Đồ Án Tốt Nghiệp: Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

• Tác giả: Bùi Văn Chiến
• Người hướng dẫn: TS. Trần Vi Đô
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa
• Đề tài: Gesture Control Robot
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Điều khiển bằng cử chỉ
• 2.2. Nguyên lý hoạt động
• 2.3. Điều khiển robot bằng cử chỉ
• 2.4. Nguyên lý hoạt động
• 2.5. Động học robot
• 2.5.1. Động học thuận robot
• 2.5.2. Cách đặt hệ trục và tính toán
• 2.5.3. Động học nghịch robot
• 2.6. Nhận diện bằng camera
• 2.7. Giao thức truyền nhận dữ liệu UART
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Nguyên lý hoạt động và động học robot delta
• 3.1.1. Nguyên lý hoạt động
• 3.1.2. Động học robot delta
• 3.1.3. Động học thuận robot
• 3.1.4. Động học nghịch robot
• 3.2. Thuật toán webcam phát hiện tọa độ
• 3.3. Thiết kế phần cứng
• 3.3.1. Qui hoạch không gian làm việc
• 3.3.2. Hệ thống điện
• 3.3.3. Lựa chọn thiết bị
• 3.3.3.1. Thiết bị điều khiển
• 3.3.3.2. Board điều khiển Arduino Mega 2560
• 3.3.3.3. Driver điều khiển động cơ T60
• 3.3.3.4. Động cơ bước HS57
• 3.3.3.5. Nguồn và các thiết bị chấp hành khác
• 3.3.3.6. Công tắc hành trình
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG VÀ KIỂM NGHIỆM
• 4.1. Thi công phần cứng
• 4.2. Thi công phần mềm
• 4.3. Kiểm nghiệm động học robot
• 4.3.1. Kiểm nghiệm bằng công thức toán học
• 4.3.2. Kiểm nghiệm bằng mô hình thực tế
• 4.4. Kiểm nghiệm độ chính xác của camera
• 4.5. Kiểm nghiệm phương pháp điều khiển bằng cử chỉ
• 4.5.1. Robot di chuyển theo vật
• 4.5.2. Robot di chuyển theo bàn tay
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Nhược điểm
• 5.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

Robot điều khiển bằng cử chỉ đang trở thành một xu hướng công nghệ nổi bật trong ngành công nghệ kỹ thuật điều khiển tự động hóa. Đề tài này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất lao động mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong việc tự động hóa các quy trình sản xuất. Việc nghiên cứu và phát triển robot điều khiển bằng cử chỉ không chỉ đóng góp vào việc nâng cao hiệu suất lao động mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong việc tự động hóa các quy trình sản xuất.

1.1. Khái Niệm Về Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

Robot điều khiển bằng cử chỉ là một hệ thống cho phép người dùng tương tác với robot thông qua các cử chỉ tay. Công nghệ này sử dụng cảm biến và camera để nhận diện và phân tích các cử chỉ của người dùng.

1.2. Lợi Ích Của Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

Việc sử dụng robot điều khiển bằng cử chỉ giúp giảm thiểu sự tiếp xúc trực tiếp, tăng cường hiệu quả và an toàn trong môi trường làm việc. Điều này đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực như sản xuất công nghệ cao và y tế.

II. Thách Thức Trong Việc Phát Triển Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc phát triển robot điều khiển bằng cử chỉ cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong nhận diện cử chỉ, khả năng xử lý dữ liệu nhanh chóng và an toàn trong vận hành là những yếu tố cần được giải quyết.

2.1. Độ Chính Xác Trong Nhận Diện Cử Chỉ

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

2.2. Khả Năng Xử Lý Dữ Liệu Nhanh Chóng

Robot cần có khả năng xử lý dữ liệu từ cảm biến và camera một cách nhanh chóng để thực hiện các lệnh điều khiển kịp thời. Điều này đòi hỏi phần mềm điều khiển phải được thiết kế hiệu quả.

III. Phương Pháp Thiết Kế Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

Để phát triển robot điều khiển bằng cử chỉ, cần áp dụng các phương pháp thiết kế hiện đại. Việc kết hợp giữa phần cứng và phần mềm là rất quan trọng để tạo ra một hệ thống hoạt động hiệu quả.

3.1. Thiết Kế Phần Cứng Robot

Phần cứng của robot bao gồm các linh kiện như động cơ, cảm biến và camera. Việc lựa chọn linh kiện phù hợp sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của robot.

3.2. Lập Trình Phần Mềm Điều Khiển

Phần mềm điều khiển cần được lập trình để nhận diện cử chỉ và chuyển đổi chúng thành các lệnh điều khiển cho robot. Sử dụng các ngôn ngữ lập trình như Python và Arduino là phổ biến.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

Robot điều khiển bằng cử chỉ có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất công nghiệp đến y tế và giáo dục. Những ứng dụng này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả công việc mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng.

4.1. Ứng Dụng Trong Sản Xuất Công Nghiệp

Trong sản xuất công nghiệp, robot điều khiển bằng cử chỉ có thể thực hiện các nhiệm vụ như lắp ráp, kiểm tra chất lượng và vận chuyển hàng hóa.

4.2. Ứng Dụng Trong Y Tế

Trong lĩnh vực y tế, robot có thể hỗ trợ bác sĩ trong các ca phẫu thuật hoặc thực hiện các nhiệm vụ chăm sóc bệnh nhân mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Robot Điều Khiển Bằng Cử Chỉ

Tương lai của robot điều khiển bằng cử chỉ hứa hẹn sẽ mang lại nhiều tiến bộ trong công nghệ tự động hóa. Việc nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này sẽ tiếp tục mở ra nhiều cơ hội mới cho các ứng dụng trong đời sống.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ

Công nghệ điều khiển bằng cử chỉ sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo và học máy, giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất.

5.2. Cơ Hội Mới Trong Tự Động Hóa

Việc áp dụng robot điều khiển bằng cử chỉ trong các lĩnh vực mới sẽ mở ra nhiều cơ hội cho việc tự động hóa quy trình và nâng cao hiệu quả công việc.