Nghiên cứu, xây dựng xe robot điều khiển bằng cử chỉ cơ thể

Abstract

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..................................................................................................................13 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................................13 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI....................................................................................................................14 1.3. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI...................................................................................................................14 1.4. GIỚI HẠN...................................................................................................................................14 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1............................................................................................................15 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.......................................................................................................16 2.1. SƠ LƯỢC VỀ THỊ GIÁC MÁY TÍNH VÀ XỬ LÝ ẢNH........................................................ 16 2.1.1. Giới thiệu về thị giác máy tính và xử lý ảnh........................................................................ 16 2.1.2. Những vấn đề xử lý ảnh........................................................................................................17 2.1.3. Hệ màu RGB.........................................................................................................................21 2.1.4. Ngôn ngữ Python và thư viện OpenCV................................................................................ 23 2.2. PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG................................................................................................24 2.2.1 .Mediapipe.............................................................................................................................24 2.2.1.1 Medipipe là gì ?..............................................................................................................24 2.2.1.2 Lịch sử tóm tắt của mediapipe....................................................................................... 25 2.2.1.3 Ứng dụng của Mediapipe...............................................................................................25 2.2.2. Nhận dạng cử động khuôn mặt............................................................................................ 26 2.2.2.1 Face landmarks..............................................................................................................26 2.2.2.2 Phát hiện cử động mặt bằng Facemesh......................................................................... 27 2.2.2.3 Ứng dụng của Facemesh................................................................................................28 2.2.2.4 Các bước nhận dạng cử động khuôn mặt.......................................................................29 2.2.3. Nhận dạng cử chỉ bàn tay.................................................................................................... 33 2.2.3.1. Cơ sở nhận dạng cử chỉ bàn tay....................................................................................33 2.2.3.2 Các bước nhận dạng...................................................................................................... 35 2.3. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG..................................................................35 2.3.1. Giới thiệu về Arduino Nano................................................................................................. 36 2.3.2. Giới thiệu mạch công suất L298N........................................................................................37 2.3.3. Động cơ DC..........................................................................................................................39 2.3.4. Cảm biến siêu âm HC-SR04.................................................................................................40 2.3.5. Module bluetooth HC-05......................................................................................................41ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MỤC LỤC NGUYỄN TIẾN BINH- D20DTMT01 3 4 2.3.6. Module LEDMAX 7219........................................................................................................43 2.4. CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN...................................................................................................44 2.4.1. Giao thức UART...................................................................................................................44 2.4.1.1 Nguyên lí hoạt động....................................................................................................... 44 2.4.1.2 Ưu và nhược điểm .......................................................................................................... 46 2.4.2. Bluetooth.............................................................................................................................. 46 2.4.2.1 Sơ lược quá trình phát triển........................................................................................... 46 2.4.2.2 Các chuẩn kết nối bluetooth...........................................................................................47 2.4.2.3 Các tính năng của bluetooth.......................................................................................... 48 2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2............................................................................................................48 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ..................................................................... 49 3.1. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG ...........................................................................................................49 3.1.1. Mục tiêu thiết kế................................................................................................................... 49 3.2.2. Thiết kế mô hình hệ thống.................................................................................................... 49 3.2.3. Lưu đồ thuật toán điều khiển xe........................................................................................... 53 3.3.4. Sơ đồ kết nối.........................................................................................................................55 3.2. THIẾT KẾ PHẦN MỀM.............................................................................................................56 3.2.1. Xây dựng thuật toán............................................................................................................. 56 3.2.2. Lưu đồ thuật toán nhận dạng cử chỉ cơ thể..........................................................................59 3.3. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ SẢN PHẨM THỰC TẾ................................................................ 61 3.3.1. Kết quả thực nghiệm............................................................................................................ 61 3.3.2. Sản phẩm thực tế.................................................................................................................. 62 3.3.3. Kết quả điều khiển xe bằng cử chỉ....................................................................................... 63 3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3