Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Thiết kế hệ thống hỗ trợ đậu xe ô tô điều khiển thông qua bluetooth tìm hiểu và thiết kế hệ thống hỗ trợ đậu xe ô tô thông qua bluetooth. Hệ thống phục vụ cho người lái trong việc đỗ xe nhằm tăng tính chính xác, giảm thao tác điều khiển, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu va chạm không mong muốn.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐẬU XE Ô TÔ ĐIỀU KHIỂN THÔNG QUA BLUETOOTH Phùng Văn Mạnh*, Nguyễn Duy Luật*,Phùng Bá Hùng* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh (HUTECH) GVHD: ThS Trần Duy Cường TĨM TẮT Đề tài tìm hiểu thiết kế hệ thống hỗ trợ đậu xe ô tô thông qua bluetooth Hệ thống phục vụ cho người lái việc đỗ xe nhằm tăng tính xác, giảm thao tác điều khiển, tiết kiệm thời gian giảm thiểu va chạm không mong muốn Hệ thống hoạt động theo ba bước xử lý: nhận lệnh điều khiển từ thiết bị di động thơng qua bluetooth, tính tốn xử lí điều khiển động kiểm tra khoảng cách an toàn tránh va chạm Từ khóa: bluetooth, đậu xe tơ, điều khiển, động cơ, an toàn GIỚI THIỆU Ngày với phát triển không ngừng người hướng tới xây dựng hệ thống giao thông thông minh (ITS) [1], công nghệ đỗ xe tự động phần thiếu để xây dựng nên xe thông minh, với nghiên cứu cải tiến không ngừng ngày công nghệ trở nên phổ biến tích hợp ngày nhiều hãng xe Audi, BMW, Ford, Land Rover, Mercedes-Benz, Nissan, Toyota… hệ thống đỗ xe tự động sử dụng để giúp tài xế công viên an tồn nhanh chóng Hơn nữa, thời gian đỗ xe ngắn làm giảm tác động tiêu cực trình đỗ xe giao thông đường Công nghệ đỗ xe tự động hình thành dựa việc tính tốn quỹ đạo q trình đỗ xe dựa mơ hình động học xe sư kết hợp cảm biến để kiểm tra tính an tồn q trình đỗ xe [2] Các vấn đề mơ hình mơi trường phức tạp hiệu tính tốn thấp vấn đền thường gặp phải phương pháp lập kế hoạch quỹ đạo có Để giải vấn đề này, phương thức tính tốn để có quỹ đạo tối ưu việc đỗ xe cách giải vấn đề kiểm soát tối ưu đề xuất Mơ hình động học xe, ràng buộc tránh chướng ngại vật ràng buộc điểm cuối thiết lập Khoảng cách đỗ xe khoảng cách di chuyển tổng thể ngắn đặt hàm chi phí vấn đề kiểm sốt tối ưu, thiết lập để mô tả vấn đề lập kế hoạch quỹ đạo đỗ xe Để cải thiện hiệu tính tốn trực tuyến theo thời gian thực, giai đoạn đỗ xe dọc, liệu quỹ đạo thích hợp chọn đốn ban đầu tính tốn trực tuyến theo vị trí bắt đầu thực tế bãi đậu xe Sau đó, phương pháp Gauss pseudospectral method (GPM) sử dụng để có quỹ đạo đỗ dọc [3,4,5] 135 Kết hợp việc tính tốn quỹ đạo việc đỗ xe với việc truyền thông qua Bluetooth tạo nên hệ thống mang nhiều ưu điểm dễ tiếp cận với người dùng, kết nối an toàn nhanh chóng, tiêu tốn lượng Tất điều mang tới hướng phát triển đáng mong đợi cho người điều khiển THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Định hướng ứng dụng hệ thống hướng tới tối ưu việc tính tốn tối ưu quỹ giúp giảm thời gian đậu đỗ, điều khiển nhanh chóng dễ dàng qua Bluetooth, đảm bảo an tồn hệ thống thơng qua cảm biến Từ hướng tới loại bỏ hồn tồn tác động điều khiển người mà đảm bảo tính an tồn cho hệ thống, giúp cho người điều khiển tiết kiểm khoản thời gian đỗ xe tránh khỏi rủi ro xảy trình đỗ Nguyên lý hoạt động: Sau vào bãi xác định khoảng trống để đỗ xe, người lái điều khiển xe tới gần, thân xe chuyển dọc theo phương vng góc với vị trí đỗ Sau người người điều khiển khỏi xe lệnh đỗ xe điện thoại thơng kết nối Bluetooth với xe, việc đỗ xe vào vị trí hệ thống thực thơng qua thuật tốn tính quỹ đạo lập trình sẵn với việc kết hợp cảm biến Hình 1a: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển Hình 1b: Mơ hình 3D bãi giữ xe MƠ HÌNH ĐỘNG HỌC CỦA XE 136 Theo nguyên lý tay lái Ackerman, tất bánh xe nằm trạng thái lăn, xe khơng bị ảnh hưởng lực bên q trình đỗ xe Do đó, trượt bánh xe bị bỏ qua, trục lái bánh trước giao trục bánh sau Trên sở này, mơ hình động học xe bãi đậu xe tự trị xây dựng Hình 2, r(x, y) biểu thị trung tâm trục sau; v Đề cập đến tốc độ trung tâm trục sau; O trung tâm quay vòng tức thời xe; f r biểu thị hệ thống treo trước đình phía sau xe, tương ứng; d viết tắt chiều rộng xe; L chiều dài sở xe;𝜑 viết tắt góc xoay bánh trước; θ vận tốc góc Các điểm A, B, C D bốn đỉnh thân xe Hình 2: Mơ hình động học xe Theo mơ hình động học xe, phương trình vi phân động học thu sau: Trong a j đề cập đến gia tốc xe độ giật xe, θ biểu thị vận tốc góc lắc bánh trước, 𝑡0 𝑡𝑓 thời điểm thời điểm cuối Theo mối quan hệ hình học, giá trị tọa độ A, B, C D thu điểm trung tâm trục sau R (X, Y) sau: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Các kết mô đạt thông qua việc mô xử dụng phần mềm Matlab: 137 Hình 3: Kết mơ matlab 138 KẾT QUẢ THI CƠNG SẢN PHẨM Hình 4a: Sơ đồ nguyên lý xe điều khiển Arduino Hình 4b: Sản phẩm thực tế Hình 4c: App điều khiển thông qua Bluetooth TÀI LIỆU THAM KHẢO Intelligent Transport Systems (ITS), Introduction Guide, Version 1.1,August 2016, Japan Society of Civil Engineers (JSCE), The Asian Civil Engineering Coordinating Council (ACECC) M Swan, Connected car: quantified self becomes quantified car, J Sensor Actuator Networks (1) (2015) 2–29 Garg, D.; Hager, W.W.; Rao, A.V Pseudospectral methods for solving infinite-horizon optimal control problems Automatica 2011, 47, 829–837 [CrossRef] 139 Huntington, G.T.; Rao, A.V Optimal reconfiguration of spacecraft formations using the Gauss pseudospectral method J Guid Control Dynam 2008, 31, 689–698 [CrossRef] De Groote, F.; Kinney, A.L.; Rao, A.V.; Fregly, B.J Evaluation of direct collocation optimal control problem formulations for solving the muscle redundancy problem Ann Biomed Eng 2016, 44, 2922–2936 [CrossRef] Vega-Brown, W.; Roy, N Asymptotically optimal planning under piecewise-analytic constraints In Algorithmic Foundations of Robotics XII; Goldberg, K., Abbeel, P., Bekris, K., Miller, L., Eds.; Springer: New York, NY, USA, 2020; pp 528–543 Dijkstra, E.W A note on two problems in connexion with graphs Numer Math 1959, 1, 269–271 [CrossRef] Dechter, R.; Pearl, J Generalized best-first search strategies and the optimality of A* J ACM 1985, 32, 505–536 [CrossRef] Kim, C.; Suh, J.; Han, J.H Development of a hybrid path planning algorithm and a bio-inspired control for an omni-wheel mobile robot Sensors 2020, 20, 4258 [CrossRef] [PubMed] 10 Siméon, T.; Laumond, J.P.; Nissoux, C Visibility-based probabilistic roadmaps for motion planning 11 Bluetooth controlled car fault in catching signals https://forum.arduino.cc/t/bluetooth-controlled-car-faultin-catching-signals/949012 12 Arduino Ultra sonic sensor car : https://forum.arduino.cc/t/arduino-ultra-sonic-sensor-car/931452 140 ... người điều khiển THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Định hướng ứng dụng hệ thống hướng tới tối ưu việc tính tốn tối ưu quỹ giúp giảm thời gian đậu đỗ, điều khiển nhanh chóng dễ dàng qua Bluetooth, ... đỗ xe, người lái điều khiển xe tới gần, thân xe chuyển dọc theo phương vng góc với vị trí đỗ Sau người người điều khiển khỏi xe lệnh đỗ xe điện thoại thơng kết nối Bluetooth với xe, việc đỗ xe. .. 137 Hình 3: Kết mơ matlab 138 KẾT QUẢ THI CÔNG SẢN PHẨM Hình 4a: Sơ đồ nguyên lý xe điều khiển Arduino Hình 4b: Sản phẩm thực tế Hình 4c: App điều khiển thông qua Bluetooth TÀI LIỆU THAM KHẢO
