Đồ án tốt nghiệp - Ứng dụng học sâu điều khiển Robot Robotino

BỘ GIÁO DỤC &amp ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG HỌC SÂU ĐIỀU KHIỂN
ROBOT ROBOTINO

GVHD: TS. Nguyễn Mạnh Hùng
SVTH 1: Nguyễn Thành Đạt
MSSV 1: 19161219
SVTH 2: Đặng Thế Hiển
MSSV 2: 19161233

Tp. Hồ Chí Minh – 06/2023

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
o0o-Tp. HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
Chuyên ngành:
Hệ đào tạo:
Khóa:

Nguyễn Thành Đạt
Đặng Thế Hiển
Kỹ thuật Điện tử công nghiệp
Đại học chính quy
2019

MSSV: 19161219
MSSV: 19161233
Mã ngành: 141
Mã hệ:
1
Lớp:
19161ĐTCN

I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG HỌC SÂU ĐIỀU KHIỂN ROBOT ROBOTINO
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
- Robot Robotino 4.0, được sản xuất bởi Festo. Các số liệu quan trọng của Robot:
+ Kích thước: cao 345mm, đường kính 450mm.
+ Cân nặng 20kg.
+ 3 Động cơ DC.
+ 9 cảm biến quang xung quanh vành của robot.
+ 2 pin “Hot-swap” 18V, 5.2A.
+ Hệ điều hành Ubuntu (Linux).
+ Website điều khiển (Webinterface) được cung cấp bởi nhà sản xuất.
- Camera RGBD Intel Realsense D435.
- Ngôn ngữ lập trình Python 3.10.
2. Nội dung thực hiện:
- Nghiên cứu, tìm hiểu nguyên lý hoạt động các cảm biến, camera và hệ thống lái
của Robotino.
- Tìm hiểu về Deep Learning, PyTorch,...
- Tìm hiểu về ngrok và Webinterface (website điều khiển Robotino).
- Dùng ngrok tạo một đường hầm kết nối điều khiển từ máy tính cá nhân đến
Webinterface (website điều khiển Robotino).
- Áp dụng lập trình API với Python để tương tác với Robotino.
ii

- Xây dựng mã nguồn (source code) để điều khiển, thu thập và xử lý dữ liệu.
- Xây dựng một cơ sở dữ liệu để phục vụ việc huấn luyện Robotino.
- Thiết kế một Deep Learning Model (mô hình học sâu) để giúp Robotino tự hành.
- Đào tạo ra một Deep Learning Model tốt nhất.
- Thiết kế chương trình, mã nguồn (source code) để triển khai Model.
- Chạy thử nghiệm hệ thống, đánh giá và hiệu chỉnh.
- Viết báo cáo luận văn.
- Bảo vệ đề tài tốt nghiệp.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
20/02/2023
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2023
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

TS. Nguyễn Mạnh Hùng

iii

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y
...

...
đã được thu thập
+ Thư mục Training_Deep_Learning_Model chứa:
- File code đào tạo Model: trainingModel.py
- File code đào tạo lại Model: retrain_Model.py
- File code xác minh Model đã đào tạo: test_Model.py
- File code vận hành Model trên Robotino: deployment.py
Link: https://github.com/Datflamingo/FINALThesis_2022_2023
PHỤ LỤC 2. CÀI ĐẶT NGROK
Cài đặt ngrok

Bước 1: Truy cập vào trang chủ của ngrok dashboard.ngrok.com.
Bước 2: Lựa chọn tải về phiên bản phù hợp với hệ điều hành. Đối với Robotino
sử dụng hệ điều hành Ubuntu (Linux), chúng ta sẽ chọn phiên bản Linux x86-64.

Hình 4-1. Tải về phiên bản ngrok cho hệ điều hành Linux
Bước 3: Sau khi tải về hoàn tất và tiến hành giải nén tập tin TGZ, sẽ có một tập
tin có tên là ngrok.exe. Chạy tập tin ngrok.exe để cài đặt ngrok.

72

PHỤ LỤC

Giao diện sau khi chạy ngrok.exe
Đăng nhập ngrok
Đăng nhập vào trang chủ của ngrok: dashboard.ngrok.com. Chúng ta có thể đăng
nhập bằng tài khoản GitHub, Google,… hoặc tạo tài khoản ngrok mới. Ở đây, nhóm sử
dụng tài khoản GitHub.

Đăng nhập vào ngrok
73

PHỤ LỤC
Sử dụng phiên bản ngrok nâng cấp
ngrok cho phép người dùng sử dụng phiên bản miễn phí để tạo đường hầm. Nhưng
việc đó lại kèm theo một số hạn chế như:
+ Chỉ hỗ trợ HTTP và TCP.
+ Subdomain ngẫu nhiên.
+ Chỉ chạy được 1 proccess ngrok tại 1 thời điểm.
+ Giới hạn 4 tunnel / 1 process.
+ Giới hạn 40 connections / 1 phút.
Để khắc phục những hạn chế trên đặc biệt là việc địa chỉ URL sẽ bị thay đổi ở
mỗi lần tạo đường hầm, vì vậy nhóm đã quyết định sử dụng phiên bản nâng cao (Personal
License Limited) với giá 10 đô la/tháng.

Giá và các chức năng của gói ngrok Personal License Limited
74

PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 3: CÀI ĐẶT AUTO RUN NGROK TRÊN ROBOTINO
Bước 1: Chạy lệnh gnome-session-properties trên Terminal của Robotino. Hộp
thoại Startup Applications Preferences sẽ hiện ra.

Hộp thoại Startup Applications Preferences
Bước 2: Chọn Add để mở hộp thoại Add Startup Program.

Hộp thoại Add Startup Program
Bước 3: Gõ lệnh gnone-terminal ngrok http subdomain=Subdomain 80
vào ô Command, nhập tên chương trình vào ô Name (không bắt buộc) và mô tả vào ô
Comment (không bắt buộc). Sau đó, nhấn Save để hoàn tất việc khởi tạo

75

PHỤ LỤC

Nhập các thông tin cần thiết vào hộp thoại Edit Startup Program
Bước 4: Cho phép tạo đường hầm tự động bằng cách tick vào ô vuông trước dòng
Ngrok Auto Startup trong hộp thoại Startup Applications Preferences.

Hoàn thành việc tự động tạo đường hầm khi khởi động Robotino
76