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
Tích hợp công nghệ tự động hóa vào phương tiện giao thông xanh

Tích hợp công nghệ tự động hóa vào phương tiện giao thông xanh

Công nghệ tự động hóa không chỉ giúp các phương tiện giao thông xanh trở nên hiệu quả hơn mà còn góp phần quan trọng vào việc giảm phát thải carbon và bảo vệ môi trường. Các ứng dụng công nghệ tự động hóa trong phương tiện giao thông xanh đang ngày càng đa dạng.
Truy xuất nguồn gốc hàng hóa bằng công nghệ chính là nền tảng chống lại nạn hàng giả

Truy xuất nguồn gốc hàng hóa bằng công nghệ chính là nền tảng chống lại nạn hàng giả

Trước vấn nạn kinh doanh hàng giả, hàng xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ ngày càng gia tăng, phức tạp. Tại Việt Nam thời gian qua các doanh nghiệp đã ứng dụng rất nhiều giải pháp, tuy vậy nạn sản xuất hàng giả ngày càng tinh vi, nên đã có rất nhiều trường hợp sản phẩm bị giả mạo và nhái luôn cả những chiếc tem chống hàng giả.
Giao thông xanh vì một Việt Nam phát triển bền vững

Giao thông xanh vì một Việt Nam phát triển bền vững

Giao thông xanh đóng vai trò quan trọng trong “xanh hoá” nền kinh tế và phát triển bền vững bằng cách giảm khí thải, tiết kiệm năng lượng, thúc đẩy công nghệ xanh, cải thiện chất lượng sống và phát triển đô thị thông minh. Đồng thời, nó giúp tăng cường công bằng xã hội, thích ứng với biến đổi khí hậu và tạo nền tảng cho một hệ thống giao thông hiệu quả, thân thiện với môi trường.
Nhận định phiên giao dịch ngày 16/4: Có thể kiểm định lại vùng hỗ trợ quanh mốc 1.220 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 16/4: Có thể kiểm định lại vùng hỗ trợ quanh mốc 1.220 điểm

Thị trường vừa có phiên điều chỉnh khi áp lực chốt lời lan rộng, đặc biệt ở nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn và các ngành xuất khẩu chịu tác động từ chính sách thuế mới của Mỹ. Nhiều khả năng, VN Index sẽ kiểm định vùng hỗ trợ quanh mốc 1.220 điểm trong phiên giao dịch ngày 16/4. Nhà đầu tư nên thận trọng, ưu tiên quan sát phản ứng thị trường trước khi giải ngân.
Giảm thiểu ô nhiễm không khí cần sớm có giải pháp để đạt mục tiêu đề ra

Giảm thiểu ô nhiễm không khí cần sớm có giải pháp để đạt mục tiêu đề ra

Chia sẻ với Tạp chí Tự động hóa Ngày nay, TS. Hoàng Dương Tùng - Chủ tịch Mạng lưới không khí sạch Việt Nam cho rằng, tình trạng ô nhiễm không khí đang xảy ra nghiêm trọng, nhất là tại các thành phố lớn, đô thị đông dân. Vì vậy, cần có giải pháp tổng thể để giảm thiểu các nguồn gây ô nhiễm là các phương tiện giao thông sử dụng xăng, dầu,…
Các cơ sở giáo dục đại học Hà Nội đồng lòng phát triển kinh tế - xã hội Thủ đô và đất nước

Các cơ sở giáo dục đại học Hà Nội đồng lòng phát triển kinh tế - xã hội Thủ đô và đất nước

Sáng ngày 15/4, Đảng ủy Khối các trường đại học, cao đẳng Hà Nội phối hợp với Đại học Bách khoa Hà Nội, Ban Quản lý các khu công nghệ cao và khu công nghiệp Thành phố Hà Nội - tổ chức Hội thảo khoa học "Giải pháp thực hiện Nghị quyết 57-NQ/TW đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia trong cơ sở giáo dục đại học, cao đẳng góp phần phát triển kinh tế - xã hội của Thủ đô và đất nước".
Thị trường chứng khoán ngày 15/4: Áp lực chốt lời lan rộng

Thị trường chứng khoán ngày 15/4: Áp lực chốt lời lan rộng

Sau ba phiên tăng gần 150 điểm, thị trường đã có sự điều chỉnh vào phiên ngày 15/4. Diễn biến này diễn ra trong bối cảnh tâm lý nhà đầu tư bắt đầu có dấu hiệu thận trọng, đặc biệt là đối với những nhóm ngành đang chịu ảnh hưởng trực tiếp từ chính sách thuế quan mới của Mỹ, như khu công nghiệp, thủy sản và các doanh nghiệp xuất khẩu.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/4/2025: Tuổi Dần một ngày vui vẻ, tuổi Mùi trục trặc công việc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/4/2025: Tuổi Dần một ngày vui vẻ, tuổi Mùi trục trặc công việc

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 16/4/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Triển vọng phát triển kỹ thuật bảo vệ thích ứng cho động cơ điện khỏi sự ngắn mạch

Triển vọng phát triển kỹ thuật bảo vệ thích ứng cho động cơ điện khỏi sự ngắn mạch

Bài viết giới thiệu kỹ thuật bảo vệ thích ứng được phát triển cho động cơ điện khi có sự cố ngắn mạch bên trong và bên ngoài động cơ điện.
BIDV và IMG đồng hành phát triển bền vững

BIDV và IMG đồng hành phát triển bền vững

Ngày 10/04/2025 tại TP.Hồ Chí Minh, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) và Công ty Cổ phần Đầu tư IMG (IMG) đã ký Thỏa thuận hợp tác toàn diện giai đoạn 2025-2030, đánh dấu bước phát triển mới trong quan hệ giữa hai bên, đồng thời mở ra nhiều cơ hội hợp tác vì mục tiêu chung trên hành trình phát triển bền vững.
siement
Quảng cáo
moxa