Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và chế tạo robot checkin tự động cho các sự kiện

• Tác giả: Nguyễn Phi Thắng
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Lê Tường
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
• Đề tài: Thiết Kế Và Chế Tạo Robot Check-In Tự Động Cho Các Sự Kiện
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa của đề tài
• 1.4. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.5.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 2.1. Tổng quan về các phương pháp check-in
• 2.2. Phương pháp check-in trong nước
• 2.3. Phương pháp check-in nước ngoài
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Cơ cấu di chuyển của robot
• 3.2. Hệ điều hành Robot Operating System
• 3.2.1. Giới thiệu Robot Operating System
• 3.2.2. Cấu trúc của ROS
• 3.2.3. Giới thiệu phiên bản ROS Noetic
• 3.3. Giới thiệu YOLOv8
• 3.3.1. Mô hình YOLOv8
• 3.4. Thuật toán Dijkstra
• 3.4.1. Giới thiệu thuật toán
• 3.4.2. Mô tả thuật toán
• 3.5. Thuật toán Dynamic Window Approach
• 3.6. Phương thức mã hóa thông tin
• 3.7. Ngôn ngữ lập trình giao diện
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• 4.1. Thông số thiết kế
• 4.2. Phương hướng thực hiện
• 4.3. Lựa chọn phương án
• 4.4. Trình tự công việc tiến hành
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 5.1. Tính toán thiết kế cơ khí
• 5.2. Tính toán lựa chọn động cơ
• 5.3. Thiết kế hình dạng robot
• 5.4. Thiết kế khung robot
• 5.5. Lựa chọn bánh xe
• 5.6. Lựa chọn vật liệu cho trục bánh xe
• 5.7. Thiết kế 3D hệ thống cơ khí
• 5.8. Tính bền khung robot
• 5.9. Tính toán Bulong
• 5.10. Tính toán động học
• 5.11. Hệ thống điện điều khiển
• 5.11.1. Tổng quan sơ đồ điện
• 5.11.2. An toàn điện
• 5.11.3. Lựa chọn linh kiện
• 5.12. Thiết kế bộ PID cho động cơ
• 5.13. Xây dựng thuật toán điều khiển và xử lý ảnh
• 5.14. Thiết lập chương trình điều khiển và phần mềm
• 5.15. Xây dựng mô hình nhận dạng người bằng YOLOv8
• 5.16. Xây dựng phần mềm check-in
• 5.17. Công cụ lưu trữ dữ liệu
• 5.18. Xây dựng giao diện giao tiếp
• 5.19. Xây dựng quy trình check-in
• 6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO, THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
• 6.1. Thực nghiệm robot
• 6.2. Thực nghiệm phần mềm
• 6.3. Thực nghiệm mô hình nhận dạng người
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 7.1. Về thực nghiệm
• 7.2. Ưu điểm, nhược điểm
• 7.3. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Đề tài 'Thiết kế robot checkin tự động cho sự kiện' được thực hiện nhằm giải quyết những thách thức trong quy trình check-in tại các sự kiện lớn. Robot tự động không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao trải nghiệm của người tham gia. Việc áp dụng công nghệ cơ điện tử trong thiết kế robot mang lại nhiều lợi ích, từ việc giảm thiểu nhân lực đến việc tối ưu hóa quy trình quản lý sự kiện. Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng việc sử dụng robot check-in có thể cải thiện đáng kể hiệu quả tổ chức sự kiện, đặc biệt trong bối cảnh lượng người tham gia đông đảo.

1.1 Lý do chọn đề tài

Trong bối cảnh hiện nay, việc tổ chức sự kiện ngày càng trở nên phổ biến. Tuy nhiên, quy trình check-in truyền thống thường gặp khó khăn trong việc xử lý lượng lớn người tham gia. Robot check-in được thiết kế nhằm giải quyết vấn đề này, giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi và nâng cao trải nghiệm của khách tham dự. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong lĩnh vực này không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn tạo ấn tượng hiện đại cho sự kiện.

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Sự phát triển của kinh tế xã hội kéo theo nhu cầu tổ chức các sự kiện lớn. Việc quản lý đám đông và đảm bảo an ninh trong các sự kiện này là rất quan trọng. Robot tự động có thể giúp kiểm soát số lượng khách tham gia, đảm bảo quy trình check-in diễn ra nhanh chóng và hiệu quả. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn tạo ra một không gian thoải mái cho người tham gia sự kiện.

II. Tổng quan về đề tài

Đề tài này sẽ tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển robot check-in tự động cho các sự kiện. Các phương pháp check-in hiện tại sẽ được phân tích để tìm ra những điểm yếu và từ đó đề xuất giải pháp cải tiến. Hệ thống checkin sẽ được thiết kế với các tính năng thông minh, giúp người dùng dễ dàng thực hiện quy trình check-in thông qua giao diện thân thiện. Việc tích hợp cảm biến robot và phần mềm quản lý sự kiện sẽ là những yếu tố quan trọng trong thiết kế này.

2.1 Tổng quan về các phương pháp check in

Các phương pháp check-in hiện tại thường gặp khó khăn trong việc xử lý lượng lớn người tham gia. Việc sử dụng robot tự động sẽ giúp cải thiện quy trình này. Các giải pháp công nghệ hiện đại như cảm biến LiDAR và Robot Operating System (ROS) sẽ được áp dụng để tối ưu hóa khả năng di chuyển và tương tác của robot trong môi trường sự kiện. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi mà còn nâng cao trải nghiệm của người tham gia.

2.2 Phương pháp check in trong nước và nước ngoài

Tại Việt Nam, quy trình check-in thường được thực hiện thủ công, dẫn đến tình trạng ùn tắc trong các sự kiện lớn. Trong khi đó, nhiều quốc gia phát triển đã áp dụng robot check-in để tự động hóa quy trình này. Việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp tiên tiến từ nước ngoài sẽ giúp cải thiện đáng kể hiệu quả tổ chức sự kiện tại Việt Nam. Robot thông minh không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn tạo ra một không gian hiện đại và chuyên nghiệp cho sự kiện.

III. Cơ sở lý thuyết

Để thiết kế và chế tạo robot check-in tự động, cần nắm vững các kiến thức về cơ cấu di chuyển, hệ điều hành robot và các thuật toán điều khiển. Hệ điều hành Robot Operating System (ROS) sẽ được sử dụng để phát triển phần mềm điều khiển cho robot. Việc áp dụng các thuật toán như Dijkstra và Dynamic Window Approach sẽ giúp robot di chuyển hiệu quả trong môi trường đông người. Các cảm biến như LiDAR sẽ hỗ trợ robot trong việc nhận diện và tránh vật cản.

3.1 Cơ cấu di chuyển của robot

Cơ cấu di chuyển của robot check-in sẽ được thiết kế để đảm bảo tính linh hoạt và khả năng di chuyển trong không gian hạn chế. Việc lựa chọn động cơ và bánh xe phù hợp sẽ quyết định đến hiệu suất hoạt động của robot. Các tính toán về động học và lực tác dụng lên robot sẽ được thực hiện để đảm bảo robot có thể hoạt động ổn định trong môi trường đông người.

3.2 Hệ điều hành Robot Operating System

Hệ điều hành ROS cung cấp một nền tảng mạnh mẽ cho việc phát triển phần mềm điều khiển robot. Với cấu trúc mô-đun, ROS cho phép tích hợp nhiều cảm biến và thiết bị khác nhau, giúp robot hoạt động hiệu quả hơn. Việc sử dụng ROS sẽ giúp nhóm nghiên cứu dễ dàng xây dựng các thuật toán điều khiển và giao diện người dùng cho robot check-in.