Thiết kế và xây dựng hệ thống đếm bao tự động với kích thước bao khác nhau dùng công nghệ xử lý ảnh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.98 MB, 108 trang )
I H C QU C GIA TP. H CHÍ MINH
TR
NG
I H C BÁCH KHOA
----------------------
NGUY N V N TÚ
THI T K VÀ XÂY D NG H TH NG
M BAO T
NG V I KÍCH TH
C BAO KHÁC NHAU
DÙNG CƠNG NGH X
LÝ NH
DESIGN OF BAG COUNTER DIFFERENT SIZE BY IMAGE
PROCESSING METHOD
Chuyên ngành: K thu t C
Mã s : 8520114
i nt
LU N V N TH C S
TP. H CHÍ MINH, tháng 01 n m 2022
CƠNG TRÌNH
TR
Cán b h
NG
C HỒN THÀNH T I
I H C BÁCH KHOA – HQG – HCM
ng d n khoa h c: Ti n s Lê Thanh H i …………………………
Cán b ch m nh n xét 1: PGS. TS. Nguy n Thanh Ph
ng ………………...
Cán b ch m nh n xét 2: PGS. TS. Lê M Hà ………………………………
Lu n v n th c s đ c b o v t i Tr
ngày 15 tháng 01 n m 2022.
ng
i h c Bách Khoa,
HQG Tp. HCM
Thành ph n H i đ ng đánh giá lu n v n th c s g m:
1. Ch t ch: PGS. TS. Nguy n Duy Anh
2. Th ký: Ti n s
oàn Th Th o
3. Ph n bi n 1: PGS. TS. Nguy n Thanh Ph
ng
4. Ph n bi n 2: PGS. TS. Lê M Hà
5. y viên: Ti n s Phùng Trí Cơng
Xác nh n c a Ch t ch H i đ ng đánh giá lu n v n và Tr
chuyên ngành sau khi lu n v n th c s đ
CH T CH H I
NG
PGS. TS. Nguy n Duy Anh
ng Khoa qu n lý
c s a ch a (n u có).
TR
NG KHOA C
KHÍ
C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
I H C QU C GIA TP.HCM
TR
NG
I H C BÁCH KHOA
c l p - T do - H nh phúc
NHI M V LU N V N TH C S
H tên h c viên: NGUY N V N TÚ
MSHV: 1870244
Ngày, tháng, n m sinh: 24/08/1989
N i sinh: H i D
Chuyên ngành: K thu t c đi n t
Mã s : 8520114
I.
TÊN
ng
TÀI:
Thi t k và xây d ng h th ng đ m bao t đ ng v i kích th
c khác nhau dùng
công ngh x lý nh
Design of bag counter different size by image processing method
II.
NHI M V VÀ N I DUNG:
1. Tìm hi u các đi m có th c i ti n trong h th ng đ m bao xu t hàng t i Nhà máy
m Cà Mau.
2. Nghiên c u l a ch n l a các thông s phù h p cho gi i pháp đ m bao m i
3. Nghiên c u thu t toán x lý nh ng d ng vào đ m và phân lo i bao U rê
4. Nghiên c u đ a ng d ng đ áp d ng phù h p v i đ c thù Nhà máy
m Cà Mau
5. Th c nghi m ki m ch ng k t qu .
III.
NGÀY GIAO NHI M V : 17/06/2021
IV.
NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 20/12/2021
V.
CÁN B
H
NG D N: TI N S LÊ THANH H I
Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . n m 20....
CÁN B
H
NG D N
Ti n s Lê Thanh H i
TR
CH NHI M B
MÔN ÀO T O
PGS. TS. Nguy n Qu c Chí
NG KHOA C
KHÍ
i
L IC M
Lu n v n Th c s này đ
N
c th c hi n t i tr
ng
i h c Bách Khoa TP. H Chí
Minh.
hồn thành lu n v n này, tơi xin t lịng bi t n sâu s c và g i l i c m n
chân thành đ n Th y giáo: Ti n s Lê Thanh H i đã t n tình h
ng d n, giúp đ cho tơi
trong su t q trình th c hi n lu n v n t t nghi p.
Tôi xin chân thành c m n quý Th y, Cô trong B mơn C
i n T đã t n tình
truy n đ t ki n th c, t o đi u ki n thu n l i cho ho t đ ng h c t p, nghiên c u và th c
hi n lu n v n c a tôi.
Tôi c ng xin g i l i c m n t i các b n l p cao h c khóa 2018 chuyên ngành C
đi n t đã giúp tôi r t nhi u trong quá trình h c t p c ng nh hoàn thành lu n v n.
Cu i cùng, tơi xin đ
c bày t lịng bi t n sâu s c t i gia đình, b n bè đã ln
đ ng viên, khích l tinh th n đ tơi có đ ngh l c hồn thành lu n v n th c s .
Tp. H Chí Minh, tháng 12 n m 2021
NGUY N V N TÚ
ii
TÓM T T LU N V N
Hi n nay, các ng d ng trong h th ng ki m đ m hàng hóa đ
t i các nhà máy, các dây chuy n s n xu t. Trong đó, t i Nhà máy
su t s n xu t trên 2400 t n U rê/ngày, t
lo i 50Kg thành ph m đ
ng đ
c s d ng r ng rãi
m Cà Mau v i cơng
ng v i đó s có h n 48.000 bao U rê
c xu t bán kh i Nhà máy (ch a tính các s n ph m khác c a
Nhà máy). Chính vì v y, vi c s d ng b đ m có đ chính xác cao s góp ph n r t l n
vào vi c gi m thi u th t thốt hàng hóa c ng nh t o d ng ni m tin đ i v i khách hàng.
Vi c tích h p các ng d ng khác trên b đ m nh : Cùng lúc xu t đ
ph m v i kích th
c và m u mã bao bì khác nhau, th ng kê s l
s giúp Nhà máy
m Cà Mau tinh g n đ
b od
c nhi u lo i s n
ng c a t ng lo i …
c các h th ng khác, t đó ti t gi m chi phí
ng, chi phí v n hành cho Nhà máy.
tài nghiên c u đ xu t gi i pháp gi i pháp đ m bao s n ph m t i Nhà máy
Cà Mau đ
c th c hi n đ đ m t i thi u 10.000 bao s n ph m c a Nhà máy
m
m Cà
Mau v i sai s 0,02%, công su t đ m t i thi u 9600 bao/gi , trong m t đ n hàng có 03
lo i s n ph m khác nhau v i quy cách đóng bao 50Kg/bao và 40Kg/bao. Gi i thu t áp
d ng cho b đ m s d ng ph
môi tr
ng pháp x lý nh, camera đ
c đ t trong không gian có
ng ánh sáng khơng thay đ i (khu v c b ng t i đ t trong mái che có ánh sáng
đi n màu vàng).
iii
ABSTRACT
Currently, applications in the goods tallying system are widely used in factories,
production lines. In particular, at Ca Mau Fertilizer Plant with a production capacity of
over 2400 tons of Urea per day, equivalent to that, there will be more than 48,000 bags
of Urea type 50Kg finished products sold from the Factory (excluding other products of
the Factory). Therefore, the use of high-precision counters will contribute greatly to
minimizing loss of goods as well as building trust for customers. The integration of other
applications on the counter such as: At the same time exporting a variety of products
with different sizes and packaging designs, statistics on the number of each type..etc..
will help Ca Mau Fertilizer Plant streamline other systems, thereby reducing
maintenance costs and operating costs for the factory. The research project proposes a
solution to count the product bags at Ca Mau Fertilizer Plant to count at least 10,000
bags of products Ca Mau Fertilizer Plant with a margin of error of 0.02%, minimum
counting capacity of 960 bags per hour, in one order there are 03 different types of
products with the packaging of 50Kg / bag and 40Kg / bag. The algorithm applied to the
counter uses the image processing method, the camera is placed in a space with a bright
environment unchanged (the conveyor area located in the roof has yellow electric light).
iv
L I CAM OAN
Tôi cam đoan các k t qu nghiên c u đ a ra trong lu n v n này d a trên các k t
qu thu đ
c trong q trình nghiên c u c a riêng tơi.
N i dung c a lu n v n có tham kh o và s d ng m t s thông tin, tài li u t các
ngu n sách, t p chí, website đ
c li t kê trong danh m c các tài li u tham kh o.
N u phát hi n có b t k s gian l n nào tơi xin hồn tồn ch u trách nhi m v n i
dung lu n v n c a mình. Tr
ng đ i h c Bách Khoa TP.HCM không liên quan đ n
nh ng vi ph m (n u có) v tác quy n, b n quy n do tôi gây ra trong q trình th c hi n.
Tp. H Chí Minh, tháng 12 n m 2021
NGUY N V N TÚ
v
M CL C
CH
NG 1. T NG QUAN ........................................................................................ 1
1.1 GI I THI U V CÁC S N PH M C A NHÀ MÁY
1.2 GI I THI U
M CÀ MAU ........... 1
TÀI......................................................................................... 3
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U TRONG N
C ................................................... 6
1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U NGỒI N
C .................................................... 8
1.5
IT
1.5.1
NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U .................................................... 9
it
ng nghiên c u .................................................................................. 9
1.5.2 Ph m vi nghiên c u ..................................................................................... 9
1.6 N I DUNG NGHIÊN C U ............................................................................... 9
1.7 TIÊU CHI ÁNH GIÁ .................................................................................... 10
CH
NG 2. C S LÝ THUY T ........................................................................... 11
2.1 LÝ THUY T X
LÝ NH ............................................................................. 11
2.1.1 Các khái ni m trong x lý nh ................................................................... 11
2.1.2 Các h màu thông d ng ............................................................................. 14
2.1.3 Các thu t toán trong x lý nh ................................................................... 17
a.
M ng Neural (Neural Network) ................................................................. 17
b.
Gradient descent ........................................................................................ 19
c.
Mơ hình m ng Neural t ng quát ................................................................ 19
d.
Phép tính convolution ................................................................................ 20
e.
M ng th n kinh tích ch p (Convolutional neural network) [9] ................... 25
f.
Gi i thi u v YOLO [13] ........................................................................... 30
2.2 NGƠN NG
L P TRÌNH PYTHON .............................................................. 38
2.2.1 Các khái ni m c b n và cài đ t Python ..................................................... 38
2.3 CAMERA S
D NG TRONG CÔNG NGHI P ............................................. 43
2.3.1 Khái ni m camera công nghi p .................................................................. 43
2.3.2 Các thông s c n bi t c a camera .............................................................. 45
2.3.3 L a ch n camera cho các ng d ng. .......................................................... 48
2.4 ÁNH SÁNG NH H
NG T I CH T L
NG X
LÝ NH..................... 51
2.4.1 Các đ nh ngh a ........................................................................................... 51
2.4.2 Ánh sáng trong x lý nh công nghi p ....................................................... 52
vi
2.4.3 K thu t chi u sáng ................................................................................... 53
CH
NG 3. THI T K B
3.1
IT
3.2 XÁC
M BAO TH C NGHI M ...................................... 59
NG NH N D NG ........................................................................... 59
NH I U KI N, TIÊU CHÍ C A H TH NG B
M.................. 60
3.3 L A CH N CAMERA ................................................................................... 61
3.4 CÁC PH N C NG C A H TH NG ........................................................... 61
3.5 S
K T N I ............................................................................................. 65
3.5.1 S đ k t n i ............................................................................................. 65
3.5.2 L u đ gi i thu t ....................................................................................... 66
3.6 L P TRÌNH PH N M M, K T N I TÍN HI U ............................................ 68
3.6.1 L p trình x lý nh .................................................................................... 68
3.6.2 L p trình PLC và SCADA ......................................................................... 69
3.7 Mô t ho t đ ng c a b đ m............................................................................. 69
3.8 K t qu th c nghi m ........................................................................................ 72
3.8.1 Ti n hành th c nghi m .............................................................................. 73
3.8.2 K t qu th c nghi m.................................................................................. 75
3.9 Phân tích k t qu th c nghi m so v i yêu c u ban đ u ..................................... 77
CH
NG 4. K T LU N VÀ H
NG PHÁT TRI N ............................................ 78
4.1 K t lu n............................................................................................................ 78
4.2 h
ng phát tri n c a đ tài ............................................................................... 78
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................... 79
PH L C 01 : IO LIST PLC..................................................................................... 82
PH L C 02 : CH
NG TRÌNH L P TRÌNH PLC ............................................... 83
PH L C 03 : CH
NG TRÌNH L P TRÌNH PLC ............................................... 89
vii
DANH M C HÌNH NH
Hình 1. 1: Các dịng s n ph m đ n dòng c a Nhà máy
m Cà Mau.......................... 1
Hình 1. 2: Các s n ph m phân bón NPK c a Nhà máy
m Cà Mau .......................... 2
Hình 1. 3: Các s n ph m phân bón NPK c a Nhà máy
m Cà Mau .......................... 2
Hình 1. 4: Hình nh h th ng xu t hàng t i Nhà máy
m Cà Mau ............................ 3
Hình 1. 5: M t đ các gi a các bao trên b ng t i xu t hàng ........................................ 4
Hình 1. 6: B đ m hi n h u t i Nhà máy
m Cà Mau ............................................... 5
Hình 1. 7: Mơ hình l p máy ki m tra nhãn dán và phân lo i........................................ 6
Hình 1. 8:
m con gi ng s d ng camera quét nh.................................................... 7
Hình 1. 9: H th ng phát hi n l i s n ph m s d ng camera ....................................... 8
Hình 1. 10: H th ng đ m s n ph m đóng gói ............................................................. 8
Hình 1. 11: H th ng đ m ng
i ra/vào tòa nhà b ng ph
ng pháp x lý nh ............ 9
Hình 2. 1: nh s ....................................................................................................... 11
Hình 2. 2: nh màu.................................................................................................... 12
Hình 2. 3: nh đa m c xám ....................................................................................... 12
Hình 2. 4: nh nh phân............................................................................................. 13
Hình 2. 5: S khác bi t gi a 2 nh có đ phân gi i khác nhau................................... 14
Hình 2. 6: H màu RGB ............................................................................................. 15
Hình 2. 7: H màu HSV ............................................................................................. 16
Hình 2. 8: H màu Lab .............................................................................................. 17
Hình 2. 9: Mơ t m ng neuron
Hình 2. 10: Mô t m ng neuron
ng
i ...................................................................... 17
não ng
i ............................................................. 18
Hình 2. 11: Mơ hình m ng Neuron t ng qt ............................................................. 19
Hình 2. 12: Mơ t thu t tốn Kernel .......................................................................... 21
Hình 2. 13: Mơ t thu t tốn padding ........................................................................ 22
Hình 2. 14: Mơ t thu t tốn t ng kích th
c ma tr n ............................................... 23
Hình 2. 15: Mơ t thu t tốn Stride=1, padding=1 .................................................... 23
Hình 2. 16: Mơt t thu t tốn v i giá tr Stride =2, padding =1 ................................ 24
Hình 2. 17: nh gi nguyên ....................................................................................... 24
Hình 2. 18: nh sau khi x lý thu t toán kernel ......................................................... 25
viii
Hình 2. 19: nh đã dùng thu t tốn làm m .............................................................. 25
Hình 2. 20: Mơ t tensor 3 chi u kích th
c .............................................................. 26
Hình 2. 21: Convolutional layer ................................................................................ 27
Hình 2. 22: Hình nh sau khi pooling size ................................................................. 28
Hình 2. 23:
th hàm Sigmoid activation ................................................................ 29
Hình 2. 24:
th hàm Tanh activation ..................................................................... 29
Hình 2. 25:
th hàm Dying ReLU .......................................................................... 30
Hình 2. 26:
th hàm Leaky ReLU .......................................................................... 30
Hình 2. 27: T o bounding quanh đ i t
ng ............................................................... 32
Hình 2. 28: Kích th
ng ............................................................... 32
c bounding đ i t
Hình 2. 29: Mô t các th c ho t đ ng YOLO ............................................................. 33
Hình 2. 30: Minh h a phát hi n v t th b ng ph
ng pháp YOLO ............................. 35
Hình 2. 31: Ki n trúc CNN trong x lý nh ................................................................ 36
Hình 2. 32: Icon ph n m m Python ............................................................................ 39
Hình 2. 33: Giao di n download Python t i trang ch ............................................... 41
Hình 2. 34: Giao di n cài đ t Python ......................................................................... 42
Hình 2. 35: Giao di n báo cài đ t Python thành công ................................................ 42
Hình 2. 36: Camera cơng nghi p chu n IP 67 c a hãng IMPERX ........................... 43
Hình 2. 37: M t b c nh siêu nét ch p b ng camera VN-200MX............................... 44
Hình 2. 38: Camera cơng nghi p s d ng chu n k t n i Ethernet .............................. 45
Hình 2. 39: C m bi n hình nh .................................................................................. 45
Hình 2. 40: Camera lens ............................................................................................ 46
Hình 2. 41: Hình nh v i đ phân gi i khác nhau ...................................................... 47
Hình 2. 42: Mơ t th tiêu c
ng kính ....................................................................... 47
Hình 2. 43: Mơ t m i quan h gi a tiêu c và đ r ng c a góc nhìn ........................ 48
Hình 2. 44: Mơ t các thơng s c a camera ............................................................... 49
Hình 2. 45: Quang ph đi n t .................................................................................. 51
Hình 2. 46: T
ng tác ánh sáng v i v t th ............................................................... 52
Hình 2. 47: Hai hình nh đ
c ch p trong 2 mơi tr
ng ánh sáng khác nhau ........... 52
Hình 2. 48: Các góc c a ánh sáng ............................................................................. 54
Hình 2. 49: S đ chi u sáng Light field (trái) và Dark field (ph i) ........................... 55
ix
Hình 2. 50: Chi u sáng v t b ng đèn Ringlight góc cao (trái) và đèn Ring light góc th p
(ph i) ......................................................................................................................... 55
Hình 2. 51: So sánh hình nh logo và đ ng xu ch p b ng đèn Ringtight góc cao (trên)
và đèn Ringlight góc th p (d i) ............................................................................... 56
Hình 2. 52: S đ chi u sáng phía sau Bright light (trái) và hình nh n p chai khi chi u
sáng b ng ph ng pháp này (ph i) ............................................................................ 56
Hình 2. 53: Mơ hình đèn Telecentric backlight (trên) và hình nh v t khi .................. 57
Hình 2. 54: S đ chi u sáng phía sau Dark light ...................................................... 57
Hình 2. 55: Mơ hình k t h p chi u sáng đèn Dome và Ringlight góc th p ................. 58
Hình 3. 1: Hình nh 3 m u bao s n ph m đ
c s d ng trong đ tài ......................... 59
Hình 3. 2: Mơ ph ng các v trí bao s n ph m trên b ng t i ....................................... 60
Hình 3. 3: Hình d ng camera Logitech C922............................................................. 61
Hình 3. 4: Hình d ng bên ngồi PLC S7-200 CPU224 .............................................. 62
Hình 3. 5: Chân đ b ng t i ....................................................................................... 63
Hình 3. 6: Các bát k t n i khung b ng t i .................................................................. 63
Hình 3. 7: B ng t i s n ph m sau khi l p đ t ............................................................ 64
Hình 3. 8: Hình d ng chân đ g n camera................................................................. 64
Hình 3. 9: S đ k t n i ph n c ng h th ng b đ m ................................................. 65
Hình 3. 10: L u đ gi i thu t x lý nh ..................................................................... 66
Hình 3. 11: L u đ gi i thu t PLC h th ng đ m bao ................................................ 67
Hình 3. 12: Hàm Loss trong quá trình hu n luy n ..................................................... 68
Hình 3. 13: Giá tr IOU và giá tr mAP k t thúc quá trình hu n luy n. ...................... 69
Hình 3. 14: Hình nh m u s n ph m ......................................................................... 70
Hình 3. 15: B ngu n và PLC đi u khi n h th ng .................................................... 70
Hình 3. 16: Hình nh s n ph m th c t trên b ng t i................................................. 71
Hình 3. 17: Hình nh s n ph m thu đ
c t camera .................................................. 71
Hình 3. 18: Giao di n v n hành HMI......................................................................... 72
Hình 3. 19: Bi u đ so sánh thơng s th nghi m ...................................................... 74
Hình 3. 20: Bi u đ so sánh s l
ng các lo i m u khi th nghi m ........................... 74
Hình 3. 21: Bi u đ th hi n k t qu đ m th c nghi m .............................................. 76
Hình 3. 22: Bi u đ thông s k t qu th nghi m ....................................................... 76
x
Hình 4. 1: Hình nh m u s n ph m ........................................................................... 70
Hình 4. 2: B ngu n và PLC đi u khi n h th ng ...................................................... 70
Hình 4. 3: Hình nh s n ph m th c t trên b ng t i .................................................. 71
Hình 4. 4: Hình nh s n ph m thu đ
c t camera .................................................... 71
Hình 4. 5: Giao di n v n hành HMI........................................................................... 72
xi
DANH M C BI U B NG
B ng 1. 1: B ng tiêu chí đánh giá c a đ tài.............................................................. 10
B ng 2. 1: B ng giá tr và màu s c th c t h màu RGB ............................................ 15
B ng 2. 2: B ng phân chia các b c x sóng đi n t ................................................... 51
B ng 3. 1: B ng mô t các tr
ng h p ti n hành th c nghi m ................................... 73
B ng 3. 2: K t qu th c nghi m ................................................................................. 75
B ng 3. 3: So sánh k t qu th c nghi m và tiêu chí đánh giá ban đ u ....................... 77
xii
LU N V N TH C S
CH
NG 1. T NG QUAN
1.1 GI I THI U V CÁC S N PH M C A NHÀ MÁY
T i Nhà máy
M CÀ MAU
m Cà Mau, m i lo i s n ph m s có nh ng m u mã đ c tr ng
riêng c a t ng dòng s n ph m giúp khách hàng có th phân bi t đ
c các s n ph m
khác nhau. M i lo i s n ph m s có quy cách đóng bao khác nhau đ phù h p v i
nhu c u s d ng và cách th c phân ph i, bán hàng. D
c a Nhà máy
i đây là các lo i s n ph m
m Cà Mau:
Dòng phân đ n bao g m có 6 lo i s n ph m: U rê h t đ c, N.Humate+TE, U rê Bio,
DAP Cà Mau, N46. Plus Cà Mau, Kali Cà Mau.
Hình 1. 1: Các dòng s n ph m đ n dòng c a Nhà máy
m Cà Mau [1]
1
LU N V N TH C S
Dịng phân bón NPK g m có 9 lo i s n ph m v i các công th c khác nhau nh : NPK
17-7-17, NPK 18-6-18 Gold, NPK 18-6-18, NPK 16-16-10, NPK 16-16-8+TE, NPK
15-15-15+10S, NPK 16-7-17, NPK 20-20-15+TE, NPK 16-16-8.
Hình 1. 2: Các s n ph m phân bón NPK c a Nhà máy
m Cà Mau [1]
Các s n ph m phân bón cao c p: Bao g m 2 lo i s n ph m OM Cà Mau Green và
OM Cà Mau Tech.
Hình 1. 3: Các s n ph m phân bón NPK c a Nhà máy
m Cà Mau [1]
2
LU N V N TH C S
1.2 GI I THI U
TÀI
T i Nhà máy
m Cà Mau, h th ng xu t hàng hi n h u có 4 line xu t hàng
xu ng xà lan v i công su t t i thi u 960 bao/gi . Các s n ph m xu t hàng là các dịng
phân bón đ n dịng, phân bón NPK ho c dịng phân bón cao c p. H u h t các dịng
phân bón t i Nhà máy
đ
m Cà Mau đa s đ u là các dịng phân bón t g c U rê và
c đóng báo thành ph m v i m u mã đ c tr ng c a t ng s n ph m. Quy cách đóng
bao (quy cách đóng gói g m có 50Kg/bao, 45Kg/bao, 25Kg/bao) và m u mã đa d ng
tùy thu c vào t ng lo i s n ph m.
Hình 1. 4: Hình nh h th ng xu t hàng t i Nhà máy
c đi m xu t hàng t i Nhà máy
s đ
m Cà Mau
m Cà Mau: Hi n t i các sà lan c p c ng
c t o đ n hàng v i duy nh t m t lo i s n ph m c a Nhà máy
b đ m hi n h u ch đ m đ
m Cà Mau do
c các s n ph m cùng lo i v i 1 quy cách đóng bao đ ng
nh t. N u c n xu t s n ph m có quy cách khác thì b đ m c n đ m c n ph i c n ch nh
l i c u hình. Ngoài ra, các bao s n ph m ch y trên b ng t i có v trí và m t đ bao
không đ ng nh t (do vi c b c bao lên b ng t i xu t hàng có s d ng con ng
ib c
3
LU N V N TH C S
t pallet. Các y u t này th
đ m sai s l
ng gây cho b đ m không nh n d ng đúng s n ph m và
ng hàng hóa.
Hình 1. 5: M t đ các gi a các bao t i Nhà máy
m Cà Mau trên b ng t i xu t
hàng
T ng quan b đ m hi n h u t i Nhà máy
hi n h u t i Nhà máy
m Cà Mau: Các b đ m bao
m Cà Mau là các h th ng s d ng PLC S7-200 c a hãng
Siemens v i thành ph n c u thành chính là c m bi n quang h c thông th
ng có k t
n i hi n th giá tr đã đ m đ
c lên b ng LED đ t t i v trí đ m và v trí các xà lan có
th quan sát. Các b đ m đ
c l p đ t phía trên các b ng t i xu t hàng. Các bao thành
ph m ch y qua b đ m s đ
c b đ m ghi nh n s l
s đ bàn giao hàng hóa gi a Nhà máy
h u ch đ m đ
ng, giá tr s l
m Cà Mau và khách hàng. B đ m hi n
c m t lo i s n ph m cùng m t kích th
nh t. Thơng s th ng kê duy nh t là s l
ng này là c
c và m u mã bao bì đ ng
ng đã đ m qua b đ m. Ngoài ra, b đ m
4
LU N V N TH C S
hi n h u th
ng gây sai s khi các bao s n ph m đi sát nhau ho c v trí bao đ t l ch
trên b ng t i.
Hình 1. 6: B đ m hi n h u t i Nhà máy
m Cà Mau
D a trên các v n đ nêu trên, đ tài nghiên c u t p trung vào vi c thi t k b
đ m cho phép đ m đ
c các bao có kích th
c khác nhau (quy cách đóng bao khác
nhau), m u mã khác nhau và đ m chính xác trong các tình hu ng bao đi sát nhau t i
Nhà máy
m Cà Mau d a trên gi i thu t x lý nh.
th c hi n m c tiêu trên, tác gi đã đ xu t ph
ng pháp th c hi n nghiên
c u t mô ph ng đ n áp d ng ki m ch ng th c nghi m. Trong đó, q trình mơ
ph ng và th c nghi m đ
c th c hi n b ng h th ng đ m bao th c t v i kích th
bao có t l thu nh so v i bao s n ph m th c t t i Nhà máy
c
m Cà Mau. K t qu
5
LU N V N TH C S
trên đ
c đánh giá phân tích làm c s cho vi c áp d ng l p đ t h th ng th c t trên
dây truy n xu t hàng t i Nhà máy
m Cà Mau.
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U TRONG N
C
Trong nh ng n m g n đây, ng d ng ph
đ ms l
ng ngày càng phát tri n và đ
ng pháp x lý nh trong vi c ki m
c ng d ng trên nhi u l nh v c khác nhau.
ng d ng x lý nh cho máy t đ ng ki m tra và phân lo i nhãn in trên s n
ph m trong cơng đo n đóng gói [2] Bài báo đã trình bày ph
ng pháp phân lo i s n
ph m d a vào nhãn dán và barcode trên các s n ph m s d ng x lý nh qua ph n
m m Labview. Các tác gi c a bài báo đã đ c p đ n ng d ng x lý nh vào m c
đích ki m đ m s n ph m d a vào nh n bi t thông qua nhãn dán và barcode khác
nhau.
Hình 1. 7: Mơ hình l p máy ki m tra nhãn dán và phân lo i [3]
ng d ng x lý nh trong vi c đ m s l
ng tôm gi ng: [4]
u đi m
mđ
Nh
c các v t chuy n đ ng không theo quy
lu t, đ m đ
c các v t có kích th
c đi m
Sai s l n
c nh .
6
LU N V N TH C S
Hình 1. 8:
m con gi ng s d ng camera quét nh
ng d ng phân lo i s n ph m d a trên màu s c b ng ph
ng pháp x lý nh
[5]
u đi m
mđ
b nh h
Nh
c các v t có màu s c khác nhau, khơng
ng b i kích th
c v t đ m.
c đi m
chính xác c a ph
ng
pháp ph thu c vào màu s c
c a s n ph m
ng d ng công ngh x lý nh trong phân lo i cà chua sau thu ho ch [6]. Trong
bài báo, các tác gi s d ng x lý nh đ phân lo i cà chua theo đ chín và kích th
khác nhau thay th cách phân lo i b ng tay truy n th ng. Ngoài ra, ph
đ m b o ch t l
ng qu cà chua đ
c
ng pháp này
c đ ng đ u, thu n ti n trong quá trình v n chuy n
và đóng gói s d ng.
u đi m
mđ
c các v t có màu s c và kích th
Nh
c
c đi m
Sai s l n trong gi i pháp đ m
khác nhau, các v t đ m chuy n đ ng không
theo quy lu t
7
LU N V N TH C S
1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U NGỒI N
C
D a vào các m c đích và lo i s n ph m khác nhau, hi n nay trên th gi i có các
lo i b đ m sau:
H th ng phát hi n s n ph m l i trong các dây chuy n s n xu t
Hình 1. 9: H th ng phát hi n l i s n ph m s d ng camera
H th ng đ m các s n ph m có kích th
c nh trong dây chuy n đóng gói.
Hình 1. 10: H th ng đ m s n ph m đóng gói
8
LU N V N TH C S
H th ng đ m s ng
i ra vào tòa nhà s d ng camera nh n di n khn m t
Hình 1. 11: H th ng đ m ng
1.5
1.5.1
IT
it
i ra/vào tòa nhà b ng ph
ng pháp x lý nh
NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U
ng nghiên c u
Nh n d ng đ i t
ng b ng ph
ng pháp x lý nh
1.5.2 Ph m vi nghiên c u
Nghiên c u gi i pháp đ m s n ph m c a Nhà máy
m Cà Mau s d ng ph
ng
pháp x lý nh
Xây d ng mơ hình b đ m d a trên các nghiên c u trên
1.6 N I DUNG NGHIÊN C U
Kh o sát ph
t i Nhà máy
ng pháp xu t hàng hi n t i và nh ng nh
c đi m c a b đ m hi n h u
m Cà Mau
ánh giá các thông s c a s n ph m xu t hàng t i Nhà máy
m Cà Mau: Quy cách
đóng bao, m t đ bao, t c đ di chuy n c a bao trên b ng t i …
9
LU N V N TH C S
Xây d ng các thu t toán x lý nh v i m c đích đ m các s n ph m khác lo i
Thu th p, xác đ nh m u bao bì s d ng đ nghiên c u và xây d ng mơ hình
Th c nghi m trên mơ hình h th ng đ m bao b ng ph
ng pháp x lý nh
ánh giá k t qu sau th c nghi m
1.7 TIÊU CHI ÁNH GIÁ
Tiêu chí đánh giá
Nh n d ng đúng m u bao bì
v i 2 kích th
S l
c khác nhau
ng m u bao đ m
T n su t đ m trung bình
T l bao x p ch ng tính theo
di n tích bao
Sai s
Giá tr đánh giá
2 lo i kích th
3
240 bao/h
c
Ghi chú
Theo yêu c u c a Nhà máy
Theo yêu c u c a Nhà máy
Theo công su t c a Nhà máy
<10%
Theo yêu c u c a Nhà máy
0.02%
Theo yêu c u c a Nhà máy
B ng 1. 1: B ng tiêu chí đánh giá c a đ tài
10
LU N V N TH C S
CH
N i dung Ch
NG 2. C
S
LÝ THUY T
ng 2 đ c p đ n các n i dung c s lý thuy t, ki n th c c b n
liên quan tr c ti p đ n n i dung nghiên c u c a đ tài Lu n v n, trong đó bao g m:
M c 2.1: Trình bày v lý thuy t x lý nh
M c 2.2: Trình bày v ngơn ng l p trình Python
M c 2.3: Trình bày v camera s d ng trong công nghi p
M c 2.4: Trình bày v ánh sáng nh h
2.1 LÝ THUY T X
ng t i ch t l
ng x lý nh
LÝ NH
2.1.1 Các khái ni m trong x lý nh
nh s
nh s (digital image) có th đ
thơng tin v không gian và c
t đ
c xem là m t bi u di n d li u r i r c th hi n
ng đ sáng. nh s g m m t t p h p h u h n các ph n
c bi u di n b i các giá tr s . nh s có th đ
c bi u di n d
i d ng ma tr n
hai chi u , m i ph n t c a nh s g i là đi m nh (pixel) [7]
Hình 2. 1: nh s
11
