياتاقانهاي متحرك در صنعت توسط اپراتور صورت گرفته و خطايي جزئي در اين فرايند خسارت شديدي به موتور وارد خواهد كرد. بررسي كيفيت ياتاقانهاي موتور، قبل از مونتاژ شدن بر روي بلوك موتور خودرو از هزينههاي ناشي از تعمير و يا حتي تعويض بلوك موتور جلوگيري خواهد كرد. استفاده از بينايي ماشين خطاي انساني را به صفر رسانده و همچنين به دليل كاركرد بدون وقفه، ميتواند به موازات افزايش تيراژ توليد، كيفيت محصول را نيز بهبود دهد. در اين پژوهش يك پايگاه داده شامل 2000 تصوير آزمايشگاهي از بلوك موتور ملي EF7 جمع آوري شده است. اين پايگاه داده شامل شانزده دسته تصوير مختلف جهت تشخيص خطاي مونتاژ ياتاقانهاي متحرك است. همچنين ديتاستي شامل 500 تصوير آزمايشگاهي شامل عيوب سطح ياتاقان تهيه و سيستم بينايي ماشيني با استفاده از شبكههاي عصبي كانولوشني جهت نظارت بر سلامت ياتاقانهاي موتور قبل از مونتاژ بر روي بلوك موتور به جاي نظارت چشمي توسط انسان، پيشنهاد داده شده است. در اينجا از سه تكنيك بينايي ماشين، شامل طبقه بندي، تشخيص اشياء و بخش بندي معنايي جهت نظارت خودكار بر مونتاژ استفاده ميكنيم. معماريهاي مختلفي براي كلاسبندي بررسي شدند و از ميان آنها شبكه Xception به عنوان بهترين معماري براي انجام اين كار انتخاب شد. در گام اول، با استفاده از تكنيك يادگيري انتقالي و اعمال دو فيلتر DexiNed و Phase Stretch Transform دقت شبكه انتخاب شده بهبود يافته و به دقت بالايي رسيد. تكنيك بخش بندي معنايي براي تشخيص عيوب سطح ياتاقانهاي متحرك بلوك موتور نيز به كار گرفته شد و به كمك فيلتر سوبل و همچنين تكنيك ابداع شده برپايه افزايش داده توانست با دقت مطلوبي ياتاقانهاي داراي عيوب سطح را از سالمها تفكيك كند. به اين ترتيب كه ابتدا حد آستانه مجاز براي عيوب سطح ياتاقان تعريف شده و اگر عيوب تشخيص داده شده از طرف شبكه عصبي كانولوشني از اين آستانه بيشتر باشد، قطعه معيوب و در غير اينصورت سالم محسوب ميشود. جهت بلادرنگ سازي فرايند تست در تشخيص خطا، از MobileNet كه داراي پارامترهاي كمتري نسبت به بقيه شبكهها ميباشد، استفاده شد. دقت گزارش شده در اين پژوهش در حالتي كه شبكه فقط با ديتاي اصلي آموزش داده شده يرابر 84.5% بوده و سپس در حالت بعدي تكنيك بينايي ماشين ذكر شده با دقت 93.8% عيوب سطح ياتاقانهاي موتور را تشخيص داد كه 9.3% نسبت به حالتي كه آموزش فقط با ديتاي اصلي انجام شده بود ، بيشتر شد. علاوه بر اين پياده سازي اين سيستم بينايي ماشين درخط توليد انجام شده است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/02/24
-
عنوان به انگليسي
Development of a machine vision system for error Detection in assembly line of engine con-rod bearing using Machine Learning
-
تاريخ بهره برداري
3/14/2024 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا يزداني جو
-
چكيده به لاتين
An operator oversees the assembly of connecting conrod bearings in an EF7 automobile engine block, and a slight error in this process will cause serious damages to the engine.Engine bearing is one of the important components in all types of internal combustion (IC) engines, that any surface defects can reduce its performance and cause to other failures.Therefore, it is necessary to establish an automated inspection system in engine production line, instead of traditional inspections that mainly rely on human sensesTo this end, we first collect a dataset consisting of 2000 images from a 4-cylinder engine block. This dataset comprises 16 categories of images, which are used for defect detection in the assembly of engine bearings, and is publicly released to the community.A new complete dataset consisting of 500 images obtained directly from engine bearings in the form of images with different surface defects was also introduced in this study.We then employ three machine vision techniques, including classification, object detection, and segmentation to automatically monitor the assembly process. We leverage techniques such as transfer learning and data augmentation. Moreover, to boost the performance, we provide our neural networks not only with original training images, but also with explicit shape/structure signals created using neural-network-based filters such as DexiNed and the phase stretch transform filters. Performance evaluations show that the proposed approach achieves a very high accuracy, which makes it practical for adoption in production assembly lines.The semantic segmentation technique was employed for processing all bearing images using convolutional neural network with MobileNet architecture which was more appropriate for real-time applications than other ones, because of its fewer parameters. The model performances were reported under different training datasets. Without augmentation on the training images, an Intersection over union Score of 84.5% was achieved by MobileNet. Using Sobel filter and Data Augmentation technique, we obtained an IoU-Score of 93.8%, which was 9.3% higher than when the model trained only with the original images. Moreover, we showed how to implement an automatic inspection system based on the proposed method in the bearing assembly station of engine production line.
-
كليدواژه هاي فارسي
پايگاه داده , يادگيري ماشين , تشخيص عيوب سطح , ياتاقانهاي متحرك , موتور , شبكههاي عصبي پيچشي
-
كليدواژه هاي لاتين
dataset , Machine Learning , Surface Defect Detection , Conrod Bearing , Engine , Convolutional Neural Networks
-
Author
Alireza Yazdanijoo
-
SuperVisor
Dr. Abdollah Amirkhani
-
لينک به اين مدرک :