Nghiên cứu, chế tạo hệ thống máy scan 3d ứng dụng trí tuệ nhân tạo

172 NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÁY SCAN 3D ỨNG DỤNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Nguyễn Tuấn V Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD ThS Phạm Quốc Phương TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu v[.]

NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÁY SCAN 3D ỨNG DỤNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Nguyễn Tuấn V Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: ThS Phạm Quốc Phương TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu chế tạo hệ thống máy quét 3D ứng dụng trí tuệ nhân tạo ứng dụng rộng rãi ngành sản xuất, lĩnh vực y tế đặc biệt bật thiết kế ngược, đo kiểm sản phẩm ứng dụng ngành khuôn mẫu Hệ thống quét 3D gồm có phận sau: cảm biến hồng ngoại Sharp GP2Y0A51SK0F, trượt, bàn xoay, động bước để di chuyển cảm biến trượt di chuyển bàn xoay, đế hỗ trợ bàn xoay Hệ thống sau tính tốn, thiết kế, chế tạo lắp ráp hoạt động tốt GIỚI THIỆU Quét 3D kỹ thuật thu thập số liệu trường dạng số sử dụng ánh sáng Laser quét qua bề mặt đối tượng để ghi nhận kích thước mối quan hệ khơng gian đối tượng với Các máy quét 3D sau hồn tất chu trình thu số liệu tạo thành đám mây điểm (Point Cloud), thể cách đầy đủ hồn chỉnh hình ảnh đối tượng thực tế từ vài trăm mét đến vài kilomet, số liệu điểm thu có độ xác 5mm với tốc độ ghi nhận số liệu từ vài chục nghìn đến triệu điểm giây Tốc độ quét phụ thuộc vào yêu cầu mật độ điểm quét ứng dụng Khi đối tượng thực tiễn có kích thước lớn lần quét, phải sử dụng nhiều trạm máy góc độ khác nhau, sau kết nối trạm máy lại với để tạo thành đám mây điểm hoàn chỉnh Ngay hình thành đám mây điểm 3D, số liệu sẵn sàng ứng dụng được, tiến hành đo đạc trực tiếp, xuất sang phần mềm CAD phổ biến nào, xây dựng mơ hình chiều, chuyển đổi sang chương trình BIM để tổng hợp vẽ 2D, vẽ kích thước hay mơ hình 3D hồn chỉnh (Solid 3D) THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.1 Cảm biến: Sharp GP2Y0A51SK0F Ở đề tài nghiên cứu khoa học sử dụng cảm biến hồng ngoại Sharp IR Một cảm biến hồng ngoại bình thường cho biết vật thể bị dội ngược lại ánh sáng hồng ngoại Cảm biến Sharp IR có máy dị đặc biệt khơng xác định có ánh sáng, mà cịn đo khoảng cách vật thể trả giá trị tương tự khoảng cách Máy dò cảm biến Sharp IR tương tự cảm biến hình ảnh tìm thấy máy ảnh kỹ thuật số máy dò đèn LED hồng ngoại có khoảng cách hướng cố định so với nhau, nên khoảng cách vật ảnh hưởng đến góc mà ánh sáng chiều vào máy dị, tính góc ánh sáng từ góc rút khoảng cách đến vật thể khoảng cách hướng cố định so với nhau, nên khoảng 172 cách vật ảnh hưởng đến góc mà ánh sáng chiều vào máy dị, tính góc ánh sáng từ góc rút khoảng cách đến vật thể Hình Cảm biến Sharp GP2Y0A51SK0F Đầu analog tương ứng với khoảng cách dựa theo đường cong sau: Hình Đường cong thể phụ thuộc đầu analog với khoảng cách tương ứng Phạm vi tối ưu: 2-15 cm 173 Nhờ phương pháp đo đạc tam giác, yếu tố độ phức tạp phản xạ vật thể, nhiệt độ môi trường thời gian thực không ảnh hưởng đến việc phát khoảng cách cảm biến 2.2 Sơ đồ khối hệ thống Hình Sơ đồ khối hệ thống 174 KẾT QUẢ THI CÔNG SẢN PHẨM: GIA CÔNG, LẮP RÁP, LẬP TRÌNH Kết gia cơng chế tạo sản phẩm thực tế thể Hình Hình Hình ảnh thực tế hệ thống hồn chỉnh (ví dụ minh hoạ) Bo mạch điều khiển động bước DRV8825: Hình Hình ảnh bo điều khiển động bước 175 Phần mềm: Front end panel (LabView) Kết quả: KẾT LUẬN Đề tài thực việc tính tốn, thiết kế chế tạo hệ thống quét 3D sử dụng trí tuệ nhân tạo Cảm biến Sharp IR nằm trục đứng di động đóng vai trò làm máy quét với bàn xoay vận hành động bước Hệ thống sau chế tạo lắp rắp hoạt động yêu cầu thiết kế Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo làm cho máy móc tự điều chỉnh chương trình, đảm bảo chi tiết sản xuất thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Andrés G Marrugo, Jesús Pineda, Lenny A Romero, Raúl Vargas and Jaime Meneses: Fourier Transform Profilometry in LabVIEW, http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.78548 176 [2] Chao Zuo, Shijie Feng, Lei Huang,Tianyang, TaoWei, YinQian, Chen: Phase shifting algorithms for fringe projection profilometry: A review, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0143816618302203?via%3Dihub [3] D Florini, A Mucci, C Rosi: NI Labview based 3D scanner [4] Hu Q, Huang PS, Fu Q, Chiang F-P Calibration of a three-dimensional shape measurement system Optical Engineering 2003;42(2):487-493 [5] Zappa E, Busca G Static and dynamic features of Fourier transform profilometry: A review Optics and Lasers in Engineering 2012;50(8):1140-1151 [6] Zhang S.Handbook of 3DMachine Vision: OpticalMetrology and Imaging CRC Press; 2013 pp.1 177 ... tốn, thiết kế chế tạo hệ thống quét 3D sử dụng trí tuệ nhân tạo Cảm biến Sharp IR nằm trục ? ?ứng di động đóng vai trị làm máy quét với bàn xoay vận hành động bước Hệ thống sau chế tạo lắp rắp hoạt... 2.2 Sơ đồ khối hệ thống Hình Sơ đồ khối hệ thống 174 KẾT QUẢ THI CƠNG SẢN PHẨM: GIA CƠNG, LẮP RÁP, LẬP TRÌNH Kết gia công chế tạo sản phẩm thực tế thể Hình Hình Hình ảnh thực tế hệ thống hồn chỉnh... vận hành động bước Hệ thống sau chế tạo lắp rắp hoạt động yêu cầu thiết kế Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo làm cho máy móc tự điều chỉnh chương trình, đảm bảo chi tiết sản xuất thiết kế TÀI LIỆU