Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot mang camera ứng dụng xây dựng hình ảnh 3d

- vi -  Trang ta TRANG Quy tài Lý lch khoa hc i L ii Cm t iii Tóm tt iv Abstract v Mc lc vi Danh sách các hình v ix Danh sách các bng xi NG QUAN Error! Bookmark not defined. t v Error! Bookmark not defined. 1.2 Tng quan chung v c nghiên cu, các kt qu nghiên cu trong và . Error! Bookmark not defined. 1.2.1 Tng quan chung v c nghiên cu Error! Bookmark not defined. 1.2.2 Tình hình nghiên cc Error! Bookmark not defined. 1.2.3 Tình hình nghiên cc Error! Bookmark not defined. c và thc tin Error! Bookmark not defined. 1.4 Mc tiêu và nhim v c tài. Error! Bookmark not defined. ng và phm vi nghiên cu. Error! Bookmark not defined. u. Error! Bookmark not defined. ng 2: THIT K KT C Error! Bookmark not defined. 2.1 Phân tích và la chn kt cu robot Error! Bookmark not defined. 2.1.1 Yêu cu k thut ca robot Error! Bookmark not defined. 2.1.2 Nguyên lý hong ca robot Error! Bookmark not defined.  xut thit k u tay máy Error! Bookmark not defined.  Error! Bookmark not defined. - vii -  Error! Bookmark not defined. 2.1.4 Ch n lu: Error! Bookmark not defined. 2.1.5 Tính toán chiu dài tng khâu: Error! Bookmark not defined. ng hc tay máy Error! Bookmark not defined. ng hc thun Error! Bookmark not defined. ng hc nc Error! Bookmark not defined. ng lc hc Error! Bookmark not defined. 2.4 Tính toán chn công sun Error! Bookmark not defined. 2.5 Tính toán chu truyng robot Error! Bookmark not defined. 2.6 Thit k các b phn ca robot Error! Bookmark not defined.  THIT K QU O CHUYNG ROBOTError! Bookmark not defined.  THIT K H THU KHIN ROBOTError! Bookmark not defined. 4.1 Cu trúc h thu khin Error! Bookmark not defined. 4.2. Thit k phn t Error! Bookmark not defined. 4.2.1 B ngun Error! Bookmark not defined. 4.2.2 Mch cu H Error! Bookmark not defined. 4.2.3 Mu khin trung tâm Error! Bookmark not defined. 4.3 Gii thut và giao diu khin Error! Bookmark not defined. 4.3.1              Error! Bookmark not defined. 4.3.2 Giao diu khin Error! Bookmark not defined.  KT QU VÀ THC NGHIM Error! Bookmark not defined. 5.1 Ph Error! Bookmark not defined. 5.2 Phn t Error! Bookmark not defined. 5.2.1 B ngun Error! Bookmark not defined. 5.2.2 Mch cu H Error! Bookmark not defined. 5.2.3 Mch u khin trung tâm Error! Bookmark not defined. 5.2.4 T u khin Error! Bookmark not defined. 5.3 H thu khin Error! Bookmark not defined. 5.4 Giao diu khin Error! Bookmark not defined. - viii - 5.5 Thc nghim Error! Bookmark not defined.  KT LUNG PHÁT TRIN Error! Bookmark not defined. 6.1 Kt lun Error! Bookmark not defined. ng phát trin Error! Bookmark not defined. TÀI LIU THAM KHO Error! Bookmark not defined. PH LC 1: Tính toán b truyn xích Error! Bookmark not defined. PH LC 2: Tính toán b truy Error! Bookmark not defined. PH LC 3: Tp bn v chi tit 70 - ix - DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 Bán hàng trc tuyn vi hình nh 2D t InternetError! Bookmark not defined. Hình 1.2 Mô phng s chp hình ca hai mt Error! Bookmark not defined. Hình 1.3 Hình nh phim 3D AVATAR Error! Bookmark not defined. Hình 1.4 Hình nh 3D ca sn phm Error! Bookmark not defined. Hình 1.5 Hình nh sn phc chp   khác nhauError! Bookmark not defined. Hình 1.8 Robotic Arm Error! Bookmark not defined. Hình 1.6 Robot Vario Error! Bookmark not defined. Hình 1.7 Robot Vario XL Error! Bookmark not defined. o nh 3D mang tính th công Error! Bookmark not defined. Hình 2.2 Robot kiu t cu Error! Bookmark not defined. u dng mt Error! Bookmark not defined. u dng hai Error! Bookmark not defined. Hình 2.5 Vùng không gian hong (V) ca camera . Error! Bookmark not defined. Hình 2.6 Vùng không gian hong (K) ca robot cameraError! Bookmark not defined. Hình 2.7 Không gian hong ca camera và robot Error! Bookmark not defined. Hình 2.8 H t ca Robot Error! Bookmark not defined. ng lc hc kt cu Error! Bookmark not defined.  ng ca robot camera Error! Bookmark not defined. Hình 2.11 Mô hình Robot mang Camera Error! Bookmark not defined. Hình 2.12 Cánh tay Robot Error! Bookmark not defined.  Robot Error! Bookmark not defined. Hình 2.14 Bàn xoay Error! Bookmark not defined. ng dch chuyn có th xy ra ca mt khâu robotError! Bookmark not defined. Hình 3.2  th góc quay ca các khp theo t Error! Bookmark not defined. Hình 3.3 Qu o mong mun ca robot khi di chuynError! Bookmark not defined. - x -  khi h thu khin Robot Error! Bookmark not defined.  khi hou khin Slave trong RobotError! Bookmark not defined.  khi tng quát b ngun Error! Bookmark not defined. Hình 4.5 Mch cu khin chi Error! Bookmark not defined. Hình 4.6 Các modun ca mu khin trung tâmError! Bookmark not defined. 4.7               . Error! Bookmark not defined. Hì xây dng hong ca RobotError! Bookmark not defined. Hình 5.1 Thit k khâu 1 ca robot Error! Bookmark not defined. Hình 5.2 Thit k khâu 2 ca robot Error! Bookmark not defined. Hình 5.3 Khp ni khâu 1 và khâu 2 Error! Bookmark not defined. Hình 5.4 Thit k khâu 3 Error! Bookmark not defined. Hình 5.5 Khp ni khâu hai và ba Error! Bookmark not defined. Hình 5.6 Mô hình thc t ca robot camera Error! Bookmark not defined. Hình 5.7 Không gian làm vic ca robot Error! Bookmark not defined. Hình 5.8 B ngun 24V  10A Error! Bookmark not defined. Hình 5.9 Hình chp mch cu H Error! Bookmark not defined. Hình 5.10 Hình chp mu khin trung tâm Error! Bookmark not defined. Hình 5.11 T u khiu khin Error! Bookmark not defined. Hình 5.13 Giao din chính ca Robot Error! Bookmark not defined. Hình 5.14 Qu o di chuyn robot bán kính 1,2 m Error! Bookmark not defined. Hình 5.15 Qu o di chuyn robot bán kính 0,7 m Error! Bookmark not defined.  nh robot khi di chuyn bán kính 1,2 mError! Bookmark not defined. Hình 5.17 Quá trình robot chp sn phm máy tính Error! Bookmark not defined. Hình 5.18 Kt qu mu chp   khác nhau Error! Bookmark not defined. - xi - DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 2.2: Thông s khng các b phn ca robot 27 Bng 5.1: a robot mang camera Error! Bookmark not defined. Bng 5.2: Bng thông s kt qu thc nghi lch tâm 58 - 1 - 1 TNG QUAN    trình bày v nhu cu cp thit hin nay c  tài, mang li nhng li ích gì cho xã hc và thc tin, tng quan chung v  vc nghiên cu: v o nh 3D. Nêu tình hình nghiên cc t  xung nghiên cu c tài, nhim v  gii quyc nhim v t ra c tài. 1.1 t v  ph bin ca Internet và các dch v da trên nn tng Internet có nhc phát trin mnh mc kinh doanh online n t là mt trong nhc mi m c rt nhiu doanh nghin. Ti thm hin nay, hàng ngày có hàng chc th n t mi càng làm cho th ng ngun cung trc tuyn ngày càng phát trin nóng và song song vi nó, nhu cu mua sm trên m mnh và tr thành thói quen ph bin ci tiêu dùng và các t chc c, doanh nghip. - 2 - Hình 1.1 Bán hàng trc tuyn vi hình nh 2D t Internet Mt trong nhng v tn ti khi tham gia giao dch mua sm trên mng là v cung cp thông tin v sn phc bit là hình nh sn phm ang web bán hàng. Hi ng ch cung cp hình nh hai chiu  hình 1.1 vi các chi tic rõ nét, chp  m, do vi mua hàng rt khó có th chc sn phm phù hp nu ch nhìn qua mt s hình nh cung cp trên website bán hàng. Ngoài ra, m ln cng trc tuyn là mi không th chm vào và cm thy sn phm ca bn. Tuy nhiên, xem cn cnh vi nhng hình nh chng tt  nhi vn có th cung ci mua hàng nhng cm nhn gn gi c s nn mt sn phm thc t rt cn thit cho nhi mua hàng trc tuyn. Mt trong nhng gii pháp tt nht là cung cp giao din nh ba chiu xoay 360 0 ca sn phi dùng có th xem tng chi tit ca sn phm  bt k  nào. Vi giao din ba chiu xoay 360 0 cho phép hin th các hình nh i khách hàng, h ch cn s dng con chut c xoay tròn 360 0 , dng hình, phóng to, thu nh, xoay chm, xoay nhanh, chn xem xét tng chi tit quan trng, mi góc cnh ca sn phm. u này giúp khách hàng có thông tin tt - 3 -  nh mua sn. Vì vy, vic to nh ba chii vi sn phm là nhu cu cp thii vip nhm tit kim thi gian công sc và to li th c o nh ba chiu hin nay còn th công tn rt nhiu thi gian công sc và tin bc nu chp vi s ng ln  chính xác li không cao. Vì vy, v tài “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot mang camera ứng dụng xây dựng hình ảnh 3D”  to các sn phm nh ba chiu xoay 360 0 mt cách hoàn toàn t ng nhm tit kim thi gian công sc tin bc chính xác s mang li li ích to li. 1.2 Tng quan chung v c nghiên cu, các kt qu nghiên cu . 1.2.1 Tng quan chung v c nghiên cu Nu coi nhip nh là công c  tái hin li hin thc thì nh 3D có th coi là mc tin so vi nh màu so vi ng. nh màu mô t th gii chân thi nhii ng nh màu s, nh 3D tái hin li hin thc tnh 2D truyn thng do hin th  ba chiu không gian ca s vc khong cách v chiu sâu gi na, khi quay tm nh 3D  các góc m thy v i ging trong i, hi  vt tht. Vì vy, có th nói nh 3D là mt công c x các nhà ngh thut tái hin li th gii. 3D (3-dimensional)   c hiu là không gian ba chiu. Các vt th trong không gian ba chi i ba thông s là chiu rng, chiu cao và chii chúng ta sng trong không gian vt cht, bng th giác ca mình, chúng ta nhn thc các vt th xung quanh chúng ta là các hình khi, tc là hình nh ba chiu - 3D. Nguyên t tc hình nh 3D là phi xây dng lc mt h thng t khi nhìn vào hình nh cm nhc ba chic t c to hình 3D - 4 - bao gm hai yu t quan trng nh thng hình c tái dng (nh, phim) và th giác hai mt. Khi quan sát xung quanh bng mt, có hai yu t làm ta cm nh c chiu sâu hay kho u tit ca thy tinh th và góc chp ca hai mt. ng chìm hay ni cc nh s tng hp ca não b t các hình nh ghi nhng thi t mt trái và mt phi. Nh tic thông tin t hai góc nhìn khác nhau, th giác hai mt giúp chúng ta c khong cách xa gn thc tính vô tn và liên tc ca ba chiu không gian. Hình 1.2 Mô phng s chp hình ca hai mt Hình 1.2 cho th ng thì hai mt cùng phng v i  hp th m hp th và góc hp th i mi u tit hay ly nét vào vt. Nh nhn thc ca não b i vi góc ch c khong cách h tng. n ca hu ht các th loi hình nh ni là s mô phng th giác hai mi vng s vt. Nói cách khác, hiu ng 3D  các loi nh ni u ging nhau  bn cht nhm gn mt trái và mt phi quan sát mt cách tách bit hai hình ng vi góc lch bên trái và bên phi ci ng. Nh s chp nh vô thc ca não b s gây nên ng chìm hay ni ca ng s v khác bit ln nhi vi hình nh 2D truyn thng - khi ng  bt k góc nào thì mt trái và ph nhìn thy mt khuôn hình ging ht nhau. [...]... đây đó chính là tài liệu nghiên cứu ở thời điểm hiện tại chỉ tập trung vào việc xử lý ảnh 2D có sẵn mà chưa có đề tài nào nói về việc tạo ra chuỗi ảnh đó như thế nào.Vì vậy, cần thiết phải có đề tài nghiên cứu và tìm hiểu vấn đề về việc tạo ra dữ liệu ảnh 2D đầu vào cho ảnh 3D Hình 1.4 Hình ảnh 3D của sản phẩm [11] Hình ảnh 3D ở hình 1.4 này được xây dựng nhờ vào một loạt các ảnh 2D của đối tượng được... quay 3D chuyên dụng Các thiết bị này thường gồm hai ống kính để ghi lại hai hình ảnh trái và phải Kỹ thuật này đem lại hình ảnh với độ chân thực cao Đây chính là phương pháp sử dụng trong bộ phim 3D kinh điển AVATAR như hình 1.3 Hình 1.3 Hình ảnh phim 3D AVATAR [10] Dựng hình ảnh 3D bằng các phần mềm chuyên dụng Hiện nay có rất nhiều phim hoạt hình 3D nổi tiếng với chất lượng tuyệt vời, nó được xây dựng. .. các thiết bị này Robot này được sử dụng để chụp các ảnh về thời trang và quay video Hiện nay, các ứng dụng về robot trong công nghệ tạo ảnh 3D ở nước ta hầu như là không có Nguyên nhân là các thiết bị này đều là ngoại nhập nên khá đắt (Robot Vario XL giá khoảng 12600 euro), trong khi không có đơn vị nào trong nước tổ chức nghiên cứu, thiết kế các thiết bị loại này Do đó, việc thiết kế chế tạo các robot. .. phần mềm thiết kế đồ họa 3D chuyên dụng Một số phần mềm dựng ảnh thông dụng như 3DMax, CAD3D, Maya, VRML, Tạo ảnh 3D từ các bức ảnh 2D thông thường bằng các phần mềm nội suy chuyên dụng Đây chính là cách phổ biến tạo ra các bức ảnh hoặc các bộ phim bây giờ Kỹ thuật này thường dùng để tạo ra tranh hoặc ảnh 3D với chất lượng cao với giá thành vừa phải Nó được áp dụng ở đa số các tranh ảnh 3D hiện tại... sử dụng hình ảnh 3D xoay 3600 mang lại lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp Tuy nhiên, việc tạo các hình ảnh 3D này còn mang tính thủ công tốn nhiều thời gian và công sức mà hiệu quả lại không cao Vì vậy, nhằm giải quyết hiện trạng trên thì mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot mang camera tự động chụp các sản phẩm ở các góc độ khác nhau nhằm lấy không gian ba chiều của nó để tạo. .. được ứng dụng vào thực tiễn nhằm thay thế con người làm những công việc đòi hỏi tính chính xác và ổn định lặp đi lặp lại, giúp nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao chất lượng cũng như khả năng cạnh tranh của sản phẩm tạo ra Vì vậy, đề tài này sẽ tập trung vào việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot mang camera ứng dụng xây dựng dữ liệu đầu vào với hàng loạt các ảnh 2D được... mang camera nặng khoảng 5 kg Robot này được sử dụng cho các sản phẩm như thiết bị điện tử và điện thoại di động, hàng hóa và đồ chơi thể thao, giày và túi xách, đồng hồ và đồ trang sức, nước hoa, kính và mỹ phẩm… Hình 1.7 Robot Vario XL [11] Hình 1.7 là Robot Vario XL, được xem như là anh hai của Robot Vario với ba động cơ bước được thiết kế để mang lại những lợi thế tương tự, nhưng nó được thiết kế. .. động cơ Thiết kế và tính toán bộ truyền động cho cơ cấu robot Cuối cùng thiết kế và chế tạo các bộ phận cơ khí của robot 2.1 Phân tích và l a chọn k t c u robot 2.1.1 Yêu cầu k thu t của robot Đầu tiên, robot phải di chuyển camera xung quanh vật để chụp ảnh ở các góc độ khác nhau nhằm lấy không gian ba chiều của sản phẩm nên các khâu của robot phải kết hợp với nhau tạo được một cung tròn giúp camera. .. ít tốn kém mà mang lại hiệu quả cao hơn trong việc tạo ra hình ảnh 3D Việc ứng dụng robot vào trong công nghệ tạo ảnh 3D là yếu tố quan trọng cho sự phát triển thị trường của các doanh nghiệp để đưa sản phẩm của mình đến người tiêu dùng một cách nhanh nhất và hiệu quả nhất Do đó, việc làm chủ công nghệ, tiếp cận cùng với ứng dụng những công nghệ mới, hiện đại vào việc nghiên cứu - 10 - robot là việc... việc tạo ảnh 3D vẫn còn mang tính thủ công tốn rất nhiều thời gian công sức mà hiệu quả lại không cao Vì vậy, việc đầu tư tập trung vào nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng Robot dạng này vào Việt Nam là nhu cầu cấp thiết, mở ra những triển vọng mới để hoàn thiện những sản phẩm dạng này trong tương lai mang lại lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp tạo ra sự khác biệt đối với các sản phẩm khác 1.4 M c tiêu và . ln  chính xác li không cao. Vì vy, v tài “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot mang camera ứng dụng xây dựng hình ảnh 3D  to các sn phm nh ba chiu xoay 360 0 mt cách. ph tài nghiên cu và tìm hiu vn  v vic to ra d liu u vào cho nh 3D. Hình 1.4 Hình nh 3D ca sn phm [11] Hình nh 3D  hình 1.4 c xây dng nh vào mt lot. trong b phim 3D n AVATAR  hình 1.3. Hình 1.3 Hình nh phim 3D AVATAR [10] Dng hình nh 3D bng các phn mm chuyên dng. Hin nay có rt nhiu phim hot hình 3D ni ting vi