Luận Văn Thạc Sĩ: Điều Khiển Robot Bám Mục Tiêu Dựa Trên Xử Lý Ảnh

• Tác giả: Lê Thị Thúy Ngân
• Người hướng dẫn: PGS.TS Lại Khắc Lãi
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
• Đề tài: Điều Khiển Robot Bám Mục Tiêu Dựa Trên Xử Lý Ảnh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT BÁM MỤC TIÊU
• 1.1. Nghiên cứu tổng quan về một hệ robot có gắn camera bám mục tiêu
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.3. Giải pháp đề xuất
• 1.3.1. Hướng tiếp cận phần cứng phục vụ xử lý ảnh
• 1.3.2. Hướng tiếp cận phần mềm phục vụ xử lý ảnh
• 2. CHƯƠNG 2: ẢNH SỐ VÀ HIỂN THỊ ẢNH
• 2.1. Định nghĩa ảnh số
• 2.2. Thuộc tính của hình ảnh số hóa
• 2.3. Các loại hình ảnh
• 2.4. Hiển thị ảnh
• 2.4.1. Chế độ hiển thị
• 2.5. Phương pháp ánh xạ cho hiển thị hình ảnh 16 bit
• 3. CHƯƠNG 3: XỬ LÝ KHỚP MẪU TRÊN PHẦN MỀM LABVIEW
• 3.1. Kỹ thuật ghép mẫu
• 3.2. Chuẩn hóa chéo tương quan
• 3.3. Kết hợp tỷ lệ và xoay - bất biến
• 3.4. Kết hợp kim tự tháp (kết hợp hình chóp)
• 3.5. Hiểu hình ảnh
• 3.6. Thuật toán tìm kiếm
• 3.7. Xây dựng, kết nối khối chức năng trên phần mềm LABVIEW
• 3.7.1. Giới thiệu phần mềm LABVIEW
• 3.7.2. Các khối chức năng
• 3.7.3. Kết nối các khối chức năng
• 3.8. Mục đích xây dựng mô hình
• 3.9. Các thành phần trên mô hình
• 3.10. Khung mô hình
• 3.11. Vi điều khiển
• 3.12. Động cơ RC Servo. Tính toán góc quay của các servo
• 3.13. Chương trình điều khiển trên Arduino Mega 2560
• 3.14. Một số hình ảnh mô hình thực tế
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về điều khiển robot bám mục tiêu qua xử lý ảnh

Trong thời đại công nghệ hiện đại, việc phát triển các hệ thống robot bám mục tiêu đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Các robot này không chỉ giúp con người thực hiện các nhiệm vụ phức tạp mà còn nâng cao hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như y tế, công nghiệp và an ninh. Việc tích hợp công nghệ xử lý ảnh vào robot giúp chúng có khả năng nhận diện và theo dõi mục tiêu một cách chính xác.

1.1. Khái niệm về robot bám mục tiêu và xử lý ảnh

Robot bám mục tiêu là những thiết bị tự động có khả năng theo dõi và điều chỉnh hành vi dựa trên thông tin từ cảm biến hình ảnh. Xử lý ảnh là quá trình phân tích và xử lý các hình ảnh thu được từ camera để nhận diện và theo dõi đối tượng.

1.2. Lịch sử phát triển của robot bám mục tiêu

Lịch sử phát triển robot bám mục tiêu bắt đầu từ những năm 1960 với các nghiên cứu ban đầu về thị giác máy tính. Qua thời gian, công nghệ đã tiến bộ đáng kể, cho phép robot hoạt động hiệu quả hơn trong các môi trường phức tạp.

II. Thách thức trong việc điều khiển robot bám mục tiêu

Mặc dù công nghệ đã phát triển, nhưng việc điều khiển robot bám mục tiêu vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong nhận diện mục tiêu, khả năng xử lý hình ảnh trong điều kiện ánh sáng khác nhau và sự thay đổi của môi trường xung quanh là những yếu tố cần được giải quyết.

2.1. Độ chính xác trong nhận diện đối tượng

Độ chính xác trong việc nhận diện đối tượng là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả hoạt động của robot. Các thuật toán xử lý ảnh cần được tối ưu hóa để giảm thiểu sai sót trong việc nhận diện.

2.2. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường

Điều kiện môi trường như ánh sáng, độ ẩm và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của robot. Việc phát triển các thuật toán xử lý ảnh có khả năng thích ứng với các điều kiện này là rất cần thiết.

III. Phương pháp điều khiển robot bám mục tiêu hiệu quả

Để điều khiển robot bám mục tiêu một cách hiệu quả, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng các thuật toán xử lý ảnh tiên tiến và các công nghệ điều khiển hiện đại.

3.1. Thuật toán xử lý ảnh trong robot

Các thuật toán xử lý ảnh như nhận diện đối tượng, phân đoạn ảnh và theo dõi chuyển động là những công cụ quan trọng giúp robot bám mục tiêu chính xác hơn.

3.2. Công nghệ điều khiển tự động

Công nghệ điều khiển tự động giúp robot có khả năng tự điều chỉnh hành vi dựa trên thông tin từ cảm biến, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động.

IV. Ứng dụng thực tiễn của robot bám mục tiêu

Robot bám mục tiêu có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau. Từ việc sử dụng trong công nghiệp, y tế đến an ninh, các robot này đang ngày càng trở nên phổ biến.

4.1. Ứng dụng trong công nghiệp

Trong công nghiệp, robot bám mục tiêu được sử dụng để tự động hóa quy trình sản xuất, giúp nâng cao năng suất và giảm thiểu sai sót.

4.2. Ứng dụng trong y tế

Trong y tế, robot bám mục tiêu có thể hỗ trợ trong việc theo dõi bệnh nhân và thực hiện các nhiệm vụ phức tạp như phẫu thuật.

V. Kết luận và tương lai của robot bám mục tiêu

Tương lai của robot bám mục tiêu rất hứa hẹn với sự phát triển không ngừng của công nghệ. Các nghiên cứu hiện tại đang hướng đến việc cải thiện độ chính xác và khả năng hoạt động của robot trong các môi trường phức tạp.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ

Xu hướng phát triển công nghệ trong lĩnh vực robot bám mục tiêu sẽ tập trung vào việc cải thiện khả năng xử lý ảnh và điều khiển tự động.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong tương lai

Tiềm năng ứng dụng của robot bám mục tiêu trong tương lai rất lớn, đặc biệt trong các lĩnh vực như an ninh, cứu hộ và chăm sóc sức khỏe.