đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này sẽ trình bày cơ bản về xử lý ảnh, phương pháp cơ bản để nhận dạng và phân loại ảnh, tính kích thước sản phẩm, giới thiệu cơ bản về camera3D và thư viện liên quan. Chương 3: Thiết kế và tính toán Chương này sẽ đi tìm hiểu kỹ các thuật toán nhận dạng sản phẩm theo hình dạng, thuật toán tính kích thước và thiết kế mô hình sản phẩm. Chương 4: Thi công hệ thống Nội dung chương này là quá trình thi công cùng với việc chạy chương trình về phân loại sản phẩm cũng như tính kích thước sản phẩm.
Chương 5: Kết quả nhận xét và đánh giá Nội dung chương này là tổng hợp các kết quả đạt được sau khi thi công mô hình và kết quả đạt được khi phân loại sản phẩm. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Kết quả nhận được khi hoàn thiện đề tài, đưa ra các hướng phát triển hoàn thiện. do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ CÁC THƯ VIỆN LIÊN QUAN 2.1 Giới thiệu xử lý ảnh Xử lý ảnh không còn là đề tài quá mới, nó được áp dụng từ trong các hoạt động thường ngày cho đến việc nâng cao sản xuất. Nó giúp ích cho cá nhân hay gia đình, mà còn ứng dụng cả trong Chính trị, Y tế, Giáo dục… Xử lý tín hiệu là một môn học trong kỹ thuật điện tử, viễn thông và trong toán học.
Liên quan đến nghiên cứu và xử lý tín hiệu kỹ thuật số và analog, giải quyết các vấn đề về lưu trữ, các thành phần bộ lọc, các hoạt động khác trên tín hiệu. Các tín hiệu này bao gồm truyền dẫn tín hiệu, âm thanh hoặc giọng nói, hình ảnh, và các tín hiệu khác… Trong số các phương pháp xử lý tín hiệu kể trên, lĩnh vực giải quyết với các loại tín hiệu mà đầu vào là một hình ảnh và đầu ra cũng là một hình ảnh, sản phẩm đầu ra được thực hiện trong một quá trình xử lý. Đó chính là quá trình xử lý ảnh. Nó có thể được chia thành xử lý hình ảnh tương tự và xử lý hình ảnh kỹ thuật số.
Để có 1 bức ảnh số ta có quá trình thực hiện như sau: Chụp ảnh từ một máy ảnh là một quá trình vật lý. Ánh sáng mặt trời sử dụng như một nguồn năng lượng. Một dãy cảm biến được sử dụng cho việc thu lại của hình ảnh. Vì vậy, khi ánh sáng mặt trời rơi trên người đối tượng, sau đó số lượng ánh sáng phản xạ của đối tượng được cảm nhận từ các cảm biến, và một tín hiệu điện áp liên tục được tạo ra bởi số lượng dữ liệu cảm biến đó.
Để tạo ra một hình ảnh kỹ thuật số, chúng ta cần phải chuyển đổi dữ liệu này thành một dạng kỹ thuật số. Điều này liên quan đến việc lấy mẫu và lượng tử hóa. Kết quả của việc lấy mẫu và lượng tử hóa sau một quá trình xử lý là một hình ảnh kỹ thuật số. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 19 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2 Những kiến thức cơ bản trong xử lý ảnh A.
Điểm ảnh: Là đơn vị cơ bản nhất để tạo nên một bước ảnh kỹ thuật số, địa chỉ của điểm ảnh được xem như là một tọa độ (x,y) nào đó. Một bức ảnh kỹ thuật số - có thể được tạo ra bằng cách chụp hoặc bằng một phương pháp đồ họa nào khác - được tạo nên từ hàng ngàn hoặc hàng triệu pixel riêng lẻ. Bức ảnh càng chứa nhiều pixel thì càng chi tiết. Một triệu pixel thì tương đương với 1 megapixel.
Ảnh số: là tập hợp hữu hạn các điểm ảnh với mức xám phù hợp dùng để mô tả ảnh gần với ảnh thật. Số điểm ảnh xác định độ phân giải của ảnh. Ảnh có độ phân giải càng cao thì càng thể hiện rõ nét các đặt điểm của tấm hình càng làm cho tấm ảnh trở nên thực và sắc nét hơn. Một hình ảnh là một tín hiệu hai chiều.
Nó được xác định bởi hàm toán học f(x, y) trong đó x và y là hai tọa độ theo chiều ngang và chiều dọc. Các giá trị của f(x, y) tại bất kỳ điểm nào là cung cấp các giá trị điểm ảnh (pixel ) tại điểm đó của một hình ảnh. Phân loại ảnh: Mức xám của điểm ảnh là cường độ sáng, gán bằng một giá trị tại điểm đó. Các mức ảnh xám thông thường: 16, 32, 64, 128, 256.
Mức được sử dụng thông dụng nhất là 256, tức là dùng 1 byte để biểu diễn mức xám. Ảnh nhị phân: Là ảnh có 2 mức trắng và đen. Chỉ có 2 giá trị 0 và 1 và chỉ sử dụng 1 bit dữ liệu trên 1 điểm ảnh. Ảnh đen trắng: Là ảnh có hai màu đen, trắng (không chứa màu khác) với mức xám ở các điểm ảnh có thể khác nhau.
Ảnh màu: Là ảnh kết hợp của 3 màu cơ bản lại với nhau để tạo ra một thế giới màu sinh động. Người ta thường dùng 3 byte để mô tả mức màu, tức là có khoảng 16,7 triệu mức màu. Hiện nay xử lý ảnh được giảng dạy trường đại học và ứng dụng vào thực tế rất nhiều như các phần mềm chỉnh sửa hình ảnh hay nhận biết khuôn mặt. Chính vì thế có rất nhiều BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 20 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT công cụ để chúng ta lập trình ứng dụng vào thực tế, Như phải kể đến Matlap, hay ngôn ngữ Python… 2.3 Phương pháp nhận dạng vật mốc Với đề tài “Thiết kế và thi công mô hình xe lăn tự hành trong nhà dùng camera 3D.” Thiết kế mô hình phân có khả năng nhận dạng các vật xung để có quyết định cho xe lăn.
Trong cuộc sống hiện nay,mỗi gia đình đều trang bị rất nhiều vật dụng trong nhà với vô số màu sắc, hình dáng. Mỗi vật mốc đều có một hình dáng , màu sắc khác nhau. Vì thế mỗi vật mốc có điểm đặc biệt riêng. Ở đây ta chúng ta nhận dạng vật mốc bằng các điểm đặc đó của vật mốc.
Có nhiều giải thuật để nhận dạng vật mốc như SUFT,YOLO., trong phần này tôi đề cập tới giải thuật SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) là phát minh đã được đăng kí bản quyền của David Lowe, là giải thuật trong lĩnh vực Computer Vision, dùng để nhận dạng và miêu tả những điểm đặc trưng(local features) trong ảnh. Giải thuật lần đầu được giới thiệu bởi David Lowe năm 1999. Giải thuật này(cùng với giải thuật anh em là SURF) được ứng dụng rộng rãi trong Nhận dạng đối tượng(object recognition), mô hình hóa 3D(3D modeling),.2 TRUYỀN DỮ LIỆU BLUETOOTH 2.1 Giới thiệu Bluetooth là sự trao đổi dữ liệu không dây tầm gần giữa các thiết bị điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di động như điện thoại di động, tablet, laptop với nhau và với thiết bị cố định mà không cần một sợi cáp để truyền tải.
Bluetooth sử dụng sóng Radio tần số 2. Tuy sử dụng cùng tần số với công nghệ Wifi nhưng chúng không hề xung đột với nhau vì Bluetooth sử dụng tần số có bước sóng ngắn hơn. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 21 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 1 : Bluetooth Bluetooth là một chuẩn điện tử, điều đó có nghĩa là các hãng sản xuất muốn có đặt tính này trong sản phẩm thì họ phải tuân theo các yêu cầu của chuẩn của Bluetooth cho sản phẩm của mình. Những chỉ tiêu kỹ thuật này bảo đảm cho các thiết bị có thể nhận ra và tương tác với nhau khi sử dụng công nghệ Bluetooth.2 Ứng dụng của Bluetooth Các ứng dụng nổi bật của Bluetooth gồm: + Điều khiển và giao tiếp không dây giữa một điện thoại di động và tai nghe không dây.
+ Mạng không dây giữa các máy tính cá nhân trong một không gian hẹp đòi hỏi ít băng thông. + Giao tiếp không dây với các thiết bị vào ra của máy tính, chẳng hạn như chuột, bàn phím và máy in. + Thay thế các giao tiếp nối tiếp dùng dây truyền thống giữa các thiết bị đo, thiết bị định vị, thiết bị y tế, máy quét mã vạch, và các thiết bị điều khiển giao thông. + Thay thế các điều khiển dùng tia hồng ngoại.
+ Gửi các các tập tin qua lại các thiết bị dùng Bluetooth khác. + Điều khiển từ xa cho các thiết bị trò chơi điện tử. + Kết nối Internet cho máy tính bằng cách dùng điện thoại di động thay modem. Trong đề tài của tôi, Bluetooth đóng vai trò truyền lệnh điều khiển của bộ phận xử lý tới bộ phận động lực, giúp cho xe lăn di chuyển mà không cần dây dẫn rườm rà.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 22 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.3 Ưu và nhược điểm của công nghệ Bluetooth Ưu điểm: Thay thế hoàn toàn dây nối. Hoàn toàn không nguy hại đến sức khoẻ con người. Bảo mật an toàn với công nghệ mã hóa trong. Một khi kết nối được thiết lập thì khó có một thiết bị nào có thể nghe trộm hoặc lấy cắp dữ liệu.
Các thiết bị có thể kết nối với nhau trong vòng 20m mà không cần trực diện (hiện nay có loại Bluetooth kết nối lên đến 100m) Kết nối điện thoại và tai nghe Bluetooth khiến cho việc nghe máy khi lái xe hoặc bận việc dễ dàng. Giá thành rẻ. Tốn ít năng lượng, chờ tốn 0.3mAh, tối đa 30mAh trong chế độ truyền dữ liệu. Không gây nhiễu các thiết bị không dây khác.
Tính tương thích cao nên được nhiều nhà sản xuất phần cứng và phần mềm hỗ trợ. Nhược điểm: Tốc độ thấp, khoảng 720kbps tối đa. Bắt sóng kém khi có vật cản. Thời gian thiết lập lâu.3 NGÔN NGỮ PYTHON 2.1 Giới thiệu Python là một ngôn ngữ lập trình được sử dụng phổ biến ngày nay từ trong môi trường học đường cho tới các dự án lớn.
Ngôn ngữ phát triển nhiều loại ứng dụng, phần mềm khác nhau như các chương trình chạy trên desktop, server, lập trình các ứng dụng web. Ngoài ra Python cũng là ngôn ngữ ưa thích trong xây dựng các chương trình trí tuệ nhân tạo trong đó bao gồm machine learning. Ban đầu, Python được phát triển để chạy trên nền Unix. Nhưng sau này, nó đã chạy trên mọi hệ điều hành từ MS-DOS đến Mac OS, OS/2, Windows, Linux và các hệ điều hành khác thuộc họ Unix.