IV Hội nghị kỷ niệm 25 năm thành lập Viện Cụng nghệ thụng tin (24 25/12/2001)
B ắt đầu Tiền xử lý
Tiền xử lý ảnh nhị phõn ảnh phõn vựng Nhận dạng mục tiờu Xỏc định tọa độmục tiờu Kết thỳc
Cỏc bước xử lớ ảnh nhị phõn tiếp theo được thực hiện nhằm loại bỏ nhiễu, hoặc điền đầy cỏc lỗ của đối tượng, cũng làm giảm khối lượng tớnh toỏn của cỏc bước xử lớ ảnh tiếp theo. Quỏ trỡnh phõn đoạn ảnh thành từng đối tượng riờng rẽđược thực hiện thụng qua thuật toỏn đỏnh nhón liờn tiếp (Sequential Labeling Algorithm). Quỏ trỡnh này cú thể tạo ra hàng trăm đối tượng khỏc nhau, trong đú chỉ cú một số đối tượng gần với đối tượng quan tõm. Một quỏ trỡnh quột tiếp theo sẽ loại bỏ cỏc đối tượng khụng hợp lý so với đối tượng mẫu.
Bước tiếp theo là phõn tớch cỏc đặc trưng của cỏc đối tượng vừa thu thập được trờn ảnh, và quyết định xem đối tượng nào thuộc lớp đối tượng quan tõm. Sử dụng phương phỏp momen bất biến hoặc phương phỏp quyết định Bayes là cỏc biện phỏp tương đối hiệu quả. Việc cũn lại là xỏc định vị trớ trọng tõm của mục tiờu trờn ảnh tương đối đơn giản, thụng qua xỏc định momen bậc nhất. Các toạ độ mục tiêu trong mặt phẳng ảnh đ−ợc xử dụng để tính vận tốc của robot.
Phần mềm hệ VICON đã đ−ợc thiết kế theo hai hệ điều hành khác nhau, do vậy chúng có các đặc điểm thuận lợi cũng nh− hạn chế về đặc tính kỹ thuật và cách sử dụng. Các đặc điểm này sẽ đ−ợc giới thiệu sau đây.
Phần mềm chạy trên hệ điều hành Windows 98, 2000, XP, ngôn ngữ lập trình Visual C++ 6.0 :
- Giao diện thuận lợi cho ng−ời sử dụng, dễ dàng kiểm tra các chế độ hoạt động của hệ thống.
- Thực hiện kết nối mạng Ethernet qua card mạng Realtek 3189C, tốc độ 10- 100Mbps.
- Kết nối với các thiết bị đo và điều khiển, phục vụ cho mục đích mở rộng khác của ng−ời sử dụng nh− kết nối với các thiết bị đo tọa độ, đo chuyển động của cả hệ khi lắp đặt hệ thống trên xe, trên tàu thuyền.
- Nh−ợc điểm lớn nhất của phần mềm chạy trên hệ điều hành Windows là tốc độ xử lý chậm, ch−ơng trình tính toán cồng kềnh không đáp ứng đ−ợc yêu cầu về tốc độ bám nhanh.
Hình 24. Màn hình giao diện của thiết bị điều khiển trên Windows 2000.
Các chức năng chính của phần mềm:
1. Menu File.
1. New: mở một ch−ơng trình mới, khởi dộng lại các trạng thái ban đầu của hệ thống.
2. Load Image: đọc một file dữ liệu ảnh ở trong bộ nhớ ra để hiển thị và xử lí offline.
3. Save Image: l−u ảnh hiện thời vào trong bộ nhớ.
4. Load Motion Data: đọc dữ liệu của sensor đo chuyển động MT9. 5. Save Motion Data: l−u dữ liệu của sensor MT9 vào bộ nhớ.
2. Menu Run.
1. SnapImage: Thu ảnh từ camera, qua card số hoá để l−u vào bộ nhớ. 2. Motion Tracker: khởi động sensor đo chuyển động MT9.
3. Stop Motion Tracker.
4. Robot Moving: khởi động Robot, robot chạy theo các thông số đặt tr−ớc về tốc độ, gia tốc, vận tốc.
5. Stop Robot.
6. Tracking Object: chuyển sang ch−ơng trình bám đối t−ợng di động, điều khiển hệ thống VICON bám theo đối t−ợng di động.
3. Menu View.
1. Robot position: hiển thị đồ thị và dữ liệu về vị trí của chuyển động robot. 2. Robot velocity: hiển thị đồ thị và dữ liệu về tốc độ của chuyển động robot. 3. Motion Data: hiển thị dữ liệu của thiết bị đo chuyển động MT9.
4. Tracker Data: hiển thị kết quả khi hệ VICON bám mục tiêu di động.
Phần mềm VICON chạy trên hệ điều hành DOS 6.22.
Đặc điểm lớn nhất của phần mềm chạy trên Windows là tốc độ xử lý chậm. Do vậy, sau khi đã phát triển phần mềm trên Windows, ch−ơng trình đ−ợc chuyển về hoạt động ở hệ điều hành DOS 6.22 nhằm cải thiện tốc độ cũng nh− các đặc tính khác của hệ thống.
Phần mềm của hệ thống VICON chạy trên hệ điều hành DOS t−ơng đối đơn giản. Các b−ớc sử dụng phần mềm đ−ợc trình bày nh− sau:
- Bật nguồn ở thiết bị điều khiển. Các thiết bị nh− Robot, camera máy tính điều khiển … sẽ tự động khởi động. Hệ thống sẵn sàng hoạt động.
- Màn hình của thiết bị điều khiển sẽ hiện ra ảnh thu đ−ợc từ camera. Sử dụng con trỏ để xác định mục tiêu mà hệ VICON cần bám theo.
- Trên màn hình sẽ hiện ra các thông số của hệ bám nh− toạ độ của mục tiêu, các đặc tr−ng của mục tiêu.
- Quan sát trên màn hình ta thấy hệ thống VICON đ−ợc tự động điều khiển bám theo mục tiêu di động, vị trí tâm của camera đ−ợc đánh dấu ‘+’ trên màn hình.
Hệ thống VICON đó được cục tiờu chuẩn đo lường chất lượng Bộ quốc phũng đỏnh giỏ, kiểm tra và cấp giấy chứng nhận chất lượng số 2004-07ngày 29/9/2004. Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật đỏp ứng cỏc yờu cầu đặt ra.
2.3.2.4 Nghiờn cứu phỏt triển và chế tạo mỏy đo cụng suất vạn năng
Nhu cầu của các thiết bị đo l−ờng điện năng trên thị tr−ờng n−ớc ta hiện nay là rất lớn. Các thiết bị đo ở n−ớc ta hiện nay phần lớn là các thiết bị đo dùng kỹ thuật t−ơng tự đã ra đời từ rất lâu, kích th−ớc lớn, độ chính xác thấp. Nhu cầu tích hợp nhiều chức năng đo các đại l−ợng trên cùng một thiết bị là cần thiết. Tuy nhiên với kỹ thuật t−ơng tự, việc này là rất khó khăn. Với sự phát triển của kỹ thuật t−ơng số hiện nay đã mở khả năng thay thế các thiết bị đo dùng kỹ thuật t−ơng tự sang một thế hệ các thiết bị đo dùng kỹ thuật số với những −u điểm hơn hẳn, nhất là cho phép tích hợp nhiều chức năng trên một thiết bị, kích th−ớc nhỏ gọn, giá thành thấp.
Trên thị tr−ờng cũng đã xuất hiện một số thiết bị đo nhiều chức năng của một số n−ớc trên thế giới nh−ng giá thành cao.
Với các n−ớc phát triển trên thế giới các thiết bị đo dùng kỹ thuật số đã không còn là mới mẻ. Ngoài việc chế tạo các thiết bị đo hoàn chỉnh, nhiều hãng lớn cũng đ−a ra những IC chuyên dụng và công nghệ mới phục vụ cho nhu cầu đo l−ờng.
Việc ứng dụng các IC chuyên dụng này vào các thiết bị đo sẽ giảm đ−ợc giá thành sản phẩm xuống rất nhiều đồng thời tăng đ−ợc tính năng của các thiết bị đo. Tuy nhiên việc khai thác các IC chuyên dụng để nội địa hoá các thiết bị đo ở n−ớc ta hiện nay vẫn còn rất hạn chế.
Khai thác tính năng các IC chuyên dụng và công nghệ mới để sản xuất các thiết bị đo ở trong n−ớc là một việc có ý nghĩa về cả khoa học lẫn ý nghĩa kinh tế.
Sau đây giới thiệu việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo một loại máy đo công suất vạn năng PMM100 sử dụng IC ADE7753 của Analog Device kết hợp IC công nghệ PsoC của CypressMicro.