Luận văn tốt nghiệp hệ thống hỗ trợ lái trên ô tô

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG HỖ TRỢ LÁI TRÊN Ô TÔ GVHD:TS Nguyễn Lý Thiên Trường SV: Nguyễn Hữu Thuận MSSV: 1613428 TP.Hồ Chí Minh 15 /09/2020 Nội dung Giới thiệu tổng quan Nhiệm vụ đề tài Đặc tả hệ thống Thiết kế phần cứng Phát triển phần mềm Kết thực Kết luận hướng phát triển Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Giới thiệu tổng quan Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Nhiệm vụ đề tài Tóm tắt nộiPi dung bạn Tìm hiểu bo mạch Raspberry 4, Tiva C mạch cảm biến Nh iệm vụ * Nhiệm vụ lý thuyết iệm h N vụ ngắn gọn Tìm hiểu hệ điều hành thời gian thực FreeRTOS iệ h N m vụ Tìm hiểu kỹ thuật xử lý ảnh, thư viện OpenCV, mạng CNN * Nhiệm vụ thiết kế ụ v Thiết kế tính nhận dạng đường dùng thư viện OpenCV m ệ i Nh vụ Thiết kế tính nhận dạng biển báo giao thơng m ệ i Nh ụ v Thiết kế tính phát vật cản chuyển m ệ i Nh Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Đặc tả hệ thống Chức hệ thống: Chức Nhận dạng đường Chức Nhận dạng biển báo giao thông Chức Phát cản chuyển Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Thiết kế phần cứng 4.1 Sơ đồ khối tổng quát: Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Thiết kế phần cứng 4.2 Khối cung cấp nguồn Pin Lipo Mạch giảm áp DC 5V-3A Mạch giảm áp DC LM2596 Mạch giảm áp 5V-3A Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Thiết kế phần cứng 4.3 Khối nhận diện đường Raspberry Pi Camera 5MP Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Thiết kế phần cứng 4.4 Khối nhận diện biển báo Raspberry Pi Camera 5MP Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 Thiết kế phần cứng 4.4 Khối nhận diện biển báo Raspberry Pi 4: - Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz - Có lựa chọn RAM: 1GB, 2GB 4GB LPDDR4-2400 SDRAM - Wifi chuẩn 2.4 GHz 5.0 GHz IEEE 802.11ac Bluetooth 5.0, BLE - Cổng mạng Gigabit Ethernet - cổng USB 3.0 cổng USB 2.0 - Chuẩn 40 chân GPIO, tương thích với phiên trước - Hỗ trợ cổng hình chuẩn Micro HDMI với độ phân giải lên tới 4K - Cổng MIPI DSI - Cổng MIPI CSI … Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 10 Phát triển phần mềm 5.3 Các tác vụ thực FreeRTOS Tiva C Tác vụ 5: Điều khiển hệ thống cảnh báo Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 29 Phát triển phần mềm 5.4 Chương trình tránh vật cản Sơ đồ giải thuật chương trình tránh vật cản Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 30 Phát triển phần mềm 5.4 Chương trình tránh vật cản Sơ đồ giải thuật chương trình rẽ trái: Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 31 Phát triển phần mềm 5.4 Chương trình tránh vật cản Sơ đồ giải thuật chương trình rẽ phải: Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 32 Kết 6.1.Phía trước xe: Raspberry_2 Camera_2 Camera_1 Raspberry_1 Đèn báo rẽ phải Đèn báo rẽ trái Cảm biến hồng ngoại trái Cảm biến hồng ngoại phải Cảm biến lazer Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 33 Kết 6.3 Bên phải xe: Cảm biến hồng ngoại góc trái Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Cảm biến hồng ngoại bên trái Nguyễn Hữu Thuận Cảm biến tốc độ encoder 15/9/2020 34 Kết 6.4 Phía sau xe: Tiva C Đèn báo rẽ trái Nguồn pin Đèn báo rẽ phải Cảm biến hồng ngoại vật chuyển động Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 35 Kết 6.6 Đoạn đường chạy thử nghiệm Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 36 Kết 6.7 Chương trình nhận dạng đường: Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 37 Kết 6.8 Chương trình nhận dạng biển báo: Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 38 Kết 6.9 Các bảng số liệu Bảng 1: Kết nhận dạng đường Tốc độ Số lần thử nghiệm Số lần chạy Tỉ lệ chạy chính xác xác Thấp (~0.5m/s) 100 95 95% Trung bình (~0.8m/s) 100 63 63% Cao (~1.2m/s) 100 45 45% Bảng 2: Kết phát vật cản chuyển Tốc độ Số lần thử Số lần thực Tỉ lệ thực nghiệm xác xác Thấp (~0.5m/s) 100 97 97% Trung bình (~0.8m/s) 100 85 85% Cao (~1.2m/s) 100 72 72% Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 39 Kết 6.9 Các bảng số liệu Bảng 3: Kết nhận dạng biển báo Tên biển báo Biển báo giới hạn tốc độ 80 km/h Số lần thử nghiệm Số lần nhận dạng Tỉ lệ nhận dạng xác xác 90 90% 100   Biển báo giới hạn tốc độ 30 km/h 100 87 87% Biển báo giới hạn tốc độ 10 km/h 100 95 95% Biến báo dừng 100 93 93% Biển báo rẽ trái 100 86 86% Biển báo rẽ phải 100 65 65% Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 40 Kết luận, hướng phát triển Nhận xét: Hệ thống hoạt động đạt yêu cầu điều kiện xe chạy tốc độ thấp trung bình Ưu điểm: * Nhận diện được đường đánh lái xe lệch đường * Nhận biết vài biển báo thực thi theo yêu cầu * Dừng xe gặp vật cản đánh lái điều kiện xung quanh cho phép * Phát tín hiệu cảnh báo điều kiện cần thiết Khuyết điểm: * Hệ thống đánh lái chưa hoạt động linh hoạt * Chưa nhận biết hết tất biển báo ngồi thực tế Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 41 Kết luận, hướng phát triển Trang bị hệ thống định vị GPS kết nối internet Tích hợp ứng dụng Google Maps Nâng cấp giải thuật để nhận diện nhiều biển báo Tối ưu phần cứng phần mềm để nhận diện nhiều điều kiện ánh sáng thực tế Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 42 CẢM ƠN CÁC THẦY CƠ ĐÃ LẮNG NGHE Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử-LVTN Nguyễn Hữu Thuận 15/9/2020 43