BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
NGUYỄN QUỐC
18071481
TƯỞNG TRẦN HẢI LONG
18050251
NHẬN DẠNG VÀ PHÂN BIỆT CỎ DẠI VỚI HOA
MÀU, SỬ DỤNG CÁNH TAY ROBOT ĐỂ PHUN
THUỐC TRỪ SÂU.
Chuyên ngành: Hệ thống thông minh
Mã chuyên ngành: 7510302
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022.
2
THÔNG TIN CHUNG
Họ và tên sinhviên : Nguyễn Quốc ........................... MSHV:18071481 .....................
Lớp : DHDTTM14A .......................... Khóa: 2018 - 2022 ....................
Chuyên ngành :Hệ thống thông minh ................ Mã chuyên ngành:7510302 ......
SĐT :0383617824……Email: quocnguyen101100@gmail.com .........
Họ và tên sinhviên : Tưởng Trần Hải Long .............. MSHV:18050251 .....................
Lớp : DHDTTM14A .......................... Khóa: 2018 - 2022 ....................
Chuyên ngành :Hệ thống thông minh ................ Mã chuyên ngành:7510302 ......
SĐT :0336261384……Email: tuongtranhailong2804@gmail.com ......
Địa chỉ liên hệ : 230/12 Phan Huy Ích, Gò Vấp, Tp.HCM ...................................
Tên đề tài : Nhận dạng và phân biệt cỏ dại với hoa màu. Sử dụng cánh tay
Robot để phun thuốc trừ sâu.
Người hướng dẫn : ThS. Phan Vinh Hiếu ...................................................................
SĐT : 0983053941 ..................................................................................
Email : hieuphanvinh@gmail.com ...........................................................
Cơ quan công tác : Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh. .............
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 6 năm 2022.
Người hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Sinh viên
(Ký và ghi rõ họ tên)
3
MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 3
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................... 7
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................... 10
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................ 11
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 12
LỜI CÁM ƠN .................................................................................................................... 13
Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ................................................................................... 14
1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................................ 14
1.2 Mục tiêu ................................................................................................................... 14
1.3 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 15
1.4 Hạn chế .................................................................................................................... 15
1.5 Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................... 15
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................................... 16
2.1 Tổng quan về XLA .................................................................................................. 16
2.2 Môi trường Pycharm IDE ........................................................................................ 16
2.3 Ngôn ngữ Python ..................................................................................................... 17
2.4 Thư viện OpenCV ................................................................................................... 17
2.5 Mạng MobileNet...................................................................................................... 18
2.5.1 Mạng nơron tích chập - CNN ........................................................................... 18
2.5.1.1 Conv layer .............................................................................................. 19
2.5.1.2 ReLU layer ............................................................................................. 19
2.5.1.3 Pooling layer ........................................................................................... 20
2.5.1.4 FC layer .................................................................................................. 21
2.5.2 Cấu trúc MobileNet .......................................................................................... 21
2.5.2.1 Xét độ phức tạp của một phép tích chập ảnh: ........................................ 22
2.5.2.2 Xét từ khía cạnh độ phức tạp tính toán của một DSC ............................ 22
2.5.3 Kiến trúc MobileNetV2 .................................................................................... 23
4
2.6 Môi trường Arduino IDE: ........................................................................................ 25
2.7 Arduino Nano Atemega328P-AU ........................................................................... 26
2.7.1 Thông tin của mạch .......................................................................................... 26
2.7.2 Tính năng .......................................................................................................... 27
2.7.3 Cấu hình ............................................................................................................ 27
2.8 Vi điều khiển ATmega328P-AU ............................................................................. 28
2.8.1 Đặc tính kỹ thuật .............................................................................................. 28
2.8.2 Công dụng: ....................................................................................................... 29
2.9 Cánh tay Robot ........................................................................................................ 29
2.9.1 Tổng quan ......................................................................................................... 29
2.9.2 Phân loại ........................................................................................................... 30
2.9.2.1 Phân loại theo ứng dụng ............................................................................ 30
2.9.2.2 Phân loại theo chuyển động ....................................................................... 31
2.9.2.3 Phân loại theo truyền động ........................................................................ 31
2.9.2.4 Phân loại theo điều khiển .......................................................................... 31
2.9.2.5 Một số kiểu phân loại khác ........................................................................ 32
2.9.3 Các thành phần cấu thành nên robot................................................................. 32
2.9.3.1 Cánh tay robot ........................................................................................ 33
2.9.3.2 Nguồn động lực ...................................................................................... 34
2.9.3.3 Cảm biến ................................................................................................. 34
2.9.3.4 Bộ điều khiển. ......................................................................................... 34
2.9.3.5 Chương trình. .......................................................................................... 35
2.9.4 Khái niệm bậc tự do - DOF .............................................................................. 35
2.9.5 Hệ tọa độ trong tay máy ................................................................................... 37
2.9.6 Robot SCARA .................................................................................................. 38
2.10 Broad arduino CNC shield V4 .............................................................................. 40
2.10.1 Tổng quát ........................................................................................................ 40
2.10.2 Cấu hình Arduino CNC shield V4 ................................................................. 41
2.10.3 Ứng dụng ........................................................................................................ 42
5
2.11 Động cơ bước – Motor step ................................................................................... 42
2.11.1 Tổng quan: ...................................................................................................... 42
2.11.2 Động cơ bước KV24 ...................................................................................... 44
2.12 Module Driver A4988 ........................................................................................... 45
2.12.1 Giới thiệu ........................................................................................................ 45
2.12.2 Thông tin Driver A4988 ................................................................................. 46
2.13 Webcam PC HD .................................................................................................... 46
2.13.1 Thông tin của Webcam PC HD sắc nét-Có Mic ............................................ 46
2.13.2 Cấu hình Webcam PC HD sắc nét-Có Mic .................................................... 47
Chương 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ..................................................... 48
3.1 Giới thiệu ................................................................................................................. 48
3.2 Tính toán và thiết kế hệ thống ................................................................................. 48
3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ............................................................................ 48
3.2.2 Khối xử lý ......................................................................................................... 49
3.2.3 Khối động cơ .................................................................................................... 50
3.2.4 Khối camera ...................................................................................................... 52
3.2.5 Khối nguồn ....................................................................................................... 53
3.2.6 Thiết kế và tính toán cho cánh tay Robot Scara. .............................................. 53
Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG ................................................................................. 64
4.1 Chuẩn bị phần cứng: ................................................................................................ 64
4.2 Chuẩn bị dữ liệu Datashet để làm Model: ............................................................... 64
4.3 Lắp ráp và kiểm tra .................................................................................................. 69
4.3.1 Chi tiết lắp ráp Robot ....................................................................................... 70
4.3.2 Kit Arduino và Module Driver A4988 lên đế ra chân Arduino CNC V3. ....... 70
4.3.3 Camera. ............................................................................................................. 70
4.3.4 Module điều khiển. ........................................................................................... 71
4.4 Lập trình hệ thống.................................................................................................... 71
Chương 5: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT QUẢ ............................................................................ 76
5.1 Kết quả đạt được khá tốt:......................................................................................... 76