Khóa luận tốt nghiệp: Nhận diện và phân biệt cỏ dại với hoa màu sử dụng cánh tay robot phun thuốc trừ sâu

• Tác giả: Nguyễn Quốc
• Người hướng dẫn: ThS. Phan Vinh Hiếu
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hệ thống thông minh
• Đề tài: Nhận diện và phân biệt cỏ dại với hoa màu, sử dụng cánh tay Robot để phun thuốc trừ sâu
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Hạn chế
• 1.5. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về XLA
• 2.2. Môi trường Pycharm IDE
• 2.3. Ngôn ngữ Python
• 2.4. Thư viện OpenCV
• 2.5. Mạng nơron tích chập - CNN
• 2.5.1. Conv layer
• 2.5.2. ReLU layer
• 2.5.3. Pooling layer
• 2.5.4. FC layer
• 2.6. Cấu trúc MobileNet
• 2.6.1. Xét độ phức tạp của một phép tích chập ảnh
• 2.6.2. Xét từ khía cạnh độ phức tạp tính toán của một DSC
• 2.6.3. Kiến trúc MobileNetV2
• 2.7. Môi trường Arduino IDE
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Tính toán và thiết kế hệ thống
• 3.2. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.3. Thiết kế và tính toán cho cánh tay Robot Scara
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. Chuẩn bị phần cứng
• 4.2. Chuẩn bị dữ liệu Datashet để làm Model
• 4.3. Lắp ráp và kiểm tra
• 4.4. Chi tiết lắp ráp Robot
• 4.5. Kit Arduino và Module Driver A4988 lên đế ra chân Arduino CNC V3
• 4.6. Module điều khiển
• 4.7. Lập trình hệ thống
• 5. CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT QUẢ
• 5.1. Kết quả đạt được khá tốt
• 5.2. Những hình ảnh của mô hình
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 6.1. Nhận xét và đánh giá
• 6.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về công nghệ nhận diện cỏ dại và hoa màu

Công nghệ nhận diện cỏ dại và hoa màu đang trở thành một phần quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Việc áp dụng công nghệ AI trong nông nghiệp giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Cánh tay robot phun thuốc trừ sâu là một trong những giải pháp tiên tiến, giúp nông dân tiết kiệm thời gian và công sức.

1.1. Công nghệ nhận diện cỏ dại Khái niệm và ứng dụng

Công nghệ nhận diện cỏ dại sử dụng các thuật toán học máy để phân tích hình ảnh và xác định loại cây trồng. Điều này giúp nông dân dễ dàng phân biệt giữa cỏ dại và hoa màu, từ đó đưa ra biện pháp xử lý phù hợp.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng cánh tay robot trong nông nghiệp

Cánh tay robot không chỉ giúp phun thuốc trừ sâu một cách chính xác mà còn giảm thiểu lượng thuốc sử dụng. Điều này góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng nông sản.

II. Thách thức trong việc nhận diện cỏ dại và hoa màu

Mặc dù công nghệ đã phát triển, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc nhận diện cỏ dại và hoa màu. Các yếu tố như ánh sáng, góc chụp và độ phân giải ảnh có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của hệ thống. Việc phát triển một giải pháp kiểm soát cỏ dại hiệu quả là cần thiết.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của hệ thống

Độ chính xác của hệ thống nhận diện phụ thuộc vào chất lượng hình ảnh và thuật toán sử dụng. Các yếu tố như ánh sáng không đồng đều và sự biến đổi trong môi trường có thể gây khó khăn cho việc nhận diện.

2.2. Giải pháp khắc phục các thách thức

Sử dụng các công nghệ như hệ thống tự động hóa nông nghiệp và cải tiến thuật toán nhận diện có thể giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc phân biệt cỏ dại và hoa màu.

III. Phương pháp nhận diện cỏ dại và hoa màu bằng cánh tay robot

Phương pháp nhận diện cỏ dại và hoa màu sử dụng cánh tay robot kết hợp với công nghệ cảm biến và học sâu. Hệ thống này cho phép nhận diện và phân biệt chính xác giữa các loại cây trồng, từ đó thực hiện phun thuốc trừ sâu một cách hiệu quả.

3.1. Quy trình nhận diện cỏ dại và hoa màu

Quy trình bắt đầu bằng việc thu thập hình ảnh từ camera, sau đó sử dụng các thuật toán học sâu để phân tích và nhận diện. Kết quả sẽ được truyền đến cánh tay robot để thực hiện phun thuốc.

3.2. Ứng dụng của cánh tay robot trong nông nghiệp

Cánh tay robot có khả năng hoạt động tự động, giúp giảm thiểu sức lao động và tăng hiệu quả sản xuất. Việc phun thuốc trừ sâu được thực hiện một cách chính xác, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng cánh tay robot trong nhận diện cỏ dại và hoa màu mang lại nhiều lợi ích. Hệ thống đã đạt được độ chính xác cao trong việc phân biệt giữa cỏ dại và hoa màu, từ đó giúp nông dân tiết kiệm thời gian và chi phí.

4.1. Kết quả đạt được từ mô hình thử nghiệm

Mô hình thử nghiệm cho thấy khả năng nhận diện cỏ dại đạt trên 90%. Điều này chứng tỏ tính khả thi của việc áp dụng công nghệ trong nông nghiệp.

4.2. Ứng dụng thực tiễn trong sản xuất nông nghiệp

Công nghệ này đã được áp dụng tại một số trang trại, giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Nông dân có thể dễ dàng kiểm soát tình trạng cỏ dại mà không cần tốn nhiều công sức.

V. Kết luận và tương lai của công nghệ nhận diện cỏ dại

Công nghệ nhận diện cỏ dại và hoa màu bằng cánh tay robot đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành nông nghiệp. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ AI trong nông nghiệp, tương lai của ngành này hứa hẹn sẽ ngày càng tươi sáng.

5.1. Tương lai của công nghệ trong nông nghiệp

Công nghệ sẽ tiếp tục phát triển, giúp nông dân tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu tác động đến môi trường. Việc áp dụng công nghệ mới sẽ là xu hướng tất yếu trong tương lai.

5.2. Khuyến nghị cho nông dân và nhà nghiên cứu

Nông dân nên tìm hiểu và áp dụng các công nghệ mới để nâng cao hiệu quả sản xuất. Các nhà nghiên cứu cần tiếp tục phát triển và cải tiến các giải pháp công nghệ để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành nông nghiệp.