مجله ماشین بینایی و پردازش تصویر

مجله ماشین بینایی و پردازش تصویر

سامانه هوشمند تشخیص نوع بدنه خودرو در کابین پاشش رنگ رباتیک با استفاده از یادگیری عمیق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه خودروسازی سایپا، تهران
2 دانشکده مهندسی برق وکامپیوتر، دانشگاه تهران
چکیده
- شناسایی دقیق پلتفرم بدنه خودرو پیش از ورود به کابین پاشش رنگ، برای جلوگیری از خطاهای پرهزینه، بهینه‌سازی مصرف مواد و افزایش قابلیت اطمینان در خط تولید خودرو امری حیاتی است. سیستم‌های متداول مبتنی بر حسگرهای نوری به دلیل ناتوانی در تمایز بدنه‌های مشابه و پردازش بلادرنگ، فاقد دقت لازم در محیط پیچیده صنعتی هستند. این پژوهش به طراحی و پیاده‌سازی یک سامانه هوشمند مبتنی بر پردازش تصویر و یادگیری عمیق می‌پردازد که قادر به تشخیص خودکار و دقیق سه پلتفرم مختلف بدنه خودرو (X200، SP100 و X200 بهینه) است. در معماری پیشنهادی، از پایه ResNet همراه با انتقال یادگیری و تکنیک‌های پیشرفته افزایش داده برای تطبیق پذیری و مقاوم‌سازی در برابر شرایط متغیر محیط صنعتی (تغییرات نور و پیچیدگی پس‌زمینه) استفاده شد. مدل بر روی مجموعه داده‌ای جامع و واقعی، جمع‌آوری شده از خط تولید، آموزش و به‌طور گسترده ارزیابی گردید. نتایج تجربی نشان داد که مدل ResNet-50 به دقت تشخیص ۱۰۰٪ و سطح اطمینان متوسط بالای ۹۸٪ در محیط عملیاتی و پرچالش دست یافته است. این سامانه از پایداری و قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است و پتانسیل کامل برای جایگزینی با سیستم‌های سنتی به منظور کاهش خطا، صرفه‌جویی در مصرف مواد و کاهش وابستگی به مداخله انسانی در خط رنگ خودرو را دارا می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Intelligent Vehicle Body Type Detection System in Robotic Paint Spraying booth Using Deep Learning

نویسندگان English

MirMasoud Hosseini Koukamari 1
Reza A. Zoroofi 2
1 Saipa corp
2 Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tehran
چکیده English

Accurate identification of the car body platform before entering the paint spray cabin is vital to prevent costly errors, optimize material consumption, and increase reliability in the automotive production line. Conventional systems based on optical sensors lack the required accuracy in the complex industrial environment due to their inability to distinguish between similar bodies and perform real-time processing. This research focuses on the design and implementation of an intelligent system based on image processing and deep learning that is capable of automatically and accurately identifying three different car body platforms (X200, SP100, and optimized X200). In the proposed architecture, the ResNet backbone along with transfer learning and advanced data augmentation techniques was employed to ensure adaptability and robustness against variable industrial conditions (lighting variations and background complexity). The model was trained and extensively evaluated on a comprehensive and real dataset collected from the production line. Experimental results showed that the ResNet-50 model achieved 100% recognition accuracy and an average confidence level above 98% in a real and challenging operational environment. This system possesses high stability and reliability and has full potential to replace traditional systems in order to reduce errors, save material consumption, and minimize dependence on human intervention in the car painting line.

کلیدواژه‌ها English

Car body type recognition
Deep learning
Image processing
machine vision
Paint spraying cabin
[1] Pendar, M.-R., Rodrigues, F., Páscoa, J. C., Lima, R. Review of Coating and Curing Processes: Evaluation in Automotive Industry. Physics of Fluids, 34(10), 2022.
 
[2] Culda, L. I. RFID Technology in Production and Post Production for the Automotive Industry. Robotica & Management, 28(1), 2023.
 
[3] Kuş, A. Implementation of 3D Optical Scanning Technology for Automotive Applications. Sensors, 9(3), 1967-1979, 2009.
 
[4] O'Mahony, N., Campbell, S., Carvalho, A., Harapanahalli, S., Hernandez, G. V., Krpalkova, L., et al. Deep Learning vs. Traditional Computer Vision. In Advances in Computer Vision: Proceedings of the 2019 Computer Vision Conference (CVC), Volume 1, Springer, 2020.
 
[5] Jung, H., Rhee, J. Application of YOLO and ResNet in Heat Staking Process Inspection. Sustainability, 14(23), 15892, 2022.
 
[6] Li, Z., Tian, X., Liu, X., Liu, Y., Shi, X. A Two-Stage Industrial Defect Detection Framework Based on Improved-YOLOv5 and Optimized-Inception-ResNetv2 Models. Applied Sciences, 12(2), 834, 2022.
 
[7] Li, C., Li, L., Jiang, H., Weng, K., Geng, Y., Li, L., et al. YOLOv6: A Single-Stage Object Detection Framework for Industrial Applications. arXiv preprint arXiv:2209.02976, 2022.
 
[8] Puttemans, S., Callemein, T., Goedemé, T. Building Robust Industrial Applicable Object Detection Models Using Transfer Learning and Single Pass Deep Learning Architectures. arXiv preprint arXiv:2007.04666, 2020.
 
[9] Chen, Z., He, Z., Chao, B., Guo, H. Visual Detection Application of Lightweight Convolution and Deep Residual Networks in Wood Production. Wireless Communications and Mobile Computing, 2022(1), 9465433, 2022.
 
[10] Lee, Y., Kim, H., Park, E., Cui, X., Kim, H. Wide-Residual-Inception Networks for Real-Time Object Detection. 2017 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), IEEE, 2017.
 
[11] Wang, H., Peng, J., Zhao, Y., Fu, X. Multi-Path Deep CNNs for Fine-Grained Car Recognition. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 69(10), 10484-10493, 2020.
 
[12] Huttunen, H., Yancheshmeh, F. S., Chen, K. Car Type Recognition with Deep Neural Networks. 2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), IEEE, 2016.
 
[13] Nazemi, A., Shafiee, M. J., Azimifar, Z., Wong, A. Unsupervised Feature Learning Toward a Real-Time Vehicle Make and Model Recognition. arXiv preprint arXiv:1806.03028, 2018.
 
[14] Schulzrinne, H., Rao, A., Lanphier, R., Westerlund, M., Stiemerling, M. Real-Time Streaming Protocol (RTSP). RFC 2326, April 1998. [Online]. Available: https://tools.ietf.org/html/rfc2326.
 
[15] FFmpeg Documentation. FFmpeg, 2025. [Online]. Available: https://ffmpeg.org/ffmpeg-all.html.
 
[16] MathWorks. TrainingOptions Documentation. 2019. [Online]. Available: https://www.mathworks.com/help/deeplearning/ref/trainingoptions.html. Accessed: May 14, 2025.
دوره 12، شماره 3
زمستان 1404
صفحه 13-26

  • تاریخ دریافت 22 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری 20 مهر 1404
  • تاریخ پذیرش 08 آبان 1404