Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, Tôi đã chọn đề tài Nghiên cứu ứng Trang 9 Quyển luận văn này sẽ nh một tài liệu tham khảo, giúp ngời đọc có hình dung về khái niệm nhận dạng ảnh,
Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu ứng dụng phơng pháp nhận dạng ảnh điều khiển Robot ngành : tự động hoá xncn m· sè : ngun minh s¬n Ngêi híng dÉn khoa học : TS Nguyễn Văn khang hà nội - 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205234931000000 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn đợc thực thân dới hớng dẫn TS Nguyễn Văn Khang với tài liệu đà đợc trích dẫn phần tài liệu tham khảo phần cuối luận văn Nguyễn Minh Sơn Mục Lục B Trang Trang phụ bìa B Lêi cam ®oan B Mơc lơc B Danh mục ký hiệu chữ viết tắt B Lời mở đầu B B chơng I - Tổng quan ứng dụng phơng B pháp nhận dạng ảnh điều khiển Robot nội dung cần nghiên cứu B 1.1 Tổng quan ứng dụng phơng pháp nhận dạng ¶nh B ®iỊu khiĨn Robot B 01 1.1.1 TÝnh thêi sù B B 21 1.1.2 Cơ sở khoa học ứng dụng phơng pháp nhận dạng B 31 ảnh điều khiển Robot B 41 1.1.3 TÝnh øng dông B 51 B 61 1.1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng nhận dạng ảnh điều B 71 khiển Robot giới B 81 1.1.5 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng níc B 91 B 02 1.2 C¸c bíc chÝnh hƯ thèng nhËn d¹ng B 12 B 1.2.1 Thu nhận hình ảnh B 32 B 42 1.2.2 TiỊn xư lÝ 1.2.3 Ph©n vïng 9 B 52 B 62 B 72 B 82 1.2.4 Ph©n tích hình ảnh B 92 1.2.5 Nhận dạng B 13 10 B 03 10 B 23 1.2.6 Xö lÝ møc cao 3B 1.3 Néi dung nghiªn cøu B 53 1.4 Mục tiêu nội dung luận văn B 73 1.4.1 Mơc tiªu B 93 1.4.2 Néi dung B 14 Chơng II - phân vùng ảnh B 34 2.1 Phân vùng ảnh theo ngỡng biên độ B 54 2.1.1 Ngỡng cố định B 74 2.1.2 Ngỡng dựa lợc đồ B 94 2.1.2.1 Tuật toán đẳng liệu B 15 2.1.2.2 ThuËt to¸n tam gi¸c B 35 2.2 ThuËt to¸n g¸n nhÃn thành phần liên thông B 2.3 Phân vùng theo miền đồng B 75 2.3.1 Phơng pháp tách tứ phân B 95 2.3.2 Phơng pháp cục B 16 2.3.3 Phơng pháp tổng hợp B 36 2.4 Phân vùng ảnh theo kết cấu bề mặt B 56 2.4.1 Phơng pháp thống kê B 76 2.4.2 Phơng pháp cÊu tróc B 96 2.4.3 TiÕp cËn theo tÝnh kÕt cấu B 17 Chơng III - Các phơng pháp nhận dạng ảnh B 37 3.1 Khái quát nhận dạng B 57 3.1.1 Không gian biểu diễn đối tợng, không gian diễn dịch B 3.1.2 Mô hình chất trình nhận dạng B 97 3.1.2.1 Mô hình B 18 3.1.2.2 Bản chất trình nhận d¹ng B 38 10 B 43 11 B 63 12 B 83 12 B 04 12 B 24 14 B 14 B 64 15 B 84 15 B 05 16 B 25 16 B 45 17 B 65 19 B 85 19 B 06 21 B 26 22 B 46 23 B 23 B 86 27 B 07 27 B 27 28 B 47 28 B 67 28 B 87 29 B 08 29 B 28 31 B 48 33 B 68 3.2 Nhận dạng dựa phân hoạch không gian B 58 3.2.1 Phân hoạch không gian B 78 3.2.2 Hàm phân lớp hay hàm định B 98 3.2.3 Nhận dạng thống kê B 19 3.2.4 Một số thuật toán nhận dạng tiêu biểu tự học B 39 3.2.4.1 Thuật toán dựa vào khoảng c¸ch lín nhÊt B 59 3.2.4.2 Tht to¸n K trung bình B 79 3.2.4.3 Thuật toán ISODATA B 3.3 NhËn d¹ng theo cÊu tróc B 10 3.3.1 BiĨu diƠn định tính B 301 3.3.2 Phơng pháp định dựa vào cấu trúc B 501 3.3.2.1 Một số khái niệm B 701 3.3.2.2 Phơng pháp nhận dạng B 901 3.4 mạng nơ ron nhân tạo Nhận dạng theo mạng nơ ron B 3.4.1.Bộ nÃo nơ ron sinh học B 31 3.4.2 Mô hình mạng nơ ron nhân tạo B 51 3.4.2.1 Mô hình nơ ron nhân tạo B 71 3.4.2.2 Mạng nơ ron B 91 3.4.3 Các mạng nơ ron lớp B 12 3.4.3.1 Mạng Hopfield B 321 3.4.3.2 M¹ng kiĨu bé nhí chiỊu kết hợp thích nghi B 521 3.4.3.3 Mạng Kohonen B 721 3.4.3.4 Mạng Perceptron B 921 3.4.4 Các mạng nơ ron nhiều lớp 3.4.4.1 Mạng nơ ron nhiều lớp lan truyền ngợc sai số B 13 B 31 3.4.4.2 Mạng nơ ron nhiều lớp ngợc hớng B 531 33 B 33 B 09 35 B 29 36 B 49 36 B 69 37 B 89 38 B 01 39 B 201 39 B 401 39 B 601 39 B 801 41 B 01 41 B 21 42 B 41 45 B 61 46 B 81 47 B 021 52 B 21 52 B 421 56 B 621 59 B 821 64 B 031 66 66 B 231 B 431 71 B 631 74 B 831 Ch¬ng IV - B 731 ứng dụng nhận dạng ảnh điều khiển Robot 4.1 ứng dụng nhận dạng ảnh điều khiển chuyển động B 931 Robot 4.2 Xây dựng tham sè cho bé ®iỊu khiĨn camera B 14 4.2.1 TÝnh toán tốc độ quay theo phơng ngang B 341 4.2.2 Tính toán tốc độ quay theo phơng đứng B 541 4.3 Xây dựng tham số cho điều khiển robot B 741 4.3.1 Các tham số ảnh hëng tíi tèc ®é cđa Robot B 941 4.3.2 TÝnh toán tham số điều khiển B 15 Chơng V - Mô B 351 5.1 Mô trình nhận dạng ảnh B 51 5.1.1 Cơ sở lý thuyết thực trình nhận dạng B 751 5.1.2 Kết mô B 951 5.1.3 Nhận xét B 16 5.2 Mô điều khiển Robot, quỹ đạo đuổi bắt đối tợng B 361 5.2.1 Xây dựng sơ đồ khối B 561 5.2.2 Kết mô B 761 5.2.3 NhËn xÐt B 961 KÕt luËn vµ kiến nghị B 17 Tài liệu tham khảo B 371 Phụ lục B 471 Tóm tắt luận văn B 571 74 B 041 75 B 241 75 B 41 77 B 641 78 B 841 78 B 051 79 B 251 83 B 451 83 B 651 83 B 851 85 B 061 87 B 261 88 B 461 88 B 61 92 B 861 94 B 071 95 B 271 Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Giá trị ngỡng mức xám Pixel Điểm ảnh X Là đối tợng ảnh X Là không gian đối tợng Không gian diễn dịch Tập rỗng W Ma trận trọng số x, y Tọa độ đối tợng ảnh Góc camera theo phơng ngang Góc camera theo phơng đứng v Vận tốc dài ω VËn tèc gãc e Vector sai lƯch vÞ trÝ Lời Mở đầu Sự phát triển kỹ thuật điện tử công nghệ thông tin đà kéo theo phát triển loạt ngành liên quan Một ngành ngành xử lý nhận dạng ảnh số Trên giới, công nghệ xử lý nhận dạng ảnh đà đợc phát triển mạnh mẽ có nhiều ứng dụng hầu hết lĩnh vực ngời Và nay, sản phẩm có ứng dụng công nghệ đợc coi sản phẩm thông minh, có sức cạnh tranh lớn Một lĩnh vực cần đợc trang bị công nghệ nhận dạng ảnh công nghiệp chế tạo Robot Việc ứng dụng công nghệ điều khiển Robot làm tăng khả nhận thức cho Robot, làm cho nã ngµy cµng hoµn thiƯn vµ gièng ngêi ë nớc, môn xử lý ảnh đợc giảng dạy số trờng trọng điểm khoa học kỹ thuật nh Đại học Bách khoa Hà nội, Đại học Quốc gia Hà nội, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh Và giới hạn ngành nh công nghệ thông tin, điện tử viễn thông Hiện, cha có nhiều nghiên cứu để đa công nghệ vào ứng dụng thực tiễn ngành, lĩnh vực khác Hiện nay, công nghệ xử lý nhận dạng ảnh số đợc nhiều bạn trẻ quan tâm Đặc biệt bạn sinh viên có ý định tham gia trò chơi Robocon quốc tế Bởi hầu hết Robot tự động chủ yếu rò đờng theo vạch kẻ sân không phân biệt đợc cấu kiện hay đội bạn Việc trang bị kỹ thuật nhận dạng ảnh cho Robot tự động làm giảm bớt nhợc điểm trên, đồng thời làm tăng khả điều khiển linh hoạt cho Robot Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, Tôi đà chọn đề tài Nghiên cứu ứng dụng phơng pháp nhận dạng ảnh điều khiển Robot Quyển luận văn nh tài liệu tham khảo, giúp ngời đọc có hình dung khái niệm nhận dạng ảnh, phơng pháp nhận dạng ảnh biết cách ứng dụng công nghệ điều khiển Robot Cụ thể xây dựng phơng pháp nhận dạng ảnh để điều khiển Robot việc tìm đuổi bắt mục tiêu di động có phơng vận tốc cha biết Trong khuôn khổ đề tài với quỹ thời gian không cho phép có số khó khăn việc cập nhập tài liệu nh hạn chế thân, nên chắn luận văn không tránh khỏi thiếu sót Vậy kính mong thầy cô bạn yêu thích công nghệ đóng góp bảo, phê bình để đề tài ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Khang đà tận tình híng dÉn chØ b¶o em thêi gian thùc hiƯn đề tài này! Hà nội, 18/ 11/ 2008 Tác giả Ngun Minh S¬n ch¬ng I Tỉng quan vỊ “ ứng dụng phơng pháp nhận dạng ảnh điều khiển Robot nội dung cần nghiên cứu 1.1 Tổng quan ứng dụng phơng pháp nhận dạng ảnh điều khiển Robot 1.1.1 Tính thời Ngày nay, trớc phát triển vợt bậc khoa học kỹ thuật, thiết bị máy móc thay hỗ trợ cho ngời lao động sản xuất, sinh hoạt, đòi hỏi ngày phải hoàn thiện Trong năm gần kỹ thuật vi điện tử phát triển mạnh, đà khiến cho tốc độ vi xử lý ngày cao, chất lợng camera kỹ thuật số ngày hoàn thiện Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ xử lý ảnh, nhận dạng ảnh ngày sâu rộng tất lĩnh vực nh công nghiệp, quân sự, an ninh, vũ trụ, y học, giao thôngvv cc sèng hµng ngµy Tõ xt hiƯn nay, không phủ nhận đợc vai trò Robot sản xuất công nghiệp lẫn sinh hoạt gia đình Chúng thực công việc nhàm chán nguy hiểm, công việc mà tốc độ độ xác vợt khả ngời Khi ngời máy trở nên tinh vi hơn, thị giác máy tính đóng vai trò ngày quan trọng Ngời ta đòi hỏi ngời máy phát nhận dạng phận công nghiệp mà hiểu đợc chúng thấy đa hành động phù hợp Việc phát triển, hoàn thiện tính giúp cho ngời máy ngày giống với ngời đà khiến nhà khoa học giới phải tốn nhiều công sức Ngày nay, với phát triển bËc cña khoa häc kü