Nghiên Cứu Phương Pháp Xử Lý Ảnh Và Ứng Dụng Vào Điều Khiển Robot Nhện 6 Chân

• Tác giả: Nguyen Nhat Long
• Người hướng dẫn: ThS. Phan Dinh Duy
• Trường học: Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Máy Tính
• Đề tài: Nghiên Cứu Xử Lý Ảnh Kỹ Thuật Số Trong Điều Khiển Robot Nhện 6 Chân
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĂN TH TH HH HÀNH NGƯ
• 1.1. ng KH key
• 1.2. Phương pháp thực hiện
• 1.3. Các nội dung chính và giới hạn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Board STM32F411 DISCOVERY
• 2.2. Các lí thuyết & thiết bị ngoại vi sử dụng
• 2.3. Điểm ảnh (pixel) & độ phân giải. Giá trị & chiều sâu
• 2.4. Không gian màu HSV. Lọc ảnh số (Filter) & Contours. Phương pháp xói mòn hình ảnh (Erosion)
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Lập phần
• 3.2. Mô tả di chuyển Robot nhện 6 chân. Nguyên lí thăng bằng
• 3.3. Nguyên lí tiến tới. Nguyên lí xoay trái, phải. Tạo App Android kết nối Bluetooth HC-06
• 4. CHƯƠNG 4: CẤU HÌNH VÀ GIAO TIẾP
• 4.1. Phần mềm sử dụng. Cấu hình xung Clock, Timer
• 4.2. Điều khiển
• 4.3. Giao tiếp UART với HC-06
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 5.1. Hoàn thành phần khung Robot. Mạch PCB và nguồn cho toàn hệ thống. Các di chuyển căn bản. Kết nối Bluetooth HC-06. Phần mềm điều khiển. Giao tiếp giữa Smartphone và STM32
• 5.2. Leo bậc thang (đã biết trước kích thước)
• 5.3. Nhận diện màu sắc. Di chuyển tự động theo màu đã chọn từ App điều khiển
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Xử Lý Ảnh Trong Robot Nhện 6 Chân

Nghiên cứu về xử lý ảnh kỹ thuật số trong điều khiển robot nhện 6 chân đang trở thành một lĩnh vực hấp dẫn. Robot nhện, với khả năng di chuyển linh hoạt, có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như khảo sát địa hình, cứu hộ và thám hiểm. Việc áp dụng kỹ thuật số trong xử lý ảnh giúp robot nhận diện môi trường xung quanh, từ đó đưa ra quyết định di chuyển chính xác.

1.1. Định Nghĩa Robot Nhện Và Ứng Dụng Của Nó

Robot nhện là loại robot có 6 chân, được thiết kế để di chuyển trên nhiều bề mặt khác nhau. Chúng có thể được sử dụng trong các nhiệm vụ như khảo sát địa hình, tìm kiếm cứu nạn và thám hiểm không gian. Việc áp dụng cảm biến hình ảnh giúp robot có khả năng nhận diện và tương tác với môi trường.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Xử Lý Ảnh Trong Robot

Xử lý ảnh là một phần quan trọng trong việc điều khiển robot nhện. Nó cho phép robot nhận diện các đối tượng, phân tích hình ảnh và đưa ra quyết định di chuyển. Các thuật toán như nhận diện đối tượng và phân tích màu sắc giúp robot hoạt động hiệu quả hơn trong môi trường thực tế.

II. Thách Thức Trong Việc Điều Khiển Robot Nhện 6 Chân

Việc điều khiển robot nhện 6 chân gặp nhiều thách thức, đặc biệt là trong môi trường không ổn định. Các vấn đề như thiếu ánh sáng, tín hiệu điều khiển không ổn định và khả năng xử lý tình huống phức tạp là những yếu tố cần được giải quyết. Những thách thức này đòi hỏi các giải pháp sáng tạo trong xử lý ảnh và điều khiển robot.

2.1. Vấn Đề Thiếu Ánh Sáng Trong Điều Khiển Robot

Thiếu ánh sáng có thể làm giảm khả năng nhận diện của robot. Điều này ảnh hưởng đến việc xử lý hình ảnh và quyết định di chuyển. Các giải pháp như sử dụng đèn LED hoặc cảm biến hồng ngoại có thể giúp cải thiện khả năng nhận diện trong điều kiện ánh sáng yếu.

2.2. Tín Hiệu Điều Khiển Không Ổn Định

Tín hiệu điều khiển không ổn định có thể gây ra sự cố trong quá trình điều khiển robot. Việc sử dụng các giao thức truyền thông ổn định như UART hoặc Bluetooth có thể giúp cải thiện độ tin cậy trong việc điều khiển robot từ xa.

III. Phương Pháp Xử Lý Ảnh Trong Robot Nhện 6 Chân

Để điều khiển robot nhện 6 chân hiệu quả, các phương pháp xử lý ảnh tiên tiến cần được áp dụng. Các thuật toán như nhận diện màu sắc, phân tích hình ảnh và xử lý tín hiệu là những yếu tố quan trọng. Việc tích hợp các công nghệ này giúp robot có khả năng tự động hóa trong việc di chuyển và tương tác với môi trường.

3.1. Nhận Diện Màu Sắc Trong Xử Lý Ảnh

Nhận diện màu sắc là một trong những phương pháp quan trọng trong xử lý ảnh. Robot sử dụng cảm biến màu để phát hiện và phân loại các đối tượng dựa trên màu sắc. Điều này giúp robot có thể di chuyển theo các vật thể có màu sắc được chỉ định.

3.2. Phân Tích Hình Ảnh Để Ra Quyết Định

Phân tích hình ảnh cho phép robot hiểu rõ hơn về môi trường xung quanh. Các thuật toán như phân đoạn hình ảnh và nhận diện đối tượng giúp robot đưa ra quyết định di chuyển chính xác hơn. Việc áp dụng học máy trong phân tích hình ảnh cũng đang được nghiên cứu để nâng cao hiệu quả.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Robot Nhện 6 Chân

Robot nhện 6 chân có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống. Từ việc khảo sát địa hình đến cứu hộ, robot nhện đang dần trở thành một công cụ hữu ích. Việc áp dụng xử lý ảnh giúp robot hoạt động hiệu quả hơn trong các nhiệm vụ này, từ đó mở rộng khả năng ứng dụng của nó.

4.1. Khảo Sát Địa Hình Bằng Robot Nhện

Robot nhện có khả năng di chuyển trên nhiều bề mặt khác nhau, giúp khảo sát địa hình một cách hiệu quả. Việc sử dụng cảm biến hình ảnh giúp robot nhận diện các chướng ngại vật và lập bản đồ khu vực khảo sát.

4.2. Ứng Dụng Trong Cứu Hộ

Trong các tình huống khẩn cấp, robot nhện có thể được sử dụng để tìm kiếm và cứu hộ. Khả năng di chuyển linh hoạt và nhận diện môi trường giúp robot thực hiện nhiệm vụ này một cách hiệu quả.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Xử Lý Ảnh Trong Robot Nhện

Nghiên cứu về xử lý ảnh trong điều khiển robot nhện 6 chân mở ra nhiều cơ hội mới. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến giúp robot hoạt động hiệu quả hơn trong môi trường thực tế. Tương lai của robot nhện hứa hẹn sẽ có nhiều cải tiến và ứng dụng mới, từ đó nâng cao khả năng tự động hóa trong nhiều lĩnh vực.

5.1. Tương Lai Của Robot Nhện Trong Xã Hội

Robot nhện có tiềm năng lớn trong việc thay thế con người trong các nhiệm vụ nguy hiểm. Tương lai có thể thấy sự phát triển của các robot nhện thông minh hơn, có khả năng tự động hóa cao hơn.

5.2. Cải Tiến Công Nghệ Xử Lý Ảnh

Công nghệ xử lý ảnh sẽ tiếp tục phát triển, giúp robot nhện có khả năng nhận diện và tương tác với môi trường tốt hơn. Việc áp dụng học sâu và trí tuệ nhân tạo trong xử lý ảnh sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho robot nhện.