شماره ركورد
25438
شماره راهنما
COM2 704
عنوان
ارائه روشي مبتني بر يادگيري ماشين براي تشخيص بيدرنگ رفتار كاركنان و وضعيت دستگاهها در كارخانجات بافندگي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر- معماري سيستم هاي كامپيوتري
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
تاريخ دفاع
1404/07/29
صفحه شمار
93 ص.
استاد راهنما
علي بهلولي
استاد مشاور
كمال جمشيدي
كليدواژه فارسي
صنعت 4.0، تشخيص رفتار انساني، پردازش زمان واقعي، سيستم نظارت ويدئويي، هوش مصنوعي نهفته، يادگيري ماشين
چكيده فارسي
در عصر صنعت 4.0، نظارت هوشمند و بيدرنگ بر محيطهاي توليدي به منظور تضمين ايمني، كارايي و كيفيت فرآيندهاي صنعتي از اهميت حياتي برخوردار است؛ اما وجود شكاف قابل توجه بين دقت الگوريتمهاي پيشرفته يادگيري ماشين و قابليت پيادهسازي آنها در محيطهاي صنعتي با منابع محدود، چالش اصلي را تشكيل ميدهد. اين مشكل ضرورت ايجاد تعادل بين دقت بالا و كارايي محاسباتي را برجسته ميسازد تا سيستمهاي عملي و قابل استقرار طراحي شوند. در اين راستا، پژوهش حاضر يك سيستم تركيبي مبتني بر يادگيري ماشين را معرفي ميكند كه به طور همزمان وضعيت تجهيزات و رفتار كاركنان را در محيطهاي كارخانجات بافندگي مورد پايش و تحليل قرار ميدهد. سيستم پيشنهادي شامل دو ماژول اصلي است؛ ماژول اول از مدل YOLO11s براي تشخيص خودكار وضعيت چراغهاي سيگنال دستگاههاي بافندگي استفاده ميكند و پنج حالت رنگي شامل سبز، قرمز، نارنجي، سفيد و خاموش را شناسايي مينمايد. اين انتخاب بر اساس دقت مناسب در شرايط واقعي، سرعت استنتاج بالا به دليل معماري تك مرحلهاي و كارايي محاسباتي قابل قبول براي استقرار بر روي سختافزارهاي لبه صورت گرفته است. ماژول دوم يك رويكرد نوآورانه به نام QuickOptimized-Shift-GCN را معرفي ميكند كه بر اساس دادههاي اسكلتي استخراج شده توسط YOLO-Pose، شش كنش انساني شامل نشستن، ايستادن، راه رفتن، استفاده از تلفن همراه، زد و خورد و افتادن را تشخيص ميدهد. استفاده از دادههاي اسكلتي امكان كاهش حجم محاسبات و مقاومت بالا در برابر تغييرات محيطي را فراهم ميآورد. نتايج ارزيابيهاي تجربي نشان ميدهد كه مدل YOLO11s براي تشخيص چراغها به دقت mAP50 برابر با 94.8درصد دست يافته است. همچنين، مدل QuickOptimized-Shift-GCN در تشخيص كنشهاي انساني دقت كلي 94درصد را كسب كرده است كه نسبت به مدل Shift-GCN پايه، حفظ دقت و بهبود جزئي 0٫34درصدي،كاهش حدود 4درصدي در هزينه محاسباتي و كاهش حدود 29درصدي در حجم مدل را نشان ميدهد. اين دستاوردها نشان ميدهد كه با انتخاب معماريهاي مناسب و بهينهسازيهاي هدفمند، ميتوان سيستمهايي طراحي كرد كه هم دقت مطلوب و هم قابليت پيادهسازي عملي در محيطهاي صنعتي را داشته باشند.
كليدواژه لاتين
Industry 4.0, Human Action Recognition (HAR), Real-Time Processing, Video Surveillance System, AI Embedded, Machine Learning
عنوان لاتين
A Machine Learning-Based Approach for Real-Time Detection of Worker Behavior and Equipment Status in Weaving Factories
گروه آموزشي
مهندسي معماري كامپيوتر
چكيده لاتين
In the era of Industry 4.0, real-time intelligent monitoring of manufacturing environments to ensure safety, efficiency, and quality of industrial processes is of vital importance, but the significant gap between the accuracy of advanced machine learning algorithms and their implementability in resource-limited industrial environments forms the main challenge. This problem highlights the necessity of creating a balance between high accuracy and computational efficiency to design practical and deployable systems. In this regard, the present study introduces a hybrid machine-learning system that simultaneously monitors and analyzes the status of equipment and worker behavior in weaving factory environments. The proposed system consists of two main modules. The first module employs the YOLO11s model to automatically detect the status of signal lights on weaving machines, recognizing five color states: green, red, orange, white, and off. This selection is based on appropriate accuracy in real conditions, high inference speed due to its single-stage architecture, and acceptable computational efficiency for deployment on edge hardware. The second module introduces an innovative approach named QuickOptimized-Shift-GCN, which detects six human actions (sitting, standing, walking, using mobile phone, fighting, and falling) based on skeletal data extracted by YOLO-Pose. Using skeletal data provides the possibility of reducing computational volume and high resistance to environmental changes. Experimental evaluations show that the YOLO11s model for signal-light detection achieves a mean Average Precision (mAP50) of 94.8%. In addition, the QuickOptimized-Shift-GCN model reaches an overall accuracy of 94% in human action recognition, which, compared to the baseline Shift-GCN model, demonstrates maintained accuracy with a marginal improvement of 0.34%, a reduction of roughly 4% in computational cost, and a reduction of about 29% in model size. These achievements indicate that, through appropriate architectural choices and targeted optimizations, it is feasible to design systems that combine desirable accuracy with practical deployability in industrial environments.
تعداد فصل ها
6
فهرست مطالب pdf
151391
نويسنده