BÁO cáo lập TRÌNH căn bản PROJECT hệ thống xử lý ảnh phân biệt sản phẩmbằng kíchthước

Đồ án thiết kế hệ thống với đề tài “Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước” được nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, đồng thời giúp cho học sinh, sinh viên thấy được mố

BÁO CÁO LẬP TRÌNH CĂN BẢN CHO BÀI THI GIỮA KÌ 1 NĂM HỌC

2022-2023

PROJECT: “ Hệ thống xử lý ảnh phân biệt sản phẩm bằng kích thước ”

GVHD: TS.Lê Minh Huy

Thành viên nhóm

1 Nguyễn Thị Hương - 21013343

2 Nguyễn Thị Duyên - 21013330

3 Nguyễn Thị Phương Anh - 21013355

Năm học 2022-2023

Họ và tên Nhiệm vụ

Nguyễn Thị Hương Chỉnh sủa video. Trình bày phần điều kiện phân loại sản phẩm theo

kích thước.

Vẽ sơ đồ hoạt động của hệ thống.

Nguyễn Thị Duyên Viết báo cáo. Trình bày phần cổng kết nối visa và một số điều

kiện.

Nguyễn Thị Phương

Anh

Tạo powerpoint.

Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống.

Xử lý ảnh.

MỤC LỤC

Phần 1: Lời nói đầu 4

Phần 2 : Giới thiệu 5

1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước 6

1.1 Sơ đồ hoạt động 6

1.2 Nguyên lí hoạt động 6

Phần 3 : Chi tiết dự án 8

I.Giới thiệu chung 8

II Giao diện của phần mềm 8

1 Hệ thống xử lí ảnh 9

1.1.Thu nhận ảnh 9

1.2 Xử lí ảnh 10

2 Điều kiện để phân loại kích thước sản phẩm 11

3 Cổng kết nối và một số điều kiện 12

3.1 Mở công kết nối Visa 12

3.2 Tạo mảng 13

Phần 4 : Kết luận 14

Phần 5 : Tài liệu tham khảo 15

PHẦN 1 LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu vật chất và tinh thần của con người ngày càng cao, vì thế bài toán về cung - cầu đang được các nhà sản xuất tìm cách giải quyết Tự động hóa trong dây chuyền sản xuất là một phương án tối ưu, nó đòi hỏi sự nhanh chóng, chính xác và giảm thiểu được nhân công lao động Quá trình sản xuất càng được tự động hóa nâng cao năng suất sản xuất giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghiệp.

Xét về các điều kiện cụ thể ở nước ta trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa sử dụng ngày càng nhiều thiết bị hiện đại để điều kiển tự động các quá trình sản xuất, gia công, chế biến sản phẩm, Điều này dẫn tới các việc hình thành các hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và loạt vừa trên cơ sở sử dụng các máy CNC và robot công nghiệp Trong đó một khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hàng hóa bán ra là hệ thống phân loại sản phẩm.

Đồ án thiết kế hệ thống với đề tài “Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước” được nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, đồng thời giúp cho học sinh, sinh viên thấy được mối liên hệ giữa kiến thức đã học ở trường với những ứng dụng bên ngoài thực tế Đề tài có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực như vận chuyển sản phẩm, đếm sản phẩm và phân loại sản phẩm Với hệ thống tự động hóa này, chúng ta có thể giảm thiểu được nhân công đi kèm với giảm chi phí sản xuất.

Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện không nhiều nên trong quá trình thực hiện sẽ không tránh khỏi sự thiếu sót Đề tài rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô.

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Minh Huy trên cương vị là giảng viên học phần Lập trình căn bản - điện tử, cũng như là giảng viên hướng dẫn đề

tài đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn, giảng giải tận tình về các vướng mắc trong quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN 2 GIỚI THIỆU

Ngày nay, việc tập trung hóa - tự động hóa công tác quản lý, giám sát và điều khiển các hệ thống tự động nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất, tránh rủi ro, tiết kiệm được chi phí.

Hệ thống phân loại sản phẩm được ứng dụng nhiều trong quá trình sản xuất

tự động hàng hóa với số lượng lớn, giúp phân loại nhanh những sản phẩm đạt yêucầu và những sản phẩm bị lỗi (phế phẩm) cũng như phân loại thành những nhóm có đặc điểm khác nhau phục vụ cho những công đoạn sản xuất sau này Trong các nhà máy sản xuất thực phẩm, nhà máy sản xuất gạch ốp lát cho ngành xây dựng hay sản xuất các chi tiết cơ khí, kinh kiện điện tử, dòng sản phẩm được tạo ra sau hàng loạt những quy trình công nghệ cần được kiểm tra để đảm bảo loại bỏ được những phế phẩm cùng với đó phân loại những sản phẩm đạt chất lượng thành những nhóm cùng loại khác nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lưu kho để phân phối ra thị trường hay phục vụ tốt hơn cho những công đoạn sản xuất tiếp theo Hỡn nữa, nó còn có thể tích hợp thêm được các chức năng dán nhãn, đếm và quản lý sản phẩm, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu quả hoạt động của dây chuyền sản xuất.

Từ những yêu cầu thực tế đó mà hệ thống tự động phân loại sản phẩm đã sớm được hình thành và phát triển, trở thành một khâu quan trọng trong một hệ thống sản xuất tự động, để thực hiện chứng năng kiểm tra, phân loại đảm bảo sự vận hành liên tục của dòng phôi liệu trong quá trình sản xuất tự động Đạt được mục tiêu nâng cao tính cạnh tranh sản phẩm, làm chủ giá thành và chất lượng

sản phẩm, tăng khả năng linh hoạt phát triển sản phẩm, thay đổi mẫu mã đáp ứng nhu cầu thị trường.

1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước

Trong thực tế sản xuất chúng ta dễ gặp phải những dây chuyền mà sản phẩm đầu ra có kích thước khác nhau, cụ thể ở đây là đường kính sản phẩm Để tối giảm chi phí lao động và tránh cho công nhân những công việc nhàm chán, giảm tỷ lệ sai sót trong dây chuyền, hệ thống phân loại sản phẩm tự động theo kích thước được ra đời.

Hệ thống hoạt động trên nguyên lý dùng bộ xử lý ảnh để xác định đường kính của sản phẩm Sau đó dùng cơ cấu chấp hành để phân loại sản phẩm có kích thước khác nhau Cơ cấu chấp hành có thể là xylanh đẩy, cần gạt được dẫn động

từ động cơ,.

1.1 Sơ đồ hoạt động

Hình 1: Sơ đồ hoạt động

1.2 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống phân loại sản phẩm này hoạt động trên nguyên lý dùng cảm biến Laser sensor là cảm biến khoảng cách để nhận biết sản phẩm đến gửi tín hiệu đến webcam Webcam sẽ chụp ảnh đo đường kính của vật rồi gửi về lập trình Labview trên laptop để xử lý ảnh Kết quả sau khi đo được kích thước của sản

phẩm sẽ được gửi đến Arduino truyền tín hiệu đến cần gạt để phân loại từng sản phẩm.

Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn máy hoạt động được cần những chuyển động cần thiết: chuyển động tịnh tiến để đưa sản phẩm vào để phân loại, ta dùng băng chuyền để tạo ra chuyển động này Để truyền chuyển động quay cho trục của băng chuyền ta dùng động cơ điện một chiều Ngoài chuyển động đưa sản phẩm vào của băng chuyền máy còn chuyển động cần thiết nữa đó là hai chuyển động tịnh tiến để đẩy sản phẩm theo kích thước của cần gạt Chuyển động của cần gạt được điều khiển bởi hệ thống Arduino.

PHẦN 3 CHI TIẾT DỰ ÁN

I Giới thiệu chung Một số liên kết của dự án

Để hiểu hơn về dự án của chúng em thì chúng ta cùng xem một số phần trình bày chi tiết

Bản thuyết trình

https://youtu.be/q6M0vLcJETA

Bản Presentation

https://docs.google.com/presentation/d/1JjuzH9zpM1WLjPqU5XWhmvvuHI5 Hk_xM/edit?usp=sharing&ouid=114831761335127622367&rtpof=true&sd=tru e

Chương trình VI

https://drive.google.com/file/d/14pgHFe6JB2w1oYGhn0AlyB_Z1Hj0wMhB/vi ew?usp=sharing

II Giao diện phần mềm

Hình 2 : Sơ đồ khối chính

1 Xử lý ảnh thông qua camera kết nối với điện thoại Tiếp theo, hình ảnh sẽ được đưa vào xử lý phân tích kích thước để đo đường kính theo đơn vị mm

2 Điều kiện phân loại sản phẩm dựa trên kích thước được đo bằng đường kính

từ 1

3 Cổng Visa đưa kết quả vào Arduino và một số điều kiện khác

1 Hệ thống xử lí ảnh

Hình 3 : Hệ thống xử lý và phân tích ảnh Labview

1.1 Thu nhận ảnh

Dùng khối NI Vision Acquisition Express nằm trong thư viện Vision/Vision Express toolbox Đây là cách đơn giản để thiết lập các tham số đặc tính cho hình ảnh khi thu thập.

Hình 4 : VI dùng để thu thập ảnh

Đầu tiên ta thu nhận ảnh từ camera, sau đó cần một Image out để hiển thị lên Front Panel trong Labview

1.2 Xử lí ảnh

Dùng khối Vision Assistant để nhận ảnh từ Image out , sau đó ảnh được đưa vào giao diện của Assistant xử lí các bước để đo kích thước sản phẩm Các bước minh họa quá trình xử lí thu:

Hình 5 : Chức năng của các khối xử lí ảnh

Hình 6: Sản phẩm đã qua xử lí của Vision Assistant

2 Điều kiện để phân loại kích thước sản phẩm

Hình 7: Dùng Case Structure phân loại kích thước theo điều kiện

Đường kính thu được từ phần xử lí ảnh sẽ chạy vào case structure với điều kiện:

* Đường kính <= 30mm thì suy ra là vật nhỏ (Small) , nếu True thì thu được kết quả là Small, nếu False thì nó sẽ kiểm tra điều kiện tiếp theo.

Hình 8 :

* 30mm < Đường kính <= 40mm thì suy ra vật trung bình (Stardad),nếu True thì thu được kết quả là Stardad, nếu False thì vật có Đường kính là > 40mm sẽ suy ra là vật lớn (Large) – thu được kết quả là Large.

3 Cổng kết nối và một số điều kiện

Hình 9 :

3.1 Mở cổng kết nối Visa

Hình 10: Mô hình khối giao tiếp Visa của Labview

Visa Write có chức năng dùng để gửi các lệnh cài đặt tới thiết bị , thông số

sẽ được cung cấp cho vùng nhớ ghi dữ liệu (write buffer) Visa Read sẽ được dùng để thu thập dữ liệu từ thiết bị

các thông số quan trọng như dữ liệu (byte count), kích thước dữ liệu (data size) lấy từ bộ nhớ của thiết bị đo.

Các chức năng Visa Write và Visa Read được dùng để lập trình điều khiển và thu thập dữ liệu từ thiết bị đo Trước tiên Visa Write sẽ gửi lệnh *IDN? Dữ liệu

đo sẽ được gửi tới bộ nhớ đệm, sau đó chức năng Visa Read sẽ đọc dữ liệu từ bộ nhớ đệm và gửi tới Visa Close.

Visa Close là một chức năng được dùng khi thiết lập các kết nối mà các thông

số được nhập vào thông qua Visa resource name Từ Visa resourse name ta mở hai cổng COM ảo để kết nối thiết bị ngoại vi Arduino.

Hình 11: Giao tiếp với các thiết bị đo

3.2 Tạo mảng

Hình 12 : Điều kiện tối đa và file thống kê loại sản phẩm

Tạo 100 sản phẩm từ sản phẩm vị trí thứ 0, nếu có xuất hiện sản phẩm thứ 101 thì (thuật toán xóa 1 phần tử) sẽ xóa sản phẩm đầu tiên đi ( sản phẩm tại vị trí thứ 0) Sau đó kết quả sẽ tạo thành Array> lưu vào mảng

-> chạy Shift Register Shift Register sẽ nhớ trong file có bao nhiêu phần tử

File Write được lưu dùng để thống kê kích thước sản phẩm trong 100 sản phẩm

đã cho

PHẦN 4: KẾT LUẬN

Sau hơn 5 tuần thực hiện đề tài với nhiều sự cố gắng và nỗ lực của nhóm cùng với sự tận tình hướng dẫn của thầy Lê Minh Huy, đồ án đã hoàn thành đúng thời gian quy định theo yêu cầu đặt ra là nhận biết phân loại sản phẩm theo kích thước Các nội dung mà nhóm đã thực hiện được đó là thiết kế phần mềm được một mô hình phân loại sản phẩm theo kích thước, dựa theo thông số đầu vào là cảm biến nhận biết kích thước (đường kính) Tuy nhiên nhóm vẫn chưa thể tạo ra một hệ thống chính xác hoàn toàn do phần tính toán thiết kế có nhiều sai sót Nhìn chung, đề tài chỉ mới hoàn thành ở mức khá Trong quá trình làm đồ án nhóm em đã rút ra được kinh nghiệm để tạo ra một sản phẩm hoàn thiện như: Đầu tư thời gian, linh kiện trên thị trường, hiểu biết về các linh kiện

và thiết kế board mạch,