báo cáo ỨNG DỤNG xử lý ẢNH bám QUỸ đạo CHO TRƯỚC CHO MOBILE ROBOT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ BÁO CÁO LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH BÁM THEO ĐƯỜNG ĐI CHO TRƯỚC CHO MOBILE ROBOT  NỘI DUNG Tổng quan đề tài Lựa chọn phương án thiết kế phần cứng Giải thuật điều khiển 4.Thực nghiệm Kết luận Tổng quan đề tài Đặt vấn đề Vận hành tự động Tổng quan đề tài Đặt vấn đề Tổng quan đề tài Nhiệm vụ phạm vi đề tài  Nhiệm vụ đề tài: • Tìm hiểu nguyên lý hoạt động mobile robot bám đường sử dụng camera • Thiết kế mô hình mobile robot • Xây dựng hệ thống mạch điều khiển chương trình điều khiển robot • Tiến hành thực nghiệm nhận xét kết  Phạm vi đề tài: • Robot hoạt động địa hình phẳng có kích thước giới hạn 1200x1200 mm • Đường di chuyển đường thẳng, chiều dài 800mm, bề dày 50 mm • Tải trọng tối đa robot 10 kg • Vận tốc tối thiểu 20mm/s Lựa chọn phương án thiết kế phần cứng Lựa chọn phương án Lựa chọn mô hình ba bánh Mô hình ba bánh Mô hình bốn bánh Lựa chọn phương án thiết kế phần cứng Lựa chọn động  Điện áp hoạt động : 24 (VDC), dòng tải: (A)  Công suất: 19 (W)  Tốc độ: 4400 (vòng/phút)  Đường kính trục : (mm), chiều dài trục : 25 (mm)  Encoder: kênh A B, độ phân giải 108 (xung/vòng), điện áp hoạt động (V) Động DC Servo Lựa chọn phương án thiết kế phần cứng Thiết kế khí Mô hình thiết kế khí 3D Lựa chọn phương án thiết kế phần cứng Xây dựng hệ thống mạch điện Nguồn tổ ong 24V Driver L298N Arduino Mega 2560 Mạch giảm áp LM256 HC-05 Bluetooth Giải thuật điều khiển • Calibration Camera • Tìm tọa độ đường theo dõi tọa độ robot • Điều khiển robot 10 Thực nghiệm Di chuyển theo phương X Đồ thị robot di chuyển Quá trình di chuyển theo phương X 22 Thực nghiệm Di chuyển theo phương Y 23 Thực nghiệm Di chuyển theo phương Y Quá trình di chuyển theo phương Y Đồ thị robot di chuyển 24 Thực nghiệm Di chuyển thẳng chuyển hướng 25 Thực nghiệm Di chuyển thẳng chuyển hướng Đồ thị robot di chuyển Quá trình di chuyển thẳng chuyển hướng 26 Kết luận Kết đạt • Tìm hiểu tổng quan nắm yêu cầu thiết kế mobile robot bám đường • Thiết kế mô hình thực, bám sát yêu cầu đặt tiến hành thực nghiệm để kiểm nghiệm giải thuật • Tiếp cận tiếp thu nhiều giải thuật xử lý ảnh Kết chưa đạt • Quá trình gá đặt camera di chuyển nhiều, không cố định, dẫn tới sai số lớn • Môi trường thực nghiệm chịu ảnh hưởng tác động bên ánh sáng, gió… dẫn đến trình theo dõi robot không ổn định, hay tọa độ xe • Các thông số lựa chọn chưa hợp lý, xe gặp khó khăn di chuyển tốc độ cao, khúc cua xe bám không tốt bị lệch 27 CẢM ƠN QUÝ THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ! 20 Calibration Camera Calibration Camera Thông số nội:  fx  K 0  0   f x cot  fx sin  Zm  KM M: [X Y Z] m: [x y 1] cx   cy     fx  K 0 0   x  fx Z  y       Thông số ngoại: s fy s fy cx   cy   cx   X  c y   Y    Z  Chuyển từ 3D 2D (hệ tọa độ camera) M c  RM w  t Zmp  KM c  K  RM w  t  Zmp  K  RM w  t   R 1  K 1Zmp  t   M w 29 Chuyển từ tọa độ pixel tọa độ thực Sai số trình calibration camera 30 Mô hình hóa Mô hình hóa - Quan hệ vận tốc dài góc lệch robot tâm C: vx  x  v.cos   v y  y  v.sin   w   (1) - Quan hệ vận tốc dài vận tốc góc robot tâm C: •Vận tốc dài: v vl  vr wl  wr  r 2 (2) •Vận tốc góc: w vr  vl r  ( wr  wl ) L L (3) 31 Mô hình hóa Mô hình hóa Từ (1),(2) (3) ta có: .  x   sin  .   y   cos  .       0  r 2  0  r    L r   wl   r   wr  L  Hay: r    sin   x    r  y    sin  .      r     L r  cos    w  r sin    l    wr   r  L  32 Tính toán công suất động 60000.v 60000.20.103 n   4,77 (rpm)  d  80 P  m.g  10.9,81  98,1 ( N )  F / y : N  P   N  P  98,1 ( N ) Fms  .N  0,7.98,1  68,67 ( N ) Pct  Fms v.s  68,67.25.103.1,8   2.66 (W ) 0,95 P  Pct  2.66 (W) 33 Driver L298N Dãn nở ăn mòn A  B  c | c  a  b, a  A, b  B A  B  c | (B)c  A RGB RGB không gian màu phổ biến dùng đồ họa máy tính nhiều thiết bị kỹ thuật số khác Ý tưởng không gian màu kết hợp ba màu sắc bản: màu đỏ (R,Red), xanh lục (G,Green) xanh lơ (B,Blue) để mô tả tất màu sắc khác Ví dụ: màu đen kết hợp kênh màu (R, G, B) với giá trị tương ứng (0,0,0) màu trắng có giá trị (255,255,255), màu vàng có giá trị (255,255,0), màu tím đậm có giá trị (64,0,128)