LRC Digital repo
DSpace preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://dspace.ctu.edu.vn/jspui/handle/123456789/86916Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Nguyễn, Chánh Nghiệm | - |
| dc.contributor.advisor | Nguyễn, Phước Lộc | - |
| dc.contributor.author | Đàm, Chí Linh | - |
| dc.contributor.author | Nguyễn, Xuân Thịnh | - |
| dc.date.accessioned | 2023-05-22T09:12:55Z | - |
| dc.date.available | 2023-05-22T09:12:55Z | - |
| dc.date.issued | 2022-12 | - |
| dc.identifier.uri | https://dspace.ctu.edu.vn/jspui/handle/123456789/86916 | - |
| dc.description.abstract | Xoài là loại trái cây nhiệt đới có hàm lượng dinh dưỡng cao, có vị ngọt thanh và tỏa hương thơm dễ chịu khi chín. Do thơm ngon và giàu dinh dưỡng nên xoài cũng là một trong những loại trái cây có giá trị xuất khẩu cao. Việt Nam là một trong những quốc gia xuất khẩu xoài lớn nhất thế giới với giống xoài chủ lực là xoài cát Hòa Lộc. Để có thể đáp ứng được các điều kiện kiểm định nghiêm ngặt trong quá trình xuất khẩu xoài, các điểm thu hoạch xoài phải trải qua quá trình phân hạng dựa trên khối lượng và tỉ lệ khiếm khuyết trên tổng diện tích bề mặt của từng quả. Tuy nhiên, hiện nay công đoạn kiểm định các vết khiếm khuyết vẫn được làm một cách thủ công, cảm tính, thiếu chính xác trong quá trình phân hạng. Vì thế, nhóm luận văn đã kế thừa và phát triển đề tài “Thiết kế hệ thống xác định khiếm khuyết trên bề mặt quả xoài”[19], do anh Trần Võ Gia Khang và anh Phạm Thành Ngoan thực hiện, nhằm tối ưu hóa hệ thống cơ khí cũng như các giải thuật phần mềm, góp phần tăng độ tin cậy cho qui trình phân loại xoài dựa trên khiếm khuyết bề mặt. Sau cùng, nhóm đã đạt được kết quả rất khả quan, độ chính xác trong khâu xác định 4 mặt xoài là 98,43 %, xác định và khoanh vùng các vết khiếm khuyết với độ chính xác cao, sai lệnh trong khâu xác định diện tích thực của các vết khiếm khiếm khuyết được giảm xuống còn xấp xỉ 6,4%. | vi_VN |
| dc.description.tableofcontents | MỤC LỤC Lời cảm tạ i Tóm tắt ii Abstract iii Lời cam đoan iv Danh mục bảng xi Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1 1.1 Giới thiệu về việc kiểm định chất lượng xoài Hòa Lộc tại Việt Nam 1 1.2 Đặt vấn đề 2 1.3 Mục tiêu đề tài 2 1.4 Phạm vi và giới hạn đề tài 3 1.5 Nội dung chính cần thực hiện 3 1.6 Ý nghĩa thực tiễn 5 1.7 Cấu trúc bài báo cáo 5 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 2.1 Tổng quan về hệ thống phân loại xoài. 6 2.2 Tổng quan về hệ thống dẫn động băng tải 7 2.2.1 Động cơ điện DC DS400 7 2.2.2 Xi lanh điện hành trình 100mm 8 2.2.3 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK 9 2.3 Tổng quan về buồng chụp 10 2.3.1 Động cơ bước size 57 10 2.3.2 Camera và Lens [7], [8] 11 2.3.3 Mạch điều khiển Arduino Nano 12 2.3.4 Driver Step Motor A4988 14 2.3.5 Barlight và bộ nguồn [10], [11] 14 2.4 Phần mềm Solidworks [14] 16 2.5 Ngôn ngữ lập trình Python [15] 16 2.6 Phần mềm VS Code [16] 17 2.7 Phần mềm Basler – Pylon viewer [17] 17 Chương 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH 19 3.1 Mô hình tổng quát 19 3.2 Thiết kế module cấp xoài 19 3.2.1 Thiết kế khung nâng băng tải 20 3.2.2 Thiết kế khung nâng băng tải 21 3.2.3 Thiết kế khung cơ cấu nâng 22 3.2.4 Thiết kế máng nâng 22 3.3 Thiết kế buồng chụp 23 3.3.1 Thiết kế khung nâng cơ cấu xoay 23 3.3.2 Thiết kế cơ cấu xoay 24 a) Thiết kế khung xoay 25 b) Thiết kế Rulo chủ động 25 3.3.3 Thiết kế khung buồn chụp 27 3.3.4 Bố trí các thiết bị cho buồng chụp 27 3.3.5 Thiết kế áo buồng chụp 29 3.4 Tổng quan về mạch điện của hệ thống 29 3.4.1 Sơ đồ đấu dây của cơ cấu nâng 29 3.4.2 Sơ đồ đấu dây hệ thống kiểm định xoài 30 3.5 Thiết kế phần mềm 31 3.5.1 Thu thập diện tích bề mặt xoài 32 3.5.2 Xác định 4 mặt xoài 36 3.5.3 Phát hiện khiếm khuyết bề mặt 38 3.5.4 Tính toán diện tích khiếm khuyết 41 Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 49 4.1 Kết quả phần cơ khí 49 4.2 Kết quả phần điện tử 52 4.3 Kết quả phần mềm 53 4.3.1 Xác định 4 mặt xoài 53 4.3.2 Phát hiện khiếm khuyết bề mặt xoài 54 4.3.3 Độ tin cậy diện tích khiếm khuyết 55 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 5.1 Ưu điểm 60 5.1.1 Phần cứng 60 5.1.2 Phần mềm 60 5.2 Nhược điểm 60 5.2.1 Phần cứng 60 5.2.2 Phần mềm 60 5.3 Hướng phát triển 60 Tài liệu tham khảo 61 Phụ lục A: QUY TRÌNH TÌM HỆ SỐ DIỆN TÍCH 64 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Xoài cát Hòa Lộc. 1 Hình 1. 2 Mật độ xuất hiện vết bệnh trên các mặt xoài. 2 Hình 2.1 Tổng quan về mô hình phân loại xoài 6 Hình 2.2 Động cơ điện DC 400. 7 Hình 2.3 Cấu tạo xi lanh điện. 8 Hình 2.4 Cảm biến hồng ngoại. 9 Hình 2.5 Sơ đồ chân của E18-D80NK. 10 Hình 2.6 Motor bước Neymar Size 57. 10 Hình 2.7 Camera và lens: a) Camera basler acA1600 60gc, b) Lens M0814- MP2 F1.4 f8mm 2/3. 11 Hình 2.8 Các cổng kết nối Camera Basler acA1600 60gc. 12 Hình 2.9 Mạch điều khiển Arduino Nano. 13 Hình 2.10 Sơ đồ chân mạch Arduino Nano V3.0. 13 Hình 2.11 Driver Step Motor A4988. 14 Hình 2.12 Các thành phần của một bar light. 15 Hình 2.13 Bộ nguồn cho bar light. 15 Hình 2.14 Sơ đồ kết nối bộ nguồn và các bar light. 16 Hình 3.1 Tổng quan về thiết kế của mô hình. 19 Hình 3.2 Băng tải cấp xoài. 20 Hình 3.3 Khung nâng bang tải. 21 Hình 3.4 Cơ cấu cấp xoài. 21 Hình 3.5 Khung cơ cấu nâng. 22 Hình 3.6 Máng nâng. 22 Hình 3.7 Tổng quan thiết kế buồng chụp. 23 Hình 3.8 Khung sườn cơ cấu xoay. 24 Hình 3.9 Cơ cấu xoay. 24 Hình 3.10 Khung cơ cấu xoay. 25 Hình 3.11 Rulo chủ động của cơ cấu xoay. 25 Hình 3.12 Hình vẽ mô tả xoài đặt trên rulo và con lăn. 26 Hình 3.13 Thiết kế khung buồng chụp. 27 Hình 3.14 Bố trí các thiết bị trong buồng chụp. 28 Hình 3.15 Thiết kế bas camera. 28 Hình 3.16 Thiết kế áo buồng chụp. 29 Hình 3.17 Sơ đồ đấu dây của khâu cấp xoài. 29 Hình 3.18 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống xoay. 30 Hình 3.19 Sơ đồ mạch điện buồng chụp. 30 Hình 3.20 Lưu đồ chương trình chính tổng quát. 31 Hình 3.21 Lưu đồ giải thuật xác định diện tích bề mặt xoài. 32 Hình 3.22 Kết quả xử lý ảnh qua từng bước của qui trình xác định diện tích khiếm khuyết bề mặt xoài: (a) Khung hình gốc, (b) Khung hình Gray, (c) Khung hình đã được lấy ngưỡng, (d) Khung hình ngưỡng được thu nhỏ 1:8, (e) Xác định vùng quan tâm, (f) Kết quả tách vùng quan tâm ra khỏi khung hình gốc. 33 Hình 3.23 Kết quả xử lý ảnh qua từng bước của qui trình tách xoài ra khỏi nền: (a) Ảnh gốc, (b) Ảnh sau khi khử nhiễu bằng Gaussian Blur, (c) Ảnh sau khi được chuyển sang hệ màu LAB, (d) Ảnh lấy ngưỡng từ bộ lọc LAB, (e) Mặt nạ tách xoài ra khỏi nền, (f) Ảnh xoài được tách ra khỏi nền. 35 Hình 3.24 Mô tả hoạt động của thuật toán nhận biết xoài trong vùng làm việc: Xoài không nằm trong vùng làm việc, (b) Xoài nằm trong vùng làm việc. 36 Hình 3.25 Biểu đồ thể hiện dữ liệu diện tích thô và trung bình động. 37 Hình 3.26 Biểu độ diện tích bề mặt xoài với các điểm cự trị. 37 Hình 3.27 Kết quả xác định 4 mặt của quả xoài. 38 Hình 3. 28 So sánh phương pháp lấy ảnh Gray: (a) Ảnh gốc, (b) Ảnh Gray được lấy từ phương pháp trích kênh màu xanh lá, (c) Ảnh Gray được lấy bằng phương pháp chuyển đổi hệ màu thông thường. 39 Hình 3.29 Kết quả áp dụng thuật toán CLAHE [12]. 39 Hình 3.30 Kết quả lấy ngưỡng bằng phương pháp lấy ngưỡng Otsu [13]. 40 Hình 3.31 Kết quả xác định khiếm khuyết bề mặt xoài. 40 Hình 3.32 Sự khác nhau về khoảng cách giữa các điểm trên bề mặt xoài đến máy ảnh. 41 Hình 3.33 Mô tả sự tương quan giữa khoảng cách từ vật thể đến máy ảnh và kích thước của điểm ảnh trên vật thể đó: (a) Vật thể đặt xa máy ảnh, (b) Vật thể đặt gần máy ảnh. 42 Hình 3.34 Minh họa kêt quả cắt lát bề mặt xoài. 42 Hình 3.35 Lưu đồ giải thuật tổng quát của thuật toán “cắt lát” bề mặt xoài. 43 Hình 3. 36 Kết quả mô tả thuật toán “cắt lát” bề mặt xoài qua từng bước. 45 Hình 3.37 Kết quả thực tế của khâu “cắt lát” bề mặt xoài: (a) Ảnh mặt xoài, (b) Ảnh mặt xoài được cắt thành 10 lát cắt. 45 Hình 3.38 Trích vết khiếm khuyết từ bề mặt xoài. 46 Hình 3.39 Các vết khiếm khuyết sau khi được “cắt lát”. 46 Hình 3.40 Kết quả tính diện tích khiếm khuyết bề mặt xoài. 48 Hình 4.1 Mô hình tổng quát của hệ thống: (a) Bên ngoài hệ thống, (b) Bên trong hệ thống. 49 Hình 4.2 Mô hình băng tải cấp xoài. 50 Hình 4.3 Mô hình thực tế sau khi gắn camera. 51 Hình 4.4 Hệ thống ánh sáng. 51 Hình 4.5 Vùng làm việc của buồng chụp. 52 Hình 4.6 Mạch điều khiển buồng chụp. 52 Hình 4.7 Bảng điều khiển module cấp xoài. 53 Hình 4.8 Trường hợp xác định đúng 4 mặt xoài. 54 Hình 4.9 Trường hợp xác định sai 4 mặt xoài. 54 Hình 4.10 Trường hợp xác định đúng khiếm khuyết bề mặt xoài. 55 Hình 4.11 Kết quả phát hiện khiếm khuyết của thuật toán cũ [19]. 55 Hình 4.12 Ô vuông decal đen nhám dung là khiếm khuyết giả định. 56 Hình 4.13 Xoài đã được dán các ô khiếm khuyết giả định. 56 Hình 4.14 Kết quả xác định diện tích khiếm khuyết giả định của hệ thống cũ [19]. 57 Hình 4.15 Kết quả xác định diện tích khiếm khuyết giả định của hệ thống mới. 57 Hình 4.16 Kết quả xác định diện tích các vết khiếm khuyết giả định của đề tài “Thiết kế hệ thống xác định diện tích khiếm khuyết bề mặt quả xoài”[19]. 59 DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Bảng kết quả diện tích khiếm khuyết giả định (Hệ thống mới) 58 Bảng 4.2 Bảng kết quả diện tích khiếm khuyết giả định (Hệ thống cũ [19]) 58 Bảng A.1 Bảng hệ số diện tích điểm ảnh theo độ cao (Hệ thống mới) 66 Bảng A.2 Bảng hệ số diện tích điểm ảnh theo độ cao (Hệ thống cũ [19]) 67 | vi_VN |
| dc.language.iso | vi | vi_VN |
| dc.publisher | Trường Đại Học Cần Thơ | vi_VN |
| dc.subject | Kỹ thuật điều khiển & tự động hóa | vi_VN |
| dc.title | PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI XOÀI DỰA VÀO ĐẶC TRƯNG BÊN NGOÀI | vi_VN |
| dc.type | Thesis | vi_VN |
| Appears in Collections: | Trường Bách khoa | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| _file_ Restricted Access | 2.76 MB | Adobe PDF | ||
| Your IP: 18.119.235.79 |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.