Ứng dụng xử lý ảnh trong điều khiển robot tự động



Ngày nay công nghệ thông tin ngày càng không thể thiếu với đời sống của con người với tốc độ phát triển vũ bão của công nghệ thông tin làm cho việc luân chuyển thông tin trở nên cực kỳ nhanh chóng và vai trò của thông tin ngày càng trở nên quan trọng. Cùng với sự phát triển chung của thế giới và khu vực trong những năm gần đây ngành tin học Việt Nam cũng có những bước phát triển vượt bậc. 

        Trong thời đại mới việc đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin vào thực tiễn là một mục tiêu được Nhà nước quan tâm và phát triển. Việc nắm bắt, khai thác, xử lý thông tin càng nhanh, càng linh hoạt, càng chính xác bao nhiêu thì kết quả thành công càng cao.

       

Với mong muốn tìm hiểu,tiếp cận với công nghệ thông tin trong thời đại mới để có thêm kiến thức cho con đường lập nghiệp trong tương lai, em đã chọn đề tài: Ứng dụng xử lý ảnh trong điều khiển robot tự động.

Mục tiêu của đề tài cần giải quyết vấn đề sau:

Xây dựng chương trình cho camera đặt trên một robot tự động xác định hướng và khoảng cách tới một đối tượng để cung cấp thông tin cho máy tính điều khiển robot.

Trên cơ sở đó, nội dung của đề tài gồm 3 chương sau:

Chương 1 : Tổng quan về  xử lý ảnh. 

Chương 2 : Tổng quan về C sharp.

Chương 3: Ứng dụng xử lý ảnh để điều khiển robot tự động.


NỘI DUNG:


MỤC LỤC 1

LỜI CẢM ƠN 5

LỜI CAM ĐOAN 6

LỜI NÓI ĐẦU 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH 8

CHƯƠNG 1 9

TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH 9

1.1 Tổng quan về xử lý ảnh 9

1.2 Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 10

1.2.1 Một số khái niệm 10

1.2.2 Thu nhận ảnh 10

1. 2.3 Biểu diễn ảnh 11

1.2.4 Các lĩnh vực xử lý ảnh 12

1.2.4.1 Nâng cao chất lượng ảnh 12

1.2.4.2 Khôi phục ảnh 12

1.2.4.3 Phân tích ảnh 13

1.2.4.4 Nén ảnh 13

1.2.4.5 Tổng hợp ảnh 13

1.2.5 Một số hệ thống xử lý ảnh cơ bản 13

1.3 Một số phương pháp xử lý ảnh 14

1. 3.1 Kỹ thuật tăng giảm độ sáng 14

1.3.2 Tăng giảm độ tương phản 16

1.3.3 Tách ngưỡng 18

1.3.4  Phép giãn ảnh đa cấp xám 18

1.3.4.1 Định nghĩa 18

1.3.4.2 Thuật toán 18

1.3.5  Các tác động ảnh xám cục bộ 20

1.3.5.1 Tác động nhân chập ảnh 20

1.3.5.2 Các phương pháp lọc-làm nhẵn 21

1.3.5.3 Bộ lọc phi tuyến 22

1.3.5.4 Lọc phi tuyến 23

1.3.6 Phép co ảnh đa cấp xám 24

1.3.6.1 Định nghĩa 24

1.3.6.2 Thuật toán 24

1.3.7 Các phép biến đổi hình học 24

1.3.7.1 Phép dịch ảnh 24

1.3.7.2 Phép phóng to hoặc thu nhỏ ảnh 25

1.3.7.3 Phép quay ảnh 25

1.3.7.4 Kết hợp các phép biến đổi hợp nhất 26

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ C SHARP 28

2.1 Tổng quan về ngôn ngữ C sharp (C #) 28

2.1.1 Giới thiệu chung về ngôn ngữ C sharp (C#) 28

2.1.2 Nền tảng ngôn ngữ C# 29

2.1.2.1 Kiểu dữ liệu 29

2.1.2.2 Biến, hằng và toán tử 31

2.1.2.3 Câu lệnh 32

2.1.3 Xây dựng lớp, đối tượng 36

2.1.3.1 Lớp 36

2.1.3.2 Thuộc tính truy cập 37

2.1.3.3 Tham số của phương thức 38

2. 1.3.4 Đối tượng 38

2.1.3.5 Khởi tạo biến thành viên 38

2.1.4 Kế thừa và đa hình 39

2.1.4.1 Kế thừa 39

2.1.4.2 Đa hình 39

2.1.4.3 Lớp trừu tượng 39

2.1.5 Nạp chồng toán tử 40

2.1.6  Các lớp cơ sở .NET 41

2.1.6.1  Lớp đối tượng trong .NET Framework 41

2.1.6.2  Lớp Timer 42

2.1.6.3  Lớp về thư mục & hệ thống 42

2.1.6.4  Lớp Math 43

2.1.6.5  Lớp thao tác tập tin 44

2.1.6.6 Làm việc với tập tin dữ liệu 44

2.1.7 Ứng dụng Window với Window Form 45

2.1.8Truy cập dữ liệu với ADO.NET 45

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH TRONG ĐIỀU KHIỂN 47

ROBOT TỰ ĐỘNG 47

3.1 Hoạt động của robot 48

3.1.1 Nhiệm vụ 48

3.1.2  Hướng của giá đỡ hàng so với xe nâng tự động 49

3.1.3 Khoảng cách từ xe tự động đến giá đỡ hàng 50

3.1.4 Xác định khoảng cách 50

3.1.5 Kích thước ảnh thực của đối tượng 52

3.2 Ứng dụng xử lý ảnh để tính khoảng cách 54

3.2.1 Mô tả bài toán 54

3.2.2  Quá trình thu ảnh và các yêu cầu của hệ thống 55

3.2.2.1 Đọc ảnh 55

3.2.2.2 Lọc nhiễu 55

3.2.2.3 Phân ngưỡng 56

3.3 Tính toán khoảng cách dựa trên ảnh thu được 59

3.4 Xây dựng chương trình 60

3.4.1Môi trường ứng dụng 60

3.4.2 Chương trình 61

3.4.2.1 Kết quả thực nghiệm 61

KẾT LUẬN 64

1 . Đánh giá kết quả 64

2. Hướng phát triển 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65


LINK DOWNLOAD



Ngày nay công nghệ thông tin ngày càng không thể thiếu với đời sống của con người với tốc độ phát triển vũ bão của công nghệ thông tin làm cho việc luân chuyển thông tin trở nên cực kỳ nhanh chóng và vai trò của thông tin ngày càng trở nên quan trọng. Cùng với sự phát triển chung của thế giới và khu vực trong những năm gần đây ngành tin học Việt Nam cũng có những bước phát triển vượt bậc. 

        Trong thời đại mới việc đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin vào thực tiễn là một mục tiêu được Nhà nước quan tâm và phát triển. Việc nắm bắt, khai thác, xử lý thông tin càng nhanh, càng linh hoạt, càng chính xác bao nhiêu thì kết quả thành công càng cao.

       

Với mong muốn tìm hiểu,tiếp cận với công nghệ thông tin trong thời đại mới để có thêm kiến thức cho con đường lập nghiệp trong tương lai, em đã chọn đề tài: Ứng dụng xử lý ảnh trong điều khiển robot tự động.

Mục tiêu của đề tài cần giải quyết vấn đề sau:

Xây dựng chương trình cho camera đặt trên một robot tự động xác định hướng và khoảng cách tới một đối tượng để cung cấp thông tin cho máy tính điều khiển robot.

Trên cơ sở đó, nội dung của đề tài gồm 3 chương sau:

Chương 1 : Tổng quan về  xử lý ảnh. 

Chương 2 : Tổng quan về C sharp.

Chương 3: Ứng dụng xử lý ảnh để điều khiển robot tự động.


NỘI DUNG:


MỤC LỤC 1

LỜI CẢM ƠN 5

LỜI CAM ĐOAN 6

LỜI NÓI ĐẦU 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH 8

CHƯƠNG 1 9

TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH 9

1.1 Tổng quan về xử lý ảnh 9

1.2 Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 10

1.2.1 Một số khái niệm 10

1.2.2 Thu nhận ảnh 10

1. 2.3 Biểu diễn ảnh 11

1.2.4 Các lĩnh vực xử lý ảnh 12

1.2.4.1 Nâng cao chất lượng ảnh 12

1.2.4.2 Khôi phục ảnh 12

1.2.4.3 Phân tích ảnh 13

1.2.4.4 Nén ảnh 13

1.2.4.5 Tổng hợp ảnh 13

1.2.5 Một số hệ thống xử lý ảnh cơ bản 13

1.3 Một số phương pháp xử lý ảnh 14

1. 3.1 Kỹ thuật tăng giảm độ sáng 14

1.3.2 Tăng giảm độ tương phản 16

1.3.3 Tách ngưỡng 18

1.3.4  Phép giãn ảnh đa cấp xám 18

1.3.4.1 Định nghĩa 18

1.3.4.2 Thuật toán 18

1.3.5  Các tác động ảnh xám cục bộ 20

1.3.5.1 Tác động nhân chập ảnh 20

1.3.5.2 Các phương pháp lọc-làm nhẵn 21

1.3.5.3 Bộ lọc phi tuyến 22

1.3.5.4 Lọc phi tuyến 23

1.3.6 Phép co ảnh đa cấp xám 24

1.3.6.1 Định nghĩa 24

1.3.6.2 Thuật toán 24

1.3.7 Các phép biến đổi hình học 24

1.3.7.1 Phép dịch ảnh 24

1.3.7.2 Phép phóng to hoặc thu nhỏ ảnh 25

1.3.7.3 Phép quay ảnh 25

1.3.7.4 Kết hợp các phép biến đổi hợp nhất 26

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ C SHARP 28

2.1 Tổng quan về ngôn ngữ C sharp (C #) 28

2.1.1 Giới thiệu chung về ngôn ngữ C sharp (C#) 28

2.1.2 Nền tảng ngôn ngữ C# 29

2.1.2.1 Kiểu dữ liệu 29

2.1.2.2 Biến, hằng và toán tử 31

2.1.2.3 Câu lệnh 32

2.1.3 Xây dựng lớp, đối tượng 36

2.1.3.1 Lớp 36

2.1.3.2 Thuộc tính truy cập 37

2.1.3.3 Tham số của phương thức 38

2. 1.3.4 Đối tượng 38

2.1.3.5 Khởi tạo biến thành viên 38

2.1.4 Kế thừa và đa hình 39

2.1.4.1 Kế thừa 39

2.1.4.2 Đa hình 39

2.1.4.3 Lớp trừu tượng 39

2.1.5 Nạp chồng toán tử 40

2.1.6  Các lớp cơ sở .NET 41

2.1.6.1  Lớp đối tượng trong .NET Framework 41

2.1.6.2  Lớp Timer 42

2.1.6.3  Lớp về thư mục & hệ thống 42

2.1.6.4  Lớp Math 43

2.1.6.5  Lớp thao tác tập tin 44

2.1.6.6 Làm việc với tập tin dữ liệu 44

2.1.7 Ứng dụng Window với Window Form 45

2.1.8Truy cập dữ liệu với ADO.NET 45

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH TRONG ĐIỀU KHIỂN 47

ROBOT TỰ ĐỘNG 47

3.1 Hoạt động của robot 48

3.1.1 Nhiệm vụ 48

3.1.2  Hướng của giá đỡ hàng so với xe nâng tự động 49

3.1.3 Khoảng cách từ xe tự động đến giá đỡ hàng 50

3.1.4 Xác định khoảng cách 50

3.1.5 Kích thước ảnh thực của đối tượng 52

3.2 Ứng dụng xử lý ảnh để tính khoảng cách 54

3.2.1 Mô tả bài toán 54

3.2.2  Quá trình thu ảnh và các yêu cầu của hệ thống 55

3.2.2.1 Đọc ảnh 55

3.2.2.2 Lọc nhiễu 55

3.2.2.3 Phân ngưỡng 56

3.3 Tính toán khoảng cách dựa trên ảnh thu được 59

3.4 Xây dựng chương trình 60

3.4.1Môi trường ứng dụng 60

3.4.2 Chương trình 61

3.4.2.1 Kết quả thực nghiệm 61

KẾT LUẬN 64

1 . Đánh giá kết quả 64

2. Hướng phát triển 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65


LINK DOWNLOAD

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: