Đồ án Ứng dụng camera 3D trong việc phân loại sản phẩm theo hình dạng và kích thước

BGIÁO DỤC & ĐÀO TẠO  
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KTHUT TP. HCHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
---------------------------------  
ĐỒ ÁN TT NGHIP  
NGÀNH CÔNG NGHKTHUẬT ĐIỆN TTRUYN THÔNG  
ĐỀ TÀI:  
NG DNG CAMERA 3D TRONG VIC PHÂN LOI  
SN PHM THEO HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƢỚC  
GVHD: ThS. Ngô Bá Vit  
SVTH: Lê Văn Thái  
MSSV: 14141289  
Tp. HChí Minh - 07/2019  
BGIÁO DỤC & ĐÀO TẠO  
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KTHUT TP. HCHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
---------------------------------  
ĐỒ ÁN TT NGHIP  
NGÀNH CÔNG NGHKTHUẬT ĐIỆN TTRUYN THÔNG  
ĐỀ TÀI:  
NG DNG CAMERA 3D TRONG VIC PHÂN LOI  
SN PHM THEO HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƢỚC  
GVHD: ThS. Ngô Bá Vit  
SVTH: Lê Văn Thái  
MSSV: 14141289  
Tp. HChí Minh - 07/2019  
TRƢỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ  
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC  
----o0o----  
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
Tp. HCM, ngày 05 tháng 06 năm 2019  
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
Họ tên sinh viên: Lê Văn Thái  
MSSV: 14141289  
Mã ngành: 01  
Chuyên ngành:  
Hệ đào tạo:  
Khóa:  
Kỹ thuật Điện - Điện tử  
Đại học chính quy  
Mã hệ:  
Lớp:  
1
2014  
14141DT1A  
I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CAMERA 3D TRONG VIỆC PHÂN LOẠI SẢN  
PHẨM THEO HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƢỚC  
II. NHIỆM VỤ  
1. Các số liệu ban đầu:  
Các tài liệu về Python và thƣ viện OpenCV, Giáo trình Xử lý ảnh.  
Các ví dụ về nhận dạng hình học cơ bản.  
2. Nội dung thực hiện:  
Tìm hiểu phƣơng pháp nhận dạng và phân loại sản phẩm.  
Tổng quan về xử lý ảnh.  
Tìm hiểu Camera 3D và các Module liên quan.  
Viết chƣơng trình trên Python.  
Hoàn thành mô hình.  
Đánh giá kết quả thực hiện.  
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:  
26/03/2019  
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:  
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN:  
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN  
05/06/2019  
ThS. Ngô Bá Việt  
BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
TRƢỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ  
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC  
----o0o----  
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
Tp. HCM, ngày 05 tháng 06 năm 2019  
LCH TRÌNH THC HIỆN ĐỒ ÁN TT NGHIP  
Htên sinh viên: Lê Văn Thái  
Lp: 14141DT1A - MSSV: 14141289  
Tên đề tài:  
ng dng camera 3D trong vic phân loi sn phm theo hình dạng và kích thƣớc  
Xác nhn  
Tun/ngày  
Ni dung  
GVHD  
Chọn đề tài  
16-20/3  
21-25/3  
26/3-05/4  
06/-09/4  
10-17/4  
18-21/4  
22-28/4  
29/5-04/5  
05-06/5  
07-08/5  
Viết đề cƣơng chi tiết  
Tìm hiểu phƣơng pháp nhn dạng hình cơ bản  
Tìm hiu thut toán dán nhãn  
Tìm hiu camera 3D  
Tìm hiu thut toán tính khong cách  
Tìm hiu thuật toán tính kích thƣớc  
Tìm hiu vpython  
Thc hin viết code python trên window  
Làm các hình khi (sn phm) và chy thử  
Hoàn thành mô hình  
13-20/5  
21-29/5  
Viết báo cáo  
GV HƢỚNG DN  
ThS. Ngô Bá Vit  
LỜI CAM ĐOAN  
Đề tài này là tôi tthc hin da vào mt stài liệu trƣớc đó và không sao chép  
ttài liệu hay công trình đã có trƣớc đó.  
Ngƣời thc hiện đề tài  
Lê Văn Thái  
LI CẢM ƠN  
Đầu tiên tôi xin đƣợc cám ơn chân thành tới Thy Ngô Bá Vit, Thầy đã tận tình  
hƣớng dn tôi để có thhoàn thành tốt đề tài.  
Tôi xin gi li chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử đã tạo  
những điều kin tt nht cho tôi hoàn thành đề tài. Nhng kiến thc bích mà các  
Thy Cô dạy, nó đƣợc áp dụng vào đề tài Đồ Án Tt Nghip rt nhiu, tnhng kiến  
thc nhnht cho ti nhng bài hc ln. Mt ln na tôi xin đƣợc gi lời cám ơn đến  
tt cThy Cô, nếu không có Thy Cô thì chc ginày tôi skhó có thể hoàn thành đề  
tài này.  
Tiếp theo tôi cũng xin cảm ơn ti các Anh, Chkhóa trên cùng các bn sinh viên  
đã tạo điều kiện giúp đỡ, tnhng tài liu liên quan tới đề tài cho ti nhng kinh  
nghim sng thc tế. Nhhmà tôi mi có thphát triển đƣc.  
Tôi cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bn lp 14141DT1A đã chia sẻ trao đổi  
kiến thức cũng nhƣ những kinh nghim quý báu trong thi gian thc hiện đề tài, và  
cũng là lớp hc có nhiu kí c nht thi sinh viên ca tôi.  
Cui cùng là gi li cảm ơn đến Cha, Mnếu không có hai đấng sinh thành thì  
ngày hôm nay cũng không có ai hin din ở đây để thc hin nhng vic mình mun,  
họ đã tạo mọi điều kiện để giúp con của mình hƣng ti một tƣơng lai tốt đẹp.  
Mt ln cui xin chân thành cảm ơn!  
Ngƣi thc hiện đề tài  
Lê Văn Thái  
MỤC LỤC  
Trang bìa.................................................................................................................... i  
Nhim vụ đồ án......................................................................................................... ii  
Lch trình ................................................................................................................iii  
Cam đoan ................................................................................................................ iv  
Li cảm ơn................................................................................................................ v  
Mc lc.................................................................................................................... vi  
Lit kê hình v......................................................................................................... ix  
Lit kê bng v......................................................................................................... xi  
Tóm tt ................................................................................................................... xii  
LIT KÊ HÌNH VẼ  
Hình  
Trang  
TÓM TT  
Hiện nay, nền Công nghiệp đang hƣớng tới Công nghiệp 4.0, là sự kết hợp các  
Công nghệ lại với nhau, làm mờ ranh giới giữa Vật lý, Kỹ thuật số và Sinh học. Từ đó,  
các thiết bị điện tử thông minh đang ngày càng xuất hiện phổ biến. Không những nó  
giúp ích cho cá nhân hay gia đình, mà còn ứng dụng cả trong Chính trị, Y tế, Giáo  
dục...Điển hình là trong lĩnh sản xuất, vấn đề phân loại sản phẩm trong sản xuất là  
không thể thiếu ở khâu đóng gói. Chính vì vậy, nhóm đã chọn đề tài “Ứng dụng  
camera 3D trong việc phân loại sản phẩm theo hình dạng và kích thƣớc”  
Đề tài “ng dng camera 3D trong vic phân loi sn phm theo hình dng và  
kích thướclà phân loi sn phm theo hình dng (hình tròn, hình vuông, hình chữ  
nht, hình tam giác) và kích thƣớc da trên ngôn ngPython với thƣ viện chính là  
OpenCV. Ở đây sử dụng các đặc điểm riêng bit ca tng hình dạng để đi nhận dng  
và sau đó phân loại tng sn phm. Kết quthc hin của đề tài đã nhận dạng đƣợc  
nhng sn phm có hình dng (hình tròn, hình vuông, hình chnht, hình tam giác)  
cùng vi vic biết đƣợc kích thƣớc ca tng sn phm.  
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN  
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN  
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ  
Cùng vi sphát trin ngày càng mnh mca khoa học kĩ thuật trong mt vài  
thp kgần đây, xử nh tuy là mt ngành khoa học còn tƣơng đối mi mso vi  
nhiu ngành khoa học khác nhƣng hiện nay đang là một trong những lĩnh vực phát  
trin rt nhanh và thu hút sự quan tâm đặc bit tcác nhà khoa học, thúc đẩy các  
trung tâm nghiên cu, ng dng về lĩnh vực hp dn này. Xảnh đóng vai trò  
quan trng trong nhiu ng dng thc tế vkhoa học kĩ thuật cũng nhƣ trong cuộc  
sống thƣờng ngày nhƣ: sản xut và kim tra chất lƣợng, sdi chuyn ca Robot,  
các phƣơng tiện đi lại ttr, công cụ hƣớng dẫn cho ngƣời mù, an ninh và giám sát,  
nhn dạng đối tƣợng, nhn dng mt, các ng dng trong y hc, sn xut, hiu  
chnh video.  
Camera 3D [1-2] hiện đang là loại camera có độ ứng dng cao trong khoa hc  
kthut vì camera này có khả năng ghi nhn chiều sâu đối tƣợng, tƣơng tự mt con  
ngƣời. Da trên các nghiên cứu trƣớc đây nhƣ “Phân loại sn phm dùng Kit  
Raspberry” [3] là một ng dng sdng các thut toán xnh [4] trên nn tng  
Python kết hp vi phn cng là Raspberry [5] để phân loi sn phm da trên hình  
dng. Đề tài “Ứng dng camera 3D trong vic phân loi sn phm theo hình dng và  
kích thƣớc” đƣơc lựa chn thc hin để có thphân loi theo hình dng sn phm và  
phân loại theo kích thƣớc sn phm da trên các thông tin tcamera 3D.  
1.2 MỤC TIÊU  
-
-
Tìm hiểu về camera 3D và ngôn ngữ lập trình python với thƣ viện OpenCV.  
Phân loại sản phẩm theo hình dạng và kích thƣớc.  
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  
Để tài “Ứng dng camera 3D trong vic phân loi sn phm theo hình dng và  
kích thƣớcCó nhng ni dung sau:  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
1
       
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN  
NI DUNG 1: Tìm hiểu phƣơng pháp nhận dng và phân loi sn phm theo  
hình dạng và kích thƣớc.  
NI DUNG 2: Tng quan vxnh.  
NI DUNG 3: Tìm hiu camera 3D và các module liên quan.  
NI DUNG 4: Viết chƣơng trình trên python.  
NI DUNG 5: Hoàn thành mô hình.  
NỘI DUNG 6: Đánh giá kết quthc hin  
1.4 GIỚI HẠN  
Với đề tài “Ứng dng camera 3D trong vic phân loi sn phm theo hình dng  
và kích thƣớc” thì các giới hn bao gm:  
-
Thiết kế mô hình sử dụng camera 3D để phân loại sản phẩm theo hình dạng,  
kích thƣớc.  
-
-
Sử dụng ngôn ngữ lập trình python.  
Mô hình hoạt động trong điều kiện lý tƣởng, đủ độ sáng.  
1.5 BỐ CỤC  
Chƣơng 1: Tổng quan  
Chƣơng này trình bày đặt vấn đề dn nhp lý do chọn đề tài, mc tiêu, nôi dung  
nghiên cu, các gii hn thông svà bcục đồ án.  
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết  
Chƣơng này sẽ trình bày cơ bản vxảnh, phƣơng pháp cơ bản để nhn dng  
và phân loi nh, tính kích thƣớc sn phm, gii thiệu cơ bản vcamera 3D và thƣ viện  
liên quan.  
Chƣơng 3: Thiết kế và tính toán  
Chƣơng này sẽ đi tìm hiểu kcác thut toán nhn dng sn phm theo hình  
dng, thuật toán tính kích thƣớc và thiết kế mô hình sn phm.  
Chƣơng 4: Thi công hthng  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
2
   
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN  
Ni dụng chƣơng này là quá trình thi công cùng vi vic chạy chƣơng trình về  
phân loi sn phm cũng nhƣ tính kích thƣớc sn phm.  
Chƣơng 4: Kết qunhận xét và đánh giá  
Ni dụng chƣơng này là tổng hp các kết quả đạt đƣợc sau khi thi công mô hình  
và kết quả đạt đƣợc khi phân loi sn phm.  
Chƣơng 5: Kết luận và hƣớng phát trin  
Kết qunhận đƣợc khi hoàn thiện đề tài, đƣa ra các hƣớng phát trin hoàn thin.  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
3
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYT  
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT  
2.1 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ CÁC THƢ VIỆN LIÊN QUAN  
2.1.1 Giới thiệu xử lý ảnh  
Xảnh không còn là đề tài quá mới, nó đƣợc áp dng ttrong các hoạt động  
thƣờng ngày cho đến vic nâng cao sn xuất. Nó giúp ích cho cá nhân hay gia đình, mà còn  
ng dng ctrong Chính tr, Y tế, Giáo dục…  
Xlý tín hiu là mt môn hc trong kthuật điện t, vin thông và trong toán hc.  
Liên quan đến nghiên cu và xlý tín hiu kthut svà analog, gii quyết các vấn đề về  
lƣu trữ, các thành phn blc, các hoạt động khác trên tín hiu. Các tín hiu này bao gm  
truyn dn tín hiu, âm thanh hoc ging nói, hình nh, và các tín hiệu khác…  
Trong số các phƣơng pháp xử lý tín hiu kể trên, lĩnh vực gii quyết vi các loi tín  
hiệu mà đầu vào là mt hình ảnh và đầu ra cũng là một hình nh, sn phẩm đầu ra đƣợc thc  
hin trong mt quá trình xử lý. Đó chính là quá trình xử nh. Nó có thể đƣợc chia thành  
xlý hình ảnh tƣơng tvà xlý hình nh kthut s.  
Để có 1 bc nh sta có quá trình thc hiện nhƣ sau: Chp nh tmt máy nh là  
mt quá trình vt lý. Ánh sáng mt tri sdụng nhƣ một nguồn năng lƣợng. Mt dãy cm  
biến đƣợc sdng cho vic thu li ca hình nh. Vì vy, khi ánh sáng mt trời rơi trên  
ngƣời đối tƣợng, sau đó số lƣợng ánh sáng phn xcủa đối tƣợng đƣợc cm nhn tcác  
cm biến, và mt tín hiệu điện áp liên tục đƣợc to ra bi số lƣợng dliu cm biến đó. Để  
to ra mt hình nh kthut s, chúng ta cn phi chuyển đổi dliu này thành mt dng kỹ  
thut số. Điều này liên quan đến vic ly mẫu và lƣợng thóa. Kết quca vic ly mu và  
lƣợng thóa sau mt quá trình xlý là mt hình nh kthut s.  
2.1.2 Những vấn đề trong xử lý ảnh  
Điểm ảnh  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
4
       
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYT  
Là đơn vị cơ bản nhất để to nên mt bc nh kthut s, địa chcủa điểm ảnh đƣợc  
xem nhƣ là một tọa độ (x,y) nào đó. Mt bc nh kthut s- có thể đƣợc to ra bng cách  
chp hoc bng một phƣơng pháp đồ ha nào khác - đƣợc to nên thàng ngàn hoc hàng  
triu pixel riêng l. Bc nh càng cha nhiu pixel thì càng chi tiết. Mt triu pixel thì  
tƣơng đƣơng với 1 megapixel.  
Ảnh số  
nh slà tp hp hu hạn các điểm nh vi mc xám phù hợp dùng để mô tả ảnh  
gn vi nh tht. Số điểm ảnh xác định độ phân gii ca nh. Ảnh có độ phân gii càng cao  
thì càng thhiện rõ nét các đặt điểm ca tm hình càng làm cho tm nh trnên thc và sc  
nét hơn. Mt hình nh là mt tín hiu hai chiều. Nó đƣợc xác định bi hàm toán hc f(x, y)  
trong đó x và y là hai ta độ theo chiu ngang và chiu dc. Các giá trca f(x, y) ti bt kỳ  
điểm nào là cung cp các giá trị điểm nh (pixel ) tại điểm đó ca mt hình nh.  
Phân loại ảnh  
Mc xám của điểm ảnh là cƣờng độ sáng, gán bng mt giá trtại điểm đó. Các mc  
nh xám thông thƣờng: 16, 32, 64, 128, 256. Mức đƣợc sdng thông dng nht là 256, tc  
dùng 1byte để biu din mc xám.  
nh nhphân: Là nh có 2 mc trắng và đen. Chỉ có 2 giá tr0 và 1 và chsdng 1  
bit dliệu trên 1 điểm nh.  
Ảnh đen trắng: Là nh có hai màu đen, trắng (không cha màu khác) vi mc xám ở  
các điểm nh có thkhác nhau.  
nh màu: Là nh kết hp của 3 màu cơ bản li với nhau để to ra mt thế gii màu  
sinh động. Ngƣời ta thƣờng dùng 3byte để mô tmc màu, tc là có khong 16,7 triu mc  
màu.  
Quan hệ giữa các điểm ảnh  
Lân cận điểm ảnh: đƣợc nói một cách hài hƣớc nhƣ là hàng xóm của các điểm nh.  
Có 2 loi lân cận cơ bản là lân cn 4 và lân cn 8.  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
5
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 83 trang yennguyen 30/03/2022 5300
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Ứng dụng camera 3D trong việc phân loại sản phẩm theo hình dạng và kích thước", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_ung_dung_camera_3d_trong_viec_phan_loai_san_pham_theo.pdf