G3 01 - Robot biết nhìn là gì

Linh kiện cần chuẩn bị

• 1 ESP32-S3 DevKit.
• 1 LED trạng thái và điện trở 220 ohm nếu không dùng LED có sẵn.
• 1 buzzer chủ động.
• 3 thẻ hoặc vật thể màu rõ: đỏ, xanh lá, xanh dương.
• 1 tờ giấy trắng và 1 tờ giấy tối màu để so sánh nền.
• Máy tính có Arduino IDE hoặc Arduino CLI, cáp USB data, Serial Monitor.
• Bảng quan sát gồm: vật thể, nền, ánh sáng, điều robot nên làm, ghi chú rủi ro.

Code bài này chỉ dùng ESP32-S3, LED, buzzer và Serial Monitor. Chưa dùng camera module, motor, WiFi hoặc cảm biến khoảng cách trong bài này.

Bài này giúp bạn làm được gì?

Robot “biết nhìn” không có nghĩa là robot hiểu mọi thứ như con người. Với robot học tập, biết nhìn nghĩa là robot lấy dữ liệu ảnh, rút ra đặc điểm đơn giản và biến đặc điểm đó thành quyết định có kiểm chứng.

Kết quả cuối bài:

• Học viên mô tả được pipeline thị giác máy tính cơ bản.
• Robot in log các bước: CAPTURE, FEATURE, DECIDE, ACT.
• LED/buzzer phản hồi theo quyết định mẫu.
• Nhóm lập bảng rủi ro: ánh sáng, nền, góc camera, vật thể bị che.

Pipeline nhìn của robot

Camera hoặc dữ liệu ảnh
  -> frame
  -> pixel
  -> feature: màu, vùng sáng, cạnh, kích thước
  -> decision: thấy/không thấy, trái/phải, gần/xa
  -> action: log, LED, buzzer, motor

Bài này chưa chụp ảnh thật. Ta học trước cách suy nghĩ theo pipeline để khi gắn camera ở G3 03, học viên biết debug từng tầng thay vì đoán mò.

Thực hành từng bước

Bước 1: Quan sát bằng mắt như robot

Đặt thẻ đỏ trên giấy trắng, rồi trên giấy tối. Trả lời:

• Màu đỏ có dễ tách khỏi nền không?
• Nếu đèn phòng yếu hơn, vật thể còn rõ không?
• Nếu vật thể nằm sát mép ảnh, robot có nên tin kết quả không?

Bước 2: Upload sketch pipeline

Upload code của bài, mở Serial Monitor 115200 baud. Gửi một trong các lệnh:

RED
GREEN
BLUE
UNKNOWN

Robot sẽ in pipeline và phản hồi bằng LED/buzzer.

Bước 3: Ghi bảng quyết định

Lệnh	Feature giả định	Quyết định	LED/buzzer	Nhận xét
RED	màu mục tiêu	target_found	LED sáng
GREEN	màu khác	watch	LED nháy
BLUE	màu khác	watch	LED nháy
UNKNOWN	không chắc	no_target	buzzer ngắn

Code mẫu hoàn chỉnh

Code đầy đủ nằm trong file:

code/g3-01-robot-biet-nhin-la-gi/g3-01-robot-biet-nhin-la-gi.ino

Đoạn quyết định mẫu:

if (command == "RED") {
  decision = "target_found";
} else if (command == "UNKNOWN") {
  decision = "no_target";
} else {
  decision = "watch";
}

Kiểm thử robot thật

Test	Thao tác	Kết quả mong đợi	Pass?
1	Gửi RED	Serial có đủ 4 bước pipeline, LED sáng
2	Gửi GREEN	Decision là watch, LED nháy
3	Gửi UNKNOWN	Buzzer kêu ngắn, robot không kết luận bừa
4	Trình bày thẻ màu thật	Nhóm nêu được rủi ro nền/ánh sáng

Lỗi thường gặp và cách sửa

Lỗi	Nguyên nhân	Cách sửa
Không thấy Serial	Sai baud	Chọn 115200 baud
LED không sáng	Sai chân hoặc thiếu điện trở	Kiểm GPIO2 và GND
Học viên nói robot “hiểu ảnh” quá rộng	Chưa tách feature/decision	Quay lại pipeline
Nhầm bài này đã dùng camera	Chưa, đây là bài định hướng	Camera bắt đầu ở G3 03

Checklist hoàn thành

• Giải thích được frame, pixel, feature, decision, action.
• Chạy được sketch pipeline.
• Có bảng rủi ro ánh sáng/nền/góc nhìn.
• Không kết luận vượt quá dữ liệu.
• Sẵn sàng học pixel ở G3 02.

Bài tiếp theo

G3 02 sẽ đi vào pixel: ảnh số được tạo bởi các điểm ảnh, mỗi điểm có độ sáng hoặc màu. Đây là nền để nhận diện màu ở các bài sau.

---

Điều hướng bài học

Bài tiếp theo: G3 02 - Camera, ảnh số và pixel