(Đồ án hcmute) thiết kế và thi công hệ thống đếm số lượng cá giống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐẾM SỐ LƯỢNG CÁ GIỐNG GVHD : NGUYỄN DUY THẢO SVTH : HUỲNH BẢO SƠN SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, 2019 an CHƯƠNG TỔNG QUAN Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Tổng cục Thống kê lượng thủy sản nuôi trồng tháng đầu năm 2018 đạt 1.793,5 nghìn tấn, tăng 6,4% so với kỳ năm trước, cá đạt 1.310,2 nghìn tấn, tăng 6,1%; tơm đạt 292,6 nghìn tấn, tăng 11,2% Nuôi cá tra sản phẩm chủ lực ngành Thuỷ sản Việt Nam sau tôm Nhiều năm qua, nghề nuôi cá tra gặp thuận lợi giá, người ni có lãi nên diện tích ni mở rộng Tính chung tháng, diện tích ni cá tra nước ước tính đạt 14,3 nghìn ha, tăng 6,8% so với kỳ năm trước, diện tích ni cá tra thâm canh, bán thâm canh đạt 4,5 nghìn ha, tăng 10,2%; diện tích ni cá tra quảng canh quảng canh cải tiến 9,8 nghìn ha, tăng 5,3% Sản lượng cá tra tháng ước tính đạt 603,1 nghìn tấn, tăng 8,1% so với kỳ năm trước, Đồng Tháp đạt 191,8 nghìn tấn, tăng 4,5%; An Giang 159,8 nghìn tấn, tăng 14,7% Qua đó, số lượng cá giống tăng nhanh chóng chất lượng số lượng Toàn vùng đồng sơng Cửu Long có 108 sở cho sinh sản nhân tạo cá tra gần 1.900 hộ ương dưỡng cá giống với diện tích 1.500 ha, sản lượng cá bột sản xuất ước đạt 16,5 tỷ con, tập trung tỉnh như: An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ… Trong An Giang tỉnh sản xuất cung ứng cá tra giống chủ yếu khu vực đồng sông Cửu Long Hầu hết giao dịch mua bán cá bột, cá hương, cá giống thị trường cịn sử dụng phương pháp thủ cơng để ước lượng đếm mẫu Đối với cá bột có cách: cách thứ dùng cân (loại cân đĩa, cân 1g trở lên), cân bì trước Bì cốc, chậu thuỷ tinh hay bát có chứa nước Dùng vợt rớt cá bột để bắt cá, giữ vợt để cá vừa nước Cân 2-5 gam cá thả vào bát nước Dùng thìa canh múc đếm số cá vừa cân Lặp lại vài lần thế, để lấy số trung bình (số con/gam) Biết số lượng cá bán, tính khối lượng cá (bao gam), để cân giao cho nguời mua cá Cách thứ hai: nhiều địa phương tự làm lấy dụng cụ đặc biệt, chuyên để đong cá bột, goi giăng Đây thìa đặc biệt, có hình dạng nửa cầu, đục thủng nhiều lỗ nhỏ để nước Giăng có nhiều cỡ to, BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG TỔNG QUAN nhỏ tương ứng với số lượng cá bột nhiều hay tính sẵn Cách thứ ba: đổ vào cốc thuỷ tinh có chia độ 3-4 cc nước Sau đổ cá bột róc nước vào cốc cho nước dâng lên 2-3 cc Đếm số cá bột cốc tính cc có cá bột Từ suy số cá bột định mua tương ứng với số cc Đối với cá hương, cá giống: dùng phương pháp cân mẫu để 100 gam hay 1000 gam có bao cá Từ số lượng cá mua bán, biết tổng số cân cá, phải giao cho người mua cá Các phương pháp tốn nhiều nhân công, sức khỏe cá giống, đặc biệt có sai số q trình đếm, khó có minh bạch người bán người mua Vì vậy, tự động hóa q trình nhận dạng đếm số lượng cá giống nhu cầu thực tế Xuất phát từ nhu cầu thực tế mà nhóm đưa định chọn đề tài: “Thiết kế thi công hệ thống đếm số lượng cá giống” để tiến hành nghiên cứu thực Để đảm bảo việc thi công mạch theo ý tưởng, chuẩn xác không xảy cố bắt buộc ta phải tính tốn thiết kế Nên nhóm đề mục tiêu thi cơng hệ thống đếm số lượng cá giống ảnh hiển thị hình Tính tốn, thiết kế khối hệ thống như: khối nguồn, khối xử lý trung tâm, khối led, khối camera, khối hiển thị 1.2 MỤC TIÊU Thiết kế hệ thống (raspberry, camera lcd) đếm số lượng cá giống Sử dụng mã nguồn mở OpenCV vào xử lý ảnh 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.3.1 Kết nối thiết bị - Tìm hiểu thông tin linh kiện sản phẩm, thông số kỹ thuật - Kết nối module - Cài đặt hệ điều hành, chương trình sử dụng, thư viện cho raspberry 1.3.2 Tiến hành xử lý - Xử lý chụp, lấy ảnh đầu vào - Đọc hiển thị hình ảnh (ảnh xám): sử dụng matplotlib để đọc file - Tạo mặt nạ nhị phân cho ảnh: dùng phương pháp Otsu BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG TỔNG QUAN - Làm mặt nạ: loại bỏ đóm chấm nhỏ rong rêu, rác… - Phân đoạn nền, tìm biên cá - Đếm số lượng cá - Hiển thị hình 1.3.3 Tiến hành thử nghiệm hồ cá có sẵn - Thu nhận, xử lý kết đạt - Cân chỉnh phù hợp 1.3.4 Thiết kế thi công môi trường đếm - Chọn hồ chứa cá có màu nền, cân chỉnh mực nước phù hợp - Điều chỉnh ánh sang (khơng mờ, chóa) đảm bảo ảnh chụp tốt - Lắp ráp thiết bị, hoàn thiện hệ thống 1.3.5 Thu thâp nhận xét kết - Lấy kết so sánh với thực tế tính tốn sai số - Nhận xét nêu ưu nhược điểm hệ thống - Nêu hướng phát triển 1.3.6 Viết báo cáo - Thu thập kết viết đề cương báo cáo - Viết báo cáo - Chỉnh sửa, kiểm tra lần cuối trước nôp báo cáo - Tiến hành báo cáo 1.4 1.5 GIỚI HẠN - Số lượng lần đếm nhỏ 50 cá thể - Kích thước cá thể từ 1-2cm BỐ CỤC  Chương 1: Tổng quan Đặt vấn đề liên quan đến đề tài, tìm hiểu lý cần thiết để thực đề tài, mục tiêu hoàn thành, giới hạn bước từ đến cụ thể mà nhóm thực q trình nghiên cứu đề tài BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG TỔNG QUAN  Chương 2: Cơ sở lý thuyết Trình bày kiến thức ngơn ngữ Python, lý thuyết Raspberry Pi 3, lý thuyết module camera pi, lý thuyết hình lcd 16x2 áp dụng đề tài  Chương 3: Tính tốn Thiết kế Trình bày sơ đồ khối hệ thống, tính tốn thiết kế cho khối  Chương 4: Thi công hệ thống Thi công bể chứa cá Thi cơng mạch theo thiết kế Lập trình điều khiển cho Pi Kiểm tra, chạy thử nghiệm tinh chỉnh lỗi  Chương 5: Kết quả, Nhận xét Đánh giá Trình bày kết đạt đưa bàn luận sản phẩm  Chương 6: Kết luận hướng phát triển Kết luận chung đề tài hướng phát triển BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ ẢNH 2.1 2.1.1 Giới thiệu chung[5] Xử lý ảnh lĩnh vực mang tính khoa học cơng nghệ Nó ngành khoa học mẻ so với nhiều ngành khoa học khác tốc độ phát triển nhanh, kích thích trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt máy tính chuyên dụng riêng cho Xử lý ảnh đưa vào giảng dạy bậc đại học nước ta khoảng chục năm Nó mơn học liên quan đến nhiều lĩnh vực cần nhiều kiến thức sở khác Đầu tiên phải kể đến xử lý tín hiệu số môn học cho xử lý tín hiệu chung, khái niệm tích chập, biến đổi Fourier, biến đổi Laplace, lọc hữu hạn… Thứ hai, cơng cụ tốn đại số tuyến tính, sác xuất, thống kê Một số kiến thứ cần thiết trí tuệ nhân tạo, mạng nơron nhân tạo đề cập q trình phân tích nhận dạng ảnh Các phương pháp xử lý ảnh ứng dụng chính: nâng cao chất lượng ảnh phân tích ảnh Ứng dụng biết đến nâng cao chất lượng ảnh báo truyền qua cáp từ Luân đôn đến New York từ năm 1920 Vấn đề nâng cao chất lượng ảnh có liên quan tới phân bố mức sáng độ phân giải ảnh Việc nâng cao chất lượng ảnh phát triển vào khoảng năm 1955 Điều giải thích sau chiến thứ hai, máy tính phát triển nhanh tạo điều kiện cho q trình xử lý ảnh sơ thuận lợi Năm 1964, máy tính có khả xử lý nâng cao chất lượng ảnh từ mặt trăng vệ tinh Ranger Mỹ bao gồm: làm đường biên, lưu ảnh Từ năm 1964 đến nay, phương tiện xử lý, nâng cao chất lượng, nhận dạng ảnh phát triển không ngừng Các phương pháp tri thức nhân tạo mạng nơ ron nhân tạo, thuật toán xử lý đại cải tiến, công cụ nén ảnh ngày áp dụng rộng rãi thu nhiều kết khả quan Để dễ tưởng tượng, xét bước cần thiết xử lý ảnh Đầu tiên, ảnh tự nhiên từ giới thu nhận qua thiết bị thu (như camera, máy chụp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ảnh) Trước đây, ảnh thu qua Camera ảnh tương tự (loại camera ống kiểu CCIR) Gần đây, với phát triển công nghệ, ảnh màu đen trắng lấy từ camera, sau chuyển trực tiếp thành ảnh số tạo thuận lợi cho xử lý Mặt khác, ảnh tiếp nhận từ vệ tinh; quét từ ảnh chụp máy quét ảnh Hình 2.1 Các bước xử lý ảnh Sơ đồ bao gồm thành phần sau: a Phần thu nhận ảnh (Image Acquisition) Ảnh nhận qua camera màu đen trắng Thường ảnh nhận qua camera ảnh tương tự (loại camera ống chuẩn CCIR với tần số 1/25, ảnh 25 dịng), có loại camera số hố (như loại CCD – Change Coupled Device) loại photodiot tạo cường độ sáng điểm ảnh Camera thường dùng loại qt dịng; ảnh tạo có dạng hai chiều Chất lượng ảnh thu nhận phụ thuộc vào thiết bị thu, vào môi trường (ánh sáng, phong cảnh) b Tiền xử lý (Image Processing) Sau thu nhận, ảnh nhiễu độ tương phản thấp nên cần đưa vào tiền xử lý để nâng cao chất lượng Chức tiền xử lý lọc nhiễu, nâng độ tương phản để làm ảnh rõ hơn, nét c Phân đoạn (Segmentation) hay phân vùng ảnh Phân vùng ảnh tách ảnh đầu vào thành vùng thành phần để biểu diễn phân tích, nhận dạng ảnh Ví dụ: để nhận dạng chữ (hoặc mã vạch) phong bì thư cho mục đích phân loại bưu phẩm, cần chia câu, chữ địa tên người thành từ, chữ, số (hoặc vạch) riêng biệt để nhận dạng Đây BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT phần phức tạp khó khăn xử lý ảnh dễ gây lỗi, làm độ xác ảnh Kết nhận dạng ảnh phụ thuộc nhiều vào công đoạn d Biểu diễn ảnh (Image Representation) Đầu ảnh sau phân đoạn chứa điểm ảnh vùng ảnh (ảnh phân đoạn) cộng với mã liên kết với vùng lận cận Việc biến đổi số liệu thành dạng thích hợp cần thiết cho xử lý máy tính Việc chọn tính chất để thể ảnh gọi trích chọn đặc trưng (Feature Selection) gắn với việc tách đặc tính ảnh dạng thơng tin định lượng làm sở để phân biệt lớp đối tượng với đối tượng khác phạm vi ảnh nhận Ví dụ: nhận dạng ký tự phong bì thư, miêu tả đặc trưng ký tự giúp phân biệt ký tự với ký tự khác e Nhận dạng nội suy ảnh (Image Recognition and Interpretation) Nhận dạng ảnh trình xác định ảnh Quá trình thường thu cách so sánh với mẫu chuẩn học (hoặc lưu) từ trước Nội suy phán đoán theo ý nghĩa sở nhận dạng Ví dụ: loạt chữ số nét gạch ngang phong bì thư nội suy thành mã điện thoại Có nhiều cách phân loai ảnh khác ảnh Theo lý thuyết nhận dạng, mơ hình toán học ảnh phân theo hai loại nhận dạng ảnh bản: - Nhận dạng theo tham số - Nhận dạng theo cấu trúc Một số đối tượng nhận dạng phổ biến áp dụng khoa học công nghệ là: nhận dạng ký tự (chữ in, chữ viết tay, chữ ký điện tử), nhận dạng văn (text), nhận dạng vân tay, nhận dạng mã vạch, nhận dạng mặt người… f Cơ sở tri thức (Knowledge Base) Như nói trên, ảnh đối tượng phức tạp đường nét, độ sáng tối, dung lượng điểm ảnh, môi trường để thu ảnh phong phú kéo theo nhiễu Trong nhiều khâu xử lý phân tích ảnh ngồi việc đơn giản hóa phương pháp tốn BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT học đảm bảo tiện lợi cho xử lý, người ta mong muốn bắt chước quy trình tiếp nhận xử lý ảnh theo cách người Trong bước xử lý đó, nhiều khâu xử lý theo phương pháp trí tuệ người 2.1.2 Các khái niệm xử lý ảnh a Điểm ảnh (Picture Element) Gốc ảnh (ảnh tự nhiên) ảnh liên tục không gian độ sáng Để xử lý máy tính (số), ảnh cần phải số hoá Số hoá ảnh biến đổi gần ảnh liên tục thành tập điểm phù hợp với ảnh thật vị trí (khơng gian) độ sáng (mức xám) Khoảng cách điểm ảnh thiết lập cho mắt người không phân biệt ranh giới chúng Mỗi điểm gọi điểm ảnh (PEL: Picture Element) hay gọi tắt Pixel Trong khuôn khổ ảnh hai chiều, pixel ứng với cặp tọa độ (x, y) Điểm ảnh (Pixel) phần tử ảnh số toạ độ (x, y) với độ xám màu định Kích thước khoảng cách điểm ảnh chọn thích hợp cho mắt người cảm nhận liên tục không gian mức xám (hoặc màu) ảnh số gần ảnh thật Mỗi phần tử ma trận gọi phần tử ảnh b Độ phân giải ảnh Độ phân giải (Resolution) ảnh mật độ điểm ảnh ấn định ảnh số hiển thị Theo định nghĩa, khoảng cách điểm ảnh phải chọn cho mắt người thấy liên tục ảnh Việc lựa chọn khoảng cách thích hợp tạo nên mật độ phân bổ, độ phân giải phân bố theo trục x y không gian hai chiều c Mức xám ảnh Một điểm ảnh (pixel) có hai đặc trưng vị trí (x, y) điểm ảnh độ xám Dưới xem xét số khái niệm thuật ngữ thường dùng xử lý ảnh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Định nghĩa: Mức xám điểm ảnh cường độ sáng gán giá trị số điểm Các thang giá trị mức xám thông thường: 16, 32, 64, 128, 256 (Mức 256 mức phổ dụng Lý do: từ kỹ thuật máy tính dùng byte (8 bit) để biểu diễn mức xám: Mức xám dùng byte biểu diễn: 28=256 mức, tức từ đến 255) Ảnh đen trắng: ảnh có hai màu đen, trắng (khơng chứa màu khác) với mức xám điểm ảnh khác Ảnh biểu diễn dạng tín hiệu tương tự tín hiệu số Trong biểu diễn số ảnh đa mức xám, ảnh biểu diễn dạng ma trận hai chiều Mỗi phần tử ma trận biểu diễn cho mức xám hay cường độ ảnh vị trí Hình 2.2 Biểu diễn mức xám ảnh số Trong hình 2.2, lưới chia vng tưởng tượng đặt lên ảnh Độ lớn ô vuông lưới xác định kích thước điểm ảnh Mức xám điểm tính cường độ sáng trung bình vng Mắt lưới nhỏ chất lượng ảnh cao Trong kỹ thuật truyền hình tiên tiến, (mục đích cung cấp cho người xem), hình ảnh cần chất lượng cao với độ phân giải gấp hai lần so với chuẩn Trong kỹ thuật tương tự, ảnh thường biểu diễn dạng dòng nằm ngang Mỗi dịng tín hiệu tương tự mang theo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Hình phần nắp đậy hồ chứa phận điều khiển đả đóng gói hồn chỉnh Hình 4.8 hệ thống sau thi cơng lắp ráp hồn chỉnh Hình 4.8 Hệ thống hồn chỉnh 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 4.4.1 Lưu đồ giải thuật a Lưu đồ hệ thống BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 54 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Bắt đầu Chụp ảnh Có ảnh đầu vào sai Kiểm tra kết nối Đúng Xử lý ảnh Đếm số lượng Xuất hình Dữ liệu xuất sai Kiểm tra kết nối LCD,I2C Đúng Kết thúc Hình 4.9 Lưu đồ hệ thống Lưu đồ biểu diễn trình tự điều khiển, hoạt động hệ thống từ bắt đầu cấp điện kết thúc hệ thống đếm số lượng cá giống Khi bắt đầu cấp nguồn cho hệ thống, ta chờ khoảng 1phút để raspberry khởi động xong Đầu tiên ta tiến hành chụp lấy ảnh đầu vào Kiểm tra xem ảnh đả chụp hay chưa Nếu chưa ta xem lại kết nối camera với kit Raspberry tiến hành chụp lại khi lấy ảnh đầu vào tiến hành chạy chương trình để xử lý ảnh Sau tiến hành đếm số lượng xuất hình LCD Bước cuối kiểm tra liệu có truyền, xuất LCD hay khơng Nếu khơng có liệu xuất LCD ta kiểm tra lai kết nối tiến hành xuất lại kiểm tra kết thúc BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 55 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG b Lưu đồ chương trình Bắt đầu Khai báo thư viện, khởi tạo hệ thống Dem = Dem + Khởi tạo cấu hình cho LCD Vẽ biên đánh số lượng lên hình Khởi tạo kiểu truyền tham số kwargs Xuất LCD Đọc ảnh đầu vào, chuyển sang ảnh xám Kết thúc Trừ loc ảnh loại bỏ chấm nhỏ So sánh kích thước cá Sai Dem = Dem Đúng Hình 4.10 Lưu đồ giải thuật chương trình Giải thích lưu đồ: BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 56 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Đầu tiên thực theo tác khai báo thư viện, khai báo biến, cấu hình cho LCD, khởi tao kiểu truyền tham số Kwargs Tiếp theo ta đọc ảnh đầu vào mà camera vừa chụp chuyển sang ảnh xám (ảnh khơng màu) Hình 4.11 Chuyển qua ảnh xám Sau lấy ảnh xám để phân ngưỡng cho ảnh tiến hành lọc bỏ chấm nhỏ Hình 4.12 Phân ngưỡng Threshold Hình 4.13 Ảnh lọc chấm nhỏ Sau lấy hình vừa lọc so sánh với kích thước nhỏ cá (Dmin) D >= Dmin (D kích thước cá, Dmin kích thước nhỏ cá) thực BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH an 57 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG đếm Dem = Dem + Ở dùng giải thuật watershed để xác định cá thể, phân biêt cá thể bơi chồng lên bơi dính vào Nếu D < Dmin giữ nguyên biến Dem Tiếp theo ta vẽ đường biên đánh số cá thể có hình để theo giỏi đánh giá kết Hình 4.14 Vẽ biên đánh số Cuối xuất kết hình LCD Hình 4.15 Kết hiển thị LCD BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 58 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 4.4.2 Phần mềm lập trình Giới thiệu phần mềm lâp trình:  Phần mềm Python (IDLE) trình soạn thảo văn bản, giúp ta viết code để chạy chương trình Chương trình viết ngơn ngữ python Đây ngôn ngữ đơn giản dễ viết với câu lệnh ngắn gọn, có nhiều thư viện diễn đàn hỗ trợ  Thanh công cụ bao gồm nút lệnh menu (File, Edit, View, Run, Tools, Help) Phía icon cho phép sử dụng nhanh chức thường dùng  Vùng viết chương trình để soạn thảo code  Vùng thông báo chứa thông báo lỗi Thanh công cụ Vùng viết chương trình Vùng thơng báo Hình 4.16 Giao diện lâp trình 4.5 TÀI LỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 4.5.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Việc vận hành hệ thống đơn giản thông qua bước sau: Bước 1: Bắt cá cần đếm thả vào hồ đậy nắp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 59 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Bước 2: Cấp nguồn cho hệ thống, hệ thống sử dụng nguồn 5V-2.5A cho mạch điều khiển nguồn 12V-3A cho led chiếu sáng Sau cấp nguồn chờ 1-2 phút bắt đầu đăng nhâp vào Raspberry Pi Bước 3: Bật Terminal gõ lệnh raspistill -w 800 -h 600 -t 1000 -o name.jpg để tiến hành chụp hình Trong 800 600 lần lược chiều rộng chiều cao khung hình.1000 thời gian thực chụp giây Bước 4: Gõ lệnh python name.py để bắt đầu đếm cá Bước 5: Kiểm tra ghi nhận kết 4.5.2 Quy trình thao tác Bắt đầu Bắt cá vào hồ Cấp nguồn Khơi động Chụp hình Có hình Chạy chương trình Xem kết Kết thúc Hình 4.17 Lưu đồ miêu tả trình bước vận hành thệ thống BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 60 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Đầu tiên ta bắt lượng cá cần đếm bỏ vào hồ Sau cấp nguồn cho hệ thống Chờ đến phút hệ thống khởi động xong tiến hành đăng nhâp Raspberry với user password Hình 4.18 Giao diện đăng nhập Tiếp theo bật Terminal để gõ lệnh Terminal Hình 4.19 Bật Terminal Sau gõ lệnh chụp chạy chương trình đếm BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH an 61 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG lệnh Kết Hình 4.20 Giao diện gõ lệnh Bước cuối chờ kết Hình 4.21 Kết hình BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH an 62 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Chương KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Nhóm bắt đầu nhận đề tài “thiết kế thi công hệ thống đếm cá giống” từ 1/10/2018 Bắt đầu nghiên cứu thực đề tài vòng 14 tuần để hồn thành hệ thống Trong q trình nghiên cứu thực hành nhóm đả học rút nhiều kinh nghiệm như: biết cách tìm hiểu nghiên cứu vấn đề, hiểu biết sử dụng module camera, LCD, chuẩn truyền I2C Biết thêm khả Raspberry Pi, cách cài đặt kết nối với Module, hiểu thêm ngôn ngữ Python Trong trình nhóm nghiên cứu đả thu nhiều kết để chứng minh cho sở lý thuyết, tính tốn thiết kế thi cơng hướng Kết thực nhóm đả hồn thành để tài Bây hệ thống đếm số lượng cá hình Thời gian đáp để thực đếm hệ thống lần đếm khoảng 30 giây Hệ thống dễ dàng sử dụng an tồn 5.1 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG 5.1.1 Hình ảnh tiền xử lý Hình 5.1 Ảnh tiền xử lý Đây kết bước tiền xử lý chụp ảnh chuyển qua ảnh xám BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 63 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.1.2 Xử lý phân ngưỡng Hình 5.2 Ảnh sau phân đoạn ngưỡng Sau chuyển qua ảnh xám bắt đầu trừ phương pháp Threshold Kết cho hình ảnh bị chấm nhỏ nên ta tiến hành loại bỏ chấm nhỏ hình Hình 5.3 Kết sau lọc BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 64 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.1.3 Tiến hành đếm vẽ đánh số Hình 5.4 Kết đếm vẽ đánh số Nhóm sử dụng thuật toán Watershed để phân biệt đối tượng chồng lên hoăc bơi gần có đường biên dính liền với So sánh kích thước đếm số lượng cá 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG Dựa vào kết thống kê từ bảng 5.1 lần kết đếm ta thấy mức sai số sản phẩm cịn nằm khoảng chấp nhận Hệ thống hoat động ổn định Bảng 5.1 Thống kê kết đếm cá có kích thước 1-2cm STT Số lượng thực tế Kết đếm từ hệ thống Sai số 40 41 40 41 40 43 40 40 40 42 40 40 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 65 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 40 42 40 41 40 39 10 40 41 Bảng kết qua tính tăng kích thước cá Bảng 5.2 Thống kê kết đếm cá có kích thước 2-3cm STT Số lượng thực tế Kết đếm từ hệ thống Sai số 40 42 2 40 40 40 40 40 41 40 42 40 41 40 40 40 41 40 40 10 40 42 Từ hai bảng kết thu đếm số lượng với kích thước khác cho thấy, tăng kích thước lơn lên kết đếm sai số Tuy nhiên, nhóm đồ án dừng lại mức mơ hình Nhưng mơ hình khai thác ứng dụng nhiều nhu cầu mua bán tính tốn số lượng thị trường Việc khai thác mơ hình thực tiễn phải tốn thêm nhiều thời gian chi phí BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 66 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Mục tiêu đề tài đếm số lượng đối tượng ảnh Sau trình thực hệ thống đếm số lượng ảnh tương đối xác với sai số nhỏ Qua thời gian nghiên cứu thực nhóm dừng lại mức mơ hình sản phẩm để thử nghiêm khơng thể đếm với số lượng lớn, kích thước nhỏ Bên cạnh sản phẩm cịn số hạn chế chưa có nút nhấn để thao tác hanh cá tập trung viền thành với số lượng trở lên hệ thống đếm sai Mặc dù cố gắng giới hạn thời gian thực lực nên nhóm khơng thể hồn tồn khắc phục hạn chế sản phẩm Trong suốt quãng thời gian nghiên cứu, nhóm thực đồ án học nhiều điều học cách đương đầu với áp lực, cách nghiên cứu vấn đề, khả phân chia công việc lên kế hoạch, đức tính kiên trì lập trình bị lỗi Quả thực, môi trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật tốt việc rèn luyện nhân cách, phương pháp học tập, kinh nghiệm sống chúng người Những điều làm tảng cho việc phát triển cá nhân nhóm sau 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Dựa vào kiến thức tham khảo học hỏi Nhóm nghiên cứu nghĩ đề tài phát triển mở rộng thêm số khía cạnh sau: - Có thể đếm đối tượng với số lượng lớn kích thước nhỏ khoảng mm - Có thể phân biệt đối tượng cần đếm với thành phần khác môi trường tự nhiên BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH an 67 S an K L 0 ... tốn thi? ??t kế Với đề tài ? ?Thi? ??t kế thi công hệ thống đếm số lượng cá giống? ?? mục tiêu thi cơng hệ thống đếm số lượng ảnh hiển thị hình - Thi? ??t kế sơ đồ khối hệ thống - Tính tốn, thi? ??t kế khối hệ thống. .. tài  Chương 3: Tính tốn Thi? ??t kế Trình bày sơ đồ khối hệ thống, tính tốn thi? ??t kế cho khối  Chương 4: Thi công hệ thống Thi công bể chứa cá Thi công mạch theo thi? ??t kế Lập trình điều khiển cho... TỐN VÀ THI? ??T KẾ HỆ THỐNG 3.2.1 Thi? ??t kế sơ đồ khối hệ thống Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 39 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THI? ??T KẾ Thơng qua sơ đồ khối này, nhóm thi? ??t