Thiết Kế Hệ Thống Phát Hiện Lỗi Thiếu Linh Kiện Trên Board Sử Dụng Camera

• Người hướng dẫn: TS. Trần Quang Nguyên
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Phát Hiện Lỗi Thiếu Linh Kiện Trên Board Sử Dụng Camera
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Giới thiệu đề tài
• 1.2. Phân tích các nghiên cứu liên quan
• 1.3. Lý do chọn đề tài
• 1.4. Mục tiêu của đề tài
• 1.5. Bố cục luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 2.1. Tìm hiểu về một số loại camera
• 2.2. CCD camera (HD 2MP USB2.0 1/3” CMOS)
• 2.3. WAT-902H Ultimate Camera
• 2.4. Nghiên cứu một số mô hình phát hiện đối tượng
• 2.4.1. Mô hình Faster R-CNN
• 2.4.2. Mô hình YOLOv4
• 2.4.3. Mô hình YOLOv4-tiny
• 2.4.4. Giải thuật tính độ chính xác của mô hình
• 2.4.5. Phương pháp tính tốc độ xử lý của mô hình
• 2.5. Tìm hiểu về các công nghệ và thiết bị khác
• 2.5.1. Thư viện OpenCV
• 2.5.2. Thư viện TTKIT
• 2.5.3. Chương trình tính chỉ số MAP
• 2.5.4. Máy tính nhúng Jetson Nano
• 3. CHƯƠNG 3: HIỆN THỰC THIẾT KẾ
• 3.1. Mô hình phát hiện lỗi thiếu linh kiện điện tử
• 3.2. Thiết kế mẫu vật
• 3.2.1. Xây dựng tập dữ liệu
• 3.2.2. Huấn luyện mô hình
• 3.3. Giao diện quản lý hệ thống
• 3.3.1. Thiết kế đồ họa của giao diện
• 3.3.2. Luồng xử lý của giao diện
• 3.3.3. Cơ cấu gắp thả sản phẩm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 4.1. Kết quả của hệ thống thiết kế
• 4.2. Kịch bản khảo sát
• 4.3. Kết quả của mô hình phát hiện lỗi thiếu linh kiện
• 4.4. Kết quả của giao diện giám sát và điều khiển hệ thống
• 4.5. So sánh kết quả với một số mô hình khác
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hạn chế và hướng phát triển
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN

I. Tổng quan về thiết kế hệ thống phát hiện lỗi thiếu linh kiện trên board sử dụng camera

Hệ thống phát hiện lỗi thiếu linh kiện trên board sử dụng camera là một giải pháp công nghệ tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất trong ngành công nghiệp điện tử. Việc phát hiện kịp thời các lỗi thiếu linh kiện giúp giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất. Hệ thống này sử dụng công nghệ camera để giám sát và phân tích hình ảnh, từ đó xác định các linh kiện bị thiếu trên bảng mạch. Độ chính xác và tốc độ xử lý của hệ thống là những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của nó.

1.1. Giới thiệu về hệ thống phát hiện lỗi linh kiện

Hệ thống phát hiện lỗi linh kiện sử dụng camera để thu thập hình ảnh của bảng mạch. Sau đó, các hình ảnh này được phân tích để xác định các linh kiện bị thiếu. Công nghệ này không chỉ giúp phát hiện lỗi mà còn hỗ trợ trong việc phân loại và xử lý các bảng mạch.

1.2. Lý do chọn đề tài nghiên cứu

Nhu cầu tự động hóa trong sản xuất điện tử ngày càng tăng. Việc phát hiện lỗi thiếu linh kiện kịp thời giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lãng phí. Đề tài này nhằm phát triển một hệ thống hiệu quả, đáp ứng nhu cầu thực tiễn trong ngành công nghiệp.

II. Vấn đề và thách thức trong phát hiện lỗi thiếu linh kiện

Trong quá trình sản xuất bảng mạch, việc phát hiện lỗi thiếu linh kiện gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như độ phân giải của camera, điều kiện ánh sáng và độ chính xác của thuật toán phát hiện đều ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống. Nếu không được xử lý tốt, những vấn đề này có thể dẫn đến sai sót trong quá trình kiểm tra và phân loại.

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

Độ phân giải của camera và điều kiện ánh sáng là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng phát hiện lỗi. Camera cần có độ phân giải cao để nhận diện các linh kiện nhỏ, trong khi ánh sáng đủ sẽ giúp hình ảnh rõ nét hơn.

2.2. Thách thức trong việc xử lý hình ảnh

Việc xử lý hình ảnh để phát hiện lỗi thiếu linh kiện đòi hỏi các thuật toán phức tạp. Nếu thuật toán không đủ chính xác, hệ thống có thể bỏ sót các linh kiện bị thiếu hoặc phát hiện sai, dẫn đến ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống phát hiện lỗi linh kiện hiệu quả

Để thiết kế một hệ thống phát hiện lỗi thiếu linh kiện hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại trong lĩnh vực học sâu và xử lý hình ảnh. Sử dụng mô hình YOLO (You Only Look Once) là một trong những giải pháp tối ưu, giúp phát hiện đối tượng trong thời gian thực với độ chính xác cao.

3.1. Ứng dụng mô hình YOLO trong phát hiện lỗi

Mô hình YOLO cho phép phát hiện nhiều đối tượng trong một khung hình, giúp hệ thống nhanh chóng xác định các linh kiện bị thiếu. Độ chính xác của mô hình này đã được cải thiện qua các phiên bản, đáp ứng tốt yêu cầu thực tiễn.

3.2. Thiết kế giao diện người dùng cho hệ thống

Giao diện người dùng cần thân thiện và dễ sử dụng, cho phép kỹ sư theo dõi và điều khiển hệ thống một cách hiệu quả. Giao diện cũng cần hiển thị thông tin rõ ràng về các linh kiện bị thiếu và trạng thái của hệ thống.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Hệ thống phát hiện lỗi thiếu linh kiện đã được triển khai và thử nghiệm trong môi trường sản xuất thực tế. Kết quả cho thấy hệ thống có khả năng phát hiện chính xác các linh kiện bị thiếu, đồng thời giảm thiểu thời gian kiểm tra và nâng cao hiệu suất sản xuất.

4.1. Kết quả thử nghiệm hệ thống

Hệ thống đã đạt được độ chính xác lên đến 97.69% trong việc phát hiện các linh kiện trên bảng mạch. Thời gian xử lý trung bình chỉ khoảng 0.21 giây cho mỗi khung hình, cho thấy khả năng hoạt động hiệu quả trong thời gian thực.

4.2. Phản hồi từ người dùng

Người dùng đã có những phản hồi tích cực về hệ thống, cho rằng nó giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao chất lượng sản phẩm. Giao diện dễ sử dụng cũng là một điểm cộng lớn cho hệ thống.

V. Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Hệ thống phát hiện lỗi thiếu linh kiện trên board sử dụng camera đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong sản xuất. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tiềm năng để cải thiện và phát triển thêm các tính năng mới, nhằm đáp ứng tốt hơn nhu cầu của ngành công nghiệp điện tử.

5.1. Những hạn chế hiện tại của hệ thống

Mặc dù hệ thống đã hoạt động hiệu quả, nhưng vẫn còn một số hạn chế như độ chính xác trong điều kiện ánh sáng không tốt và khả năng nhận diện các linh kiện có kích thước rất nhỏ.

5.2. Định hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, hệ thống sẽ được cải tiến với các công nghệ mới hơn, như sử dụng các mô hình học sâu tiên tiến hơn và cải thiện khả năng xử lý hình ảnh, nhằm nâng cao độ chính xác và tốc độ phát hiện lỗi.