timtos

Thiết kế xe tự hành giảm tải sức người: sinh viên đạt điểm xuất sắc tốt nghiệp

Giáo dục
25/08/2022 11:17
Trong nhiều đồ án được Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp trường Điện - Điện tử thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội đánh giá cao trong kỳ bảo vệ vừa qua, đồ án “Thiết kế điều khiển xe tự hành cấu hình đa hướng Mecanum bám người bằng kỹ thuật xử lý ảnh” của sinh viên Nguyễn Thế Cơ - lớp 08 K62 Kỹ thuật điều khiển - Tự động đã xuất sắc giành được số điểm gần như tuyệt đối
aa

Trong nhiều đồ án được Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp trường Điện – Điện tử thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội đánh giá cao trong kỳ bảo vệ vừa qua, đồ án “Thiết kế điều khiển xe tự hành cấu hình đa hướng Mecanum bám người bằng kỹ thuật xử lý ảnh” của sinh viên Nguyễn Thế Cơ – lớp 08 K62 Kỹ thuật điều khiển – Tự động đã xuất sắc giành được số điểm gần như tuyệt đối.

Kết quả đánh giá này của hội đồng không chỉ vì khả năng giải quyết bài toán công nghệ mà còn bởi ý nghĩa thực tiễn của đề tài.

• Khi nhà trường coi sinh viên là trung tâm của đào tạo
• Lễ bảo vệ đồ án tốt nghiệp đầy cảm xúc của sinh viên ngành Điện – Tự động hóa

Tìm lối đi riêng để xe tự hành giảm tải sức người

Trên thế giới, xe tự hành (AGV) đang dần trở nên phổ biến, tiện dụng không chỉ trong công nghiệp, với vai trò vận chuyển vật tư giữa các công đoạn sản xuất, mà còn cả trong các ứng dụng dân dụng như hỗ trợ con người vận chuyển hàng hóa trong siêu thị, sân bay, hoặc hỗ trợ người bệnh, bác sĩ trong bệnh viện. Với mục tiêu làm chủ công nghệ xe tự hành, từ hệ truyền động đến hệ điều khiển, sinh viên Nguyễn Thế Cơ đã bắt tay vào thực hiện thiết kế điều khiển xe tự hành cấu hình đa hướng Mecanum bám người bằng kỹ thuật xử lý ảnh.


Các nhiệm vụ cần giải quyết trong đề tài: xây dựng cấu hình xe, tính chọn thiết bị; thiết kế mạch điều khiển xe bằng vi điều khiển STM32F1, viết firmware cho mạch điều khiển; xây dựng các mô hình xử lý ảnh dựa trên lý thuyết mạng nơron tích chập CNN; xây dựng chương trình điều khiển xe trên máy tính trung tâm intel NUC.

Nguyễn Thế Cơ cho biết, thiết kế có tính ứng dụng thực tế rất cao trong điều kiện kho bãi chưa có thiết kế đồng bộ hoặc những không gian rộng (kho bãi, sân bay, trung tâm thương mại), đường hành lang hẹp (bệnh viện,…). Ví dụ trong bệnh viện, xe sẽ làm nhiệm vụ đi theo nhân viên y tế để chuyên chở thiết bị y tế hoặc những vật dụng cần thiết theo nhu cầu sử dụng. Trong các trung tâm thương mại, mặt bằng rộng, xe sẽ đi theo khách hàng để chở đồ trong toàn bộ quá trình mua sắm mà chúng ta không cần đẩy xe hàng như những cách truyền thống cũ. Trong sản xuất, thông thường các xe tự hành được cài đặt để đi theo một lộ trình cố định, với các trạm cấp/nhận vật tư biết trước. Để tăng tính linh hoạt cho hệ thống vận chuyển, người sử dụng có thể chuyển xe sang chế độ “follow me” để xe tự chuyển đồ bám theo người. Để có thể di chuyển trong không gian hẹp với nhiều chướng ngại vật, cấu hình xe sử dụng bánh đa hướng có lợi thế nhờ khả năng chuyển hướng tức thì.

thiet ke xe tu hanh giam tai suc nguoi sinh vien dat diem xuat sac tot nghiep
Sinh viên Nguyễn Thế Cơ lắng nghe ý kiến phản biện của Hội đồng bảo vệ đồ án. Ảnh Đỗ Phương

Xe tự hành chủ động, linh hoạt nhờ thiết kế sáng tạo

Chia sẻ về phần thiết kế và cơ chế hoạt động xe, Nguyễn Thế Cơ cho biết: Xe có các drive động cơ và mạch điều khiển. Phần trên xe có sử dụng máy tính và cammera để thu thập hình ảnh. Hình ảnh thu thập tại camera sẽ có hai khung trả về gồm: 1 khung xử lý ảnh, 1 khung độ sâu trả về cho ta khoảng cách từng điểm ảnh để hỗ trợ tính toán khoảng cách đến người. Đặc biệt, khi khởi động xe phải có mặt người được cấp quyền điều khiển. Nhân viên cấp quyền là những nhân viên mà ta đã thu thập, lưu trữ họ trong cơ sở dữ liệu, và chỉ những nhân viên đó xe mới nhận diện và vào chế độ sẵn sàng chờ lệnh điều khiển. Xe được trang bị hai chế độ điều khiển. Với chế độ “hand pose”, người sử dụng có thể ra lệnh điều khiển bằng cử chỉ của tay như rẽ trái, rẽ phải, tiến, quay tròn, lùi. Trong chế độ bám theo người, xe sẽ thu thập hình ảnh camera xử lý hình ảnh, tìm ra vị trí người trong khung ảnh và tìm khoảng cách từ xe đến người từ đó tìm ra vận tốc đặt cho xe. Vận tốc đặt cho xe được gửi tới mạch điều khiển, từ đó xử lý qua mô hình động học ra vận tốc đặt cho 4 bánh. Xe dừng lại khi nhận lệnh Stop điều khiển bằng tay, hoặc bất ngờ mất người trong khung camera xe sẽ dừng lại.

Ngoài ra, trên xe còn được trang bị thêm các cảm biến siêu âm để đo khoảng cách tới các chướng ngại vật, sử dụng cho chế độ an toàn. Khi không nhận diện được hoặc có vật quá gần, xe sẽ tự động dừng lại để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

Điểm nổi bật của xe là sử dụng bánh Mecanum đa hướng, cho phép xe ngay lập tức di chuyển theo một hướng bất kỳ. Ưu điểm thứ 2 là khả năng bám chính xác theo người nhờ công nghệ xử lý ảnh. Ví dụ như nhân viên y tế gom đồ, nhân viên kho bãi tới các điểm khác nhau lấy đồ, hay chở đồ trong trung tâm thương mại”. Nguyễn Thế Cơ cho biết.

Thành quả là trái ngọt

Chúng tôi có dự buổi bảo vệ đồ án của Nguyễn Thế Cơ và phỏng vấn em sau khi bảo vệ xong. Phải thừa nhận rằng, Cơ có kỹ năng, tự tin trình bày đồ án của mình, làm chủ được vấn đề nghiên cứu tốt nên tự tin trả lời các câu hỏi phản biện của thầy cô trong hội đồng. Các kết quả thực nghiệm của đề tài thu được cho thấy hệ thống đã vận hành được ở các chế độ như: Cho phép cấp quyền sử dụng qua nhận dạng khuôn mặt, vóc dáng của người sử dụng, xe bám theo người được cấp quyền với khoảng cách có thể cài đặt được, có thể điều khiển hướng dịch chuyển của xe thông qua nhận dạng cử chỉ của bàn tay (hand pose), qua đó hỗ trợ dịch chuyển xe theo yêu cầu của người sử dụng.

Sinh viên Nguyễn Thế Cơ thực hiện đề mô sản phẩm trước hội đồng.

Để giải quyết được các bài toán kỹ thuật đặt ra trong đề tài, Nguyễn Thế Cơ đã đọc nhiều tài liệu về deep learning, tham gia các khoá học về xử lý ảnh. “Em phải đọc và nghe rất nhiều để lấy kiến thức nền xử lý vấn đề của mình nhưng khó khăn lớn nhất là xử lý ảnh mới phát triển gần đây nên tài liệu, khoá học đều sử dụng tiếng Anh. Quá trình học có rất nhiều từ vựng chuyên ngành, mà để hiểu một từ có ý nghĩa gì cần bỏ khá nhiều thời gian đọc tài liệu mới có thể hiểu chuẩn được”. Bên cạnh đó, Cơ cũng cho biết mình có thuận lợi là đã theo Lab nghiên cứu của các thầy từ cuối năm thứ 2 đại học, được thầy định hướng từ sớm nên công việc đã phát triển dần từ đó, nhất là trong phần thiết kế và viết chương trình firmware cho bo mạch điều khiển xe.

Con số 9.75 điểm là kết quả xứng đáng mà Hội đồng bảo vệ đánh giá cho đồ án được Nguyễn Thế Cơ miệt mài trong nhiều tháng. Thế Cơ cho biết, em may mắn và biết ơn vì được các thầy cô trong nhóm nghiên cứu WSR tài trợ thiết bị, linh kiện nghiên cứu.

TS. Nguyễn Mạnh Linh, khoa Tự động hoá – trường Điện – Điện tử (ĐH Bách khoa Hà Nội), giáo viên trực tiếp hướng dẫn chính cho em đã chia sẻ: “Cơ là sinh viên rất thông minh, chăm chỉ. Đặc biệt là có khả năng tự nghiên cứu rất tốt. Lúc mới tham gia nhóm nghiên cứu WSR bạn ấy chưa có được các kỹ năng cũng như kiến thức thực tế. Nhưng chỉ hướng dẫn một thời gian ngắn là bạn ấy làm được mọi việc mà không cần thầy phải hỗ trợ như các bạn khác. Ở giai đoạn làm tốt nghiệp thầy giáo chỉ cần định hướng nghiên cứu, hỗ trợ trang thiết bị, còn bạn ấy tự triển khai và đã hoàn thành đồ án của mình một cách xuất sắc”.

Từ bỏ Học viện An Ninh nhân dân mà bao người mơ ước để vào ĐH Bách Khoa Hà Nội để thực hiện đam mê kỹ thuật. “Từng bước qua 2 ngôi trường đại học, nhưng dòng máu kỹ sư kỹ thuật đã chảy trong huyết quản thì có lọc máu cũng không hết”. Phát biểu mạnh mẽ đó tại đêm Gala sau lễ bảo vệ tốt nghiệp đồ án không chỉ khẳng định con đường Cơ chọn là đúng mà còn tiếp lửa, nhiệt huyết, đam mê cho tất cả sinh viên đã và sắp theo đuổi đam mê kỹ thuật.

Đỗ Phương – Bảo Hà

Bài liên quan
trien-lam-quoc-te
Tin bài khác
Trường THCS Thanh Xuân:  Ngọn hải đăng giáo dục giữa lòng Thủ đô

Trường THCS Thanh Xuân: Ngọn hải đăng giáo dục giữa lòng Thủ đô

Trong bức tranh giáo dục đầy màu sắc của Thủ đô Hà Nội, Trường THCS Thanh Xuân nổi lên như một điểm sáng rực rỡ, nơi hội tụ những giá trị nhân văn, tri thức và khát vọng vươn xa. Được thành lập theo Quyết định số 2689/QĐ-UBND ngày 22/7/2016 của UBND quận Thanh Xuân, ngôi trường tọa lạc tại 203 Nguyễn Huy Tưởng, phường Thanh Xuân Trung, không chỉ là một cơ sở giáo dục chất lượng cao mà còn là biểu tượng của sự nỗ lực, tận tâm và sáng tạo trong hành trình đào tạo thế hệ trẻ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/3/2025: Tuổi Thân chú ý sức khỏe, tuổi Sửu thu nhập đảm bảo

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/3/2025: Tuổi Thân chú ý sức khỏe, tuổi Sửu thu nhập đảm bảo

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 10/3/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Chỉ số sản xuất ngành chế biến, chế tạo tăng 20% trong tháng 2/2025

Chỉ số sản xuất ngành chế biến, chế tạo tăng 20% trong tháng 2/2025

Chỉ số sản xuất toàn ngành công nghiệp 2 tháng đầu năm tăng 7,2% so với cùng kỳ năm trước. Trong đó, ngành chế biến, chế tạo tăng 20% so với cùng kỳ.
Hai nhà khoa học nữ của ĐH Bách khoa Hà Nội, ĐH Quốc gia TP.HCM được trao giải thưởng Kovalevskaia 2024

Hai nhà khoa học nữ của ĐH Bách khoa Hà Nội, ĐH Quốc gia TP.HCM được trao giải thưởng Kovalevskaia 2024

PGS.TS Nguyễn Minh Tân và PGS.TS Đặng Thị Mỹ Dung được trao giải thưởng Kovalevskaia năm 2024 vì có thành tích xuất sắc trong nghiên cứu khoa học và ứng dụng vào thực tiễn.
Chuyển đổi xanh để đón đầu trong ngành hàng hải

Chuyển đổi xanh để đón đầu trong ngành hàng hải

Với lợi thế về địa lý, ngành công nghiệp tàu thủy Việt Nam đang và sẽ đón nhận nhiều cơ hội từ môi trường vĩ mô và xu hướng phát triển của thị trường nhất là trong ngành công nghiệp đóng tàu.
Thống đốc NHNN: Cân đối giữa cho vay và nguồn vốn huy động làm nhà ở xã hội tránh rủi ro

Thống đốc NHNN: Cân đối giữa cho vay và nguồn vốn huy động làm nhà ở xã hội tránh rủi ro

Theo Thống đốc NHNN Nguyễn Thị Hồng, ngân hàng huy động vốn của nguời dân là huy động ngắn hạn, còn cho vay làm dự án là cho vay dài hạn do đó việc cân đối giữa cho vay và nguồn vốn huy động rất quan trọng để tránh việc khi người dân cần rút tiền mà tổ chức tín dụng chưa thu hồi được từ người vay, gây rủi ro cho ngân hàng.
Ông Lê Quang Vinh giữ chức Tổng giám đốc Vietcombank

Ông Lê Quang Vinh giữ chức Tổng giám đốc Vietcombank

Ông Lê Quang Vinh - Ủy viên Ban Thường vụ Đảng ủy, Phó Tổng Giám đốc phụ trách Ban điều hành Vietcombank giữ chức vụ Phó Bí thư Đảng ủy, Thành viên HĐQT, Tổng Giám đốc ngân hàng kể từ ngày 07/3/2025.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/3/2025: Tuổi Sửu gặp nhiều may mắn, tuổi Tỵ cần phải cẩn trọng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/3/2025: Tuổi Sửu gặp nhiều may mắn, tuổi Tỵ cần phải cẩn trọng

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 9/3/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Bí thư Hà Nội Bùi Thị Minh Hoài: Quyết tâm nhanh chóng đưa Nghị quyết số 57 vào đời sống Thủ đô

Bí thư Hà Nội Bùi Thị Minh Hoài: Quyết tâm nhanh chóng đưa Nghị quyết số 57 vào đời sống Thủ đô

Bà Bùi Thị Minh Hoài nêu rõ, ngay sau khi Bộ Chính trị ban hành Nghị quyết số 57-NQ/TƯ, Thường trực, Ban Thường vụ Thành ủy đã họp bàn xác định rõ đây là nhiệm vụ chính trị quan trọng, quyết tâm đi đầu, triển khai nhanh chóng đưa Nghị quyết vào đời sống Thủ đô bảo đảm không có độ trễ.
Robot ‘biến hình’ lấy cảm hứng từ Origami

Robot ‘biến hình’ lấy cảm hứng từ Origami

Một cấu trúc nhựa dạng khối lập phương có thể biến đổi thành hơn 1.000 hình dạng khác nhau.
Quảng cáo
qc-may-tinh