Hcmute ứng dụng aurasma mô phỏng bơm cao áp động cơ diesel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG AURASMA MÔ PHỎNG BƠM CAO ÁP ĐỘNG CƠ DIESEL MÃ SỐ:T2019-07GVT SKC 0 7 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2020 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG GIẢNG VIÊN TRẺ ỨNG DỤNG AURASMA MÔ PHỎNG BƠM CAO ÁP ĐỘNG CƠ DIESEL Mã số: T2019-07GVT Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Tấn Ngọc TP HCM, 04/2020 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG GIẢNG VIÊN TRẺ ỨNG DỤNG AURASMA MÔ PHỎNG BƠM CAO ÁP ĐỘNG CƠ DIESEL Mã số: T2019-07GVT Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Tấn Ngọc TP HCM, 04/2020 Luan van DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Họ tên Đơn vị công tác Nội dung nghiên cứu cụ thể lĩnh vực chuyên môn giao Nguyễn Tấn Trường - Nghiên cứu lý thuyết hệ Ngọc ĐHSPKT.TPHCM thống nhiên liệu động Chữ ký Diesel - Nghiên cứu cấu tạo nguyên lý bơm cao áp Diesel - Thu thập liệu - Mô bơm cao áp Diesel - Ứng dụng tảng Aurasma xây dựng bơm cao áp Diesel - Xây dựng phần mềm chạy tảng Android ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Tên đơn vị ngồi nước Nội dung phối hợp nghiên cứu Họ tên người đại diện đơn vị Luan van MỤC LỤC Trang tựa Trang Danh sách thành viên tham gia đề tài đơn vị phối hợp Mục lục Danh sách chữ viết tắt Thông tin kết nghiên cứu tiếng Việt Information on research results Mở đầu Chương 1: Cơ sở lý thuyết 12 1.1 Bơm cao áp PF 12 1.2 Bơm cao áp PE 21 1.3 Bơm cao áp VE 34 Chương 2: Xây dựng thư viện 3D 49 2.1 Giới thiệu phần mềm SolidWorks 49 2.2 Phương án xây dựng 3D model 56 Chương 3: Xây dựng phần mềm AR cho Android 66 3.1 Phân loại thực tế ảo 66 3.2 Giới thiệu phần mềm Unity 70 3.3 Xây dựng phần mềm Android Unity 75 3.4 Sử dụng phần mềm 80 Chương 4: Kết luận hướng phát triển 83 4.1 Kết đề tài 83 4.2 Hướng phát triển 83 Tài liệu tham khảo 84 Luan van DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ TRANG AR: Augmented Reality VR: Virtual Reality PSI: Pounds per Square inch 22 MR: Mixed Reality 69 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, ngày 02 tháng 04 năm 2019 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: ỨNG DỤNG AURASMA MÔ PHỎNG BƠM CAO ÁP ĐỘNG CƠ DIESEL - Mã số: T2019-07GVT - Chủ nhiệm: ThS Nguyễn Tấn Ngọc - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 12 tháng Mục tiêu: Nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm cao áp động Diesel 3D hoạt động tảng Aurasma phục vụ cho việc giảng dạy, học tập nghiên cứu Tính sáng tạo: - Nghiên cứu lý thuyết hệ thống nhiên liệu động Diesel - Nghiên cứu cấu tạo nguyên lý bơm cao áp Diesel - Thu thập liệu - Mô bơm cao áp Diesel - Ứng dụng tảng Aurasma xây dựng bơm cao áp Diesel Kết nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết hệ thống nhiên liệu động Diesel - Nghiên cứu cấu tạo nguyên lý bơm cao áp Diesel - Xây dựng app Android ứng dụng AR cho hệ thống bơm cao áp Diesel Sản phẩm: Sản phẩm khoa học: - Số báo có danh mục Hội đồng Chức danh giáo sư nhà nước (Ghi rõ tên tạp chí): 01, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật Sản phẩm đào tạo (cao học, nghiên cứu sinh): Luan van Sản phẩm ứng dụng: - App Android AR bơm cao áp Diesel Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Phương thức chuyển giao Thông qua trung tâm chuyển giao công nghệ trường ĐHSPKTTPHCM - Địa ứng dụng Các trường đại học, cao đẳng trung học chuyên nghiệp có chun ngành khí động lực Các sở dạy nghề Trưởng Đơn vị (ký, họ tên) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Luan van INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: APPLYING AUSRASMA IN BULDING ANDROID APP FOR DIESEL HIGH PRESSURE PUMP Code number: T2019-07GVT Coordinator: Msc Nguyen Tan Ngoc Implementing institution: Ho Chi Minh City University of Technology and Education Duration: 12 months Objective(s): - Investigate the principle of Diesel high pressure pump - Build the library for Diesel high pressure pump - Design the AR app for Android Creativeness and innovativeness: - Building the library for Diesel high pressure pump - Applying the AR technology in studying and teaching via Android app Research results: - Investigate the principle of Diesel high pressure pump - Build the library for Diesel high pressure pump - Design the AR app for Android Products: - Paper: 1, Journal of Technical Education Science - AR app for Android Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: - The product can be using in teaching at universities, colleges and other school in the automotive field Luan van MỞ ĐẦU Tổng quan: Với công nghệ liên tục thay đổi ngày nay, ngày nhiều người lớn lên với thiết bị công nghệ đại hầu hết sinh viên ngày điều trang bị thiết bị đại máy tính xách tay, máy tính bảng Smartphone Trong thời đại mà Smartphone thiết bị điện tử khác gần hoàn thiện đáp ứng nhu cầu người mặt liên lạc, giải trí học tập, người có xu hướng giải vấn đề liên quan đến công việc vài thao tác đơn giản hình Chính thế, việc tạo môi trường học tập mẻ, sinh động nhờ ứng dụng đơn giản, tiện lợi giúp phát huy tối đa kĩ học tập học sinh, sinh viên Và nữa, công nghệ kỹ thuật ô tô ngành cơng nghệ phát triển bật tồn giới Công nghệ ngày “ô ạt” cập nhật cách tiếp cận lại khó khăn thiết người tiêu dùng hầu hết kỹ thuật viên, khách hàng, kỹ sư kỹ thuật… sinh viên Việc kết hợp học lý thuyết với hình ảnh minh họa, video mô thực tế chọn lọc hệ thống hóa cách đại phần mền Android cung cấp cho sinh viên công cụ hỗ trợ trực quan cách nhanh chóng, dễ dàng tiền đề cho phát triển kiến thực tiếp cận sinh viên ngành ô tô phương pháp học tập Hiện công nghệ thực tế ảo áp dụng vào nhiều lĩnh vực giải trí, kinh tế, y học, xây dựng, … cơng nghệ áp dụng nghành tơ điều dễ hiểu giúp q trình giảng dạy giáo viên thêm sinh động, lôi Đề tài “ỨNG DỤNG AURASMA MÔ PHỎNG BƠM CAO ÁP ĐỘNG CƠ DIESEL” với mục đích giúp hỗ trợ cho việc giảng dạy giảng viên học tập sinh viên thời kì cơng nghệ 1.2 Tình hình nghiên cứu đề tài: 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước: Luan van Hình 3.24 Bơm cao áp PF Hình 3.25 Hình thực tế ảo bơm cao áp PE Hình 3.26 Bộ phận bên bơm cao áp PE 82 Luan van CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết đề tài: Đề tài trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PF, PE, VE Giới thiệu ứng dụng thực tế ảo, có hiểu biết tổng quan cơng nghệ tương tác thực tế ảo tăng cường AR (Augmented Reality) Ứng dụng thành công công nghệ thực tế ảo vào việc tự học hệ thống bơm cao áp PF, PE, VE Một số kết cụ thể: - Xây dựng vật thể 3D phần mềm Solidwork - Cấu tạo thư viện phần mềm Unity3D - Phương pháp upload vật thể 3D - Phương pháp hiệu chỉnh vật thể 3D Một số khuyết điểm: - Chưa mô động 3D chi tiết bơm cao áp - Thư viện 3D chưa đủ lớn - Phần tốc chưa mô động 3D hoạt động riêng biệt chế độ - Chưa chỉnh màu sắc cho khối 3D 4.2 Hướng phát triển: Xây dựng thư viện thực tế ảo hồn thiện Mơ động chi tiết 3D riêng biệt Mô động hệ thống theo chế độ Giảm độ lớn phần mềm Chỉnh màu sắc riêng biệt cho khối 3D 83 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công nghệ thực tế ảo người Việt gây ý diễn đàn khởi nghiệp quốc tế, Internet https://ehealth.gov.vn/?action=News&newsId=43480 [2] Mạng 5G: Xu thời đại, tính tích cực vấn đề an ninh, Internet http://tcnn.vn/news/detail/44171/Mang-5G-Xu-the-thoi-dai-tinh-tich-cuc-va-van-dean-ninh.html [3] Thomas D.Goddard, Alan A.Brilliant, Thomas L.Skillman, StevenVergenz, JamesTyrwhitt-Drake, Elaine C.Meng, Thomas E.Ferrin, Molecular Visualization on the Holodeck, Journal of Molecular Biology Vol 430, 2018 [4] Anatomy 4D: using AR to teach human body structure, Internet https://scarfedigitalsandbox.teach.educ.ubc.ca/anatomy-4d-using-ar-to-teach-human-bodystructure/ [5] KS Lê Xuân Tới, ThS Châu Quang Hải, Thực tập động Diesel, 2008 [6] ThS Nguyễn Văn Trạng, Động đốt 1, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM, 2005 [7] Nguyễn Tất Tiến Nguyễn Văn Bình, Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong, NXB Giáo Dục, 1994 [8] Konrad Reif Ed, Diesel Engine Management, Springer Vieweg, 2015 [9] Robert Bosch, In-Line Injection Pump, Robert Bosch GmbH, 1994 [10] Robert Bosch, Diesel distributor fuel-injection pumps, Robert Bosch GmbH, 1999 [11] TS Nguyễn Hồng Thái, Giáo trình SolidWorks, 2016 [12] D Planchard, SolidWorks 2016 Reference Guide: A comprehensive reference guide with over 250 standalone tutorials, SDC Publications, 2015 [13] Pratik Mahale, Shireesha Yeddu, Android-based Augmented Reality to Enhance Education System, International Journal of Computer Applications, 2016 84 Luan van [14] R Silva, J C Oliveira, G A Giraldi, Introduction to Augmented Reality, National Laboratory for Scientific Computation, 2003 [15] Yixuan Zhang, Real-time SLAM for Humanoid Robot Navigation Using Augmented Reality, USimon Fraser University, 2014 [16] Indah Wahyu Puji Utami, Ismail Lutfi, Slamet Sujud Purnawan Jati, Muhammad Yusuf Efendi, Effectivity of Augmented Reality as Media for History Learning, International Journal of Emerging Technologies in Learning, Vol 14, No 16, 2019 [17] Steve Mann, Tom Furness, Yu Yuan, Jay Iorio, Zixin Wang, All Reality: Virtual, Augmented, Mixed (X), Mediated (X, Y), and Multimediated Reality, 2018 [18] Yuichi Ohta, Hideyuki Tamura, Mixed Reality: Merging Real and Virtual World, Springer, 2014 [19] Karen K Garrison, Math Alive: Fostering parent participation in the math curriculum through learning communities, ProQuest Dissertations Publishing, 2007 [20] Shuxia YangBing Mei, Xiaoyu Yue, Mobile Augmented Reality Assisted Chemical Education: Insights from Elements 4D, Journal of Chemical Education 2014, 2014 [21] Jennifer Herron, Augmented Reality in Medical Education and Training, Journal of Electronic Resources in Medical Libraries, Volume 13, Issue 2, 2016 [22] Tony Liao, Lee Humphreys, Layar-ed places: Using mobile augmented reality to tactically reengage, reproduce, and reappropriate public space, New Media & Society Journal, 2015 [23] Ryan Henson Creighton, Unity 3D game development by example: A Seat-ofyour-pants manual for building fun, groovy little games quickly, Packt Publishing Ltd, 2010 85 Luan van Luan van ỨNG DỤNG AUGMENTED REALITY TRONG VIỆC GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BƠM CAO ÁP DIESEL APPLYING AUGMENTED REALITY ON THE TEACHING AND STUDYING DIESEL HIGH PRESSURE PUMP Nguyen Tan Ngoc1 Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM TÓM TẮT Hiện nay, động Diesel chiếm vai trò quan trọng giao thông vận tải Việt Nam Một thành phần động Diesel bơm cao áp, thành phần yếu hệ thống nhiên liệu động Bơm cao áp PF, PE VE sử dụng nhiều phương tiện giao thông vận tải ô tô, tàu thủy máy kéo, Việt Nam Bài báo nhằm giới thiệu việc ứng dụng augmented reality việc giảng dạy học tập bơm cao áp Diesel PF, PE, VE trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh Augmented reality (AR), hay gọi thực tế ảo tăng cường, công nghệ giúp cho việc giảng dạy trở nên thực tế Người học dễ dàng tiếp cận thực tế cách chân thật mà không cần sử dụng vật thể thực tế Từ khóa: augmented reality; diesel, thực tế ảo tăng cường; VE; PF; PE ABSTRACT Nowadays, Diesel engine is still a major part of the transportation around the world, especially in Vietnam The high pressure pump is one of the key factor resulting in the working performance of the engine The high pressure pump; such as PF, PE or VE; is applied in lots of transportation, such as car, ship, vessel,… in Vietnam This paper is an introduction for applying the augmented reality in teaching and studying diesel engine in HCMC University of Technology and Education, focusing on the diesel high pressure pump Augmented reality (AR) is a new way of information sharing and interaction AR in education brings truly unlimited possibilities for teaching and learning process Additional reality provides the unique cognition path with immersive real-life simulations Keywords: augmented reality; diesel, transportation, VE; PF; PE GIỚI THIỆU BƠM CAO ÁP DIESEL 1.1 Bơm cao áp PF: Hệ thống nhiên liệu PF sử dụng loại động Diesel cỡ nhỏ xy lanh Yanmar, Kubota động nhiều xy lanh cỡ lớn máy phát điện, máy tàu thủy… [1, 2, 3] Luan van Nếu piston ép nhiên liệu nhiều lượng phun lớn Lằn vạt xéo lâu mở lỗ dầu nhiên liệu đưa đến kim phun nhiều Khi rãnh đứng piston nằm vị trí lỗ dầu nhiên liệu khơng bị ép dù piston có chuyển động lên xuống dầu khơng cung cấp động ngừng hoạt động 1.2 Bơm cao áp PE: Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE sử dụng phổ biến động Diesel ô tô, máy kéo, máy phát điện, tàu thủy IFA, Kamaz, Toyota, Mercedes, Hyno, Isuzu, Cummins… [1, 2, 3] Hình Cấu tạo bơm cao áp PF [4] Khi piston bơm xuống thấp nhất, nhiên liệu nạp vào xy lanh bơm qua hai lỗ dầu vào dầu xy lanh Đến kỳ phun nhiên liệu, cốt bơm điều khiển piston di chuyển lên Khi piston che hết hai lỗ dầu nhiên liệu bắt đầu nén xy lanh bơm Khi áp suất nhiên liệu tăng cao lực ép lị xo van cao áp van cao áp bắt đầu mở, nhiên liệu có áp suất cao qua van cao áp, ống dẫn dầu cao áp tới kim phun Piston tiếp tục di chuyển lên trên, lằn vạt xéo mở lỗ dầu nhiên liệu có áp suất cao xy lanh bơm thoát khoang chứa nhiên liệu thân bơm Áp suất nhiên liệu giảm đột ngột, áp lực nhiên liệu tác dụng vào van cao áp không thắng lực ép lị xo làm van cao áp đóng lại Muốn thay đổi tốc độ động cơ, ta điều khiển xoay piston qua lại Khi xoay làm xoay vòng Các vòng kéo piston xoay theo Hình Nguyên lý hoạt động piston bơm [2] Sơ đồ hệ thống nhiên liệu gồm: Thùng chứa, bơm tiếp vận, lọc nhiên liệu, bơm cao áp PE, ống dẫn cao áp, kim phun, ống dẫn dầu từ kim thùng chứa [1, 2, 3] Hình Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE [2] Nhiên liệu từ thùng chứa (1) bơm lên lọc (7) đến bơm cao áp (6) bơm tiếp vận (4) động làm việc Nhiên liệu từ lọc đưa vào xy lanh thân bơm Đến thời điểm phun nhiên liệu, cam đẩy piston ép nhiên liệu tạo áp suất cao Nhiên liệu áp cao đưa đến kim phun (9) ống dẫn dầu cao áp (8) Nhiên liệu dư kim phun hồi thùng chứa Nhờ cốt bơm có thứ tự nén phù hợp với thứ tự nổ động nên nhiên liệu đưa đến xy lanh động lúc, Tất xy lanh bơm nạp nhiên liệu vào với áp suất nhờ vào van an toàn điều khiển chung nên nhiên Luan van liệu đưa đến xy lanh động đồng [1, 2, 3] 1.3 Bơm cao áp VE: Bơm cao áp phân phối VE loại bơm cao áp có piston bơm cao áp Đặc điểm loại bơm piston bơm cao áp vừa chuyển động tịnh tiến lên xuống để ép nhiên liệu, vừa xoay tròn để phân phối dầu cao áp cho vòi phun Bơm cao áp VE có kết cấu gọn nhẹ, làm việc với độ xác cao Các ưu điểm bơm cao áp VE [1, 2, 4]: - Áp suất dầu phun luôn giữ cố định - Cung cấp lượng nhiên liệu lý tưởng vào buồng khí đốt theo chế độ động cơ, phù hợp với lượng khí nạp vào - Lượng dầu cung cấp bơm cao áp điều khiển phù hợp với tốc độ động - Bơm cao áp giúp cho động không vượt tốc độ cực đại cho phép hay tốc độ cầm chừng ấn định sẵn - Bơm cao áp ấn định thời gian phun tốc độ động tải thay đổi, định thời gian phun sớm hay muộn (có phun dầu sớm theo tải) làm cho piston chuyển động tịnh tiến lên ép nhiên liệu Piston vừa lên vừa ép nhiên liệu, rãnh phân phốt piston trùng với lỗ dầu phân phối, nhiên liệu đưa đến vòi phun vào xy lanh động Nhiên liệu dư kim phun bơm cao áp hồi thùng chứa hồi bầu tùy theo loại [1, 2, 4] AUGMENTED REALITY Thực tế ảo công nghệ phát triển mạnh năm gần nhiên nhiều cơng nghệ khác đa dạng, bật AR, VR, MR nhầm lẫn khái niệm chúng sử dụng khó tránh khỏi Với phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp 4.0 thực tế ảo trở thành yếu tố thiếu vừa sử dụng để giáo dục, giải trí, sản xuất [5, 6, 7] 2.1 Thực tế ảo VR (Vitual Reality): Mục đích VR làm cho người dùng quên tồn giới thực xung quanh hoàn tồn cảm thấy giới ảo tứ trải nghiệm mà ứng dụng VR cung cấp [5, 6, 7] - Bơm cao áp VE phân phối nhiên liệu vào xi lanh cách đồng xác Hình Ứng dụng VR Wrench cho ngành tơ [8] Hình Cấu tạo bơm cao áp VE [1] Khi động hoạt động, nhiên liệu từ thùng chứa hút lên từ bơm cao áp nhờ bơm tiếp vận sau qua bầu lọc dầu Đến kỳ phun nhiên liệu, cốt bơm quay kéo đĩa cam piston quay theo Đĩa cam quay tựa vào lăn Về mặt thời gian AR xuất trước VR nên cơng nghệ AR phổ biến VR thời điểm tại, phần yêu cầu hiệu suất thiết bị sử dụng VR cao với việc ứng dụng VR chưa đa dạng, máy chuyên dụng cho VR giá thành cao so với AR nên tiếp cận VR cịn nhiều khó khăn Ưu điểm VR khả tạo thứ không thật qua môi trường ảo cách thật nên Luan van thuận tiện cho việc giới thiệu sản phẩm giảm thời gian phát triển cho sản phẩm nhiều [5, 6, 7] vật thể thật vật thể cảo hiển thị để tương tác [5, 11, 12] 2.2 Thực tế ảo tăng cường AR (Augmented Reality): Một ví dụ thực tế hỗn hợp MR ứng dụng Microsoft, Cliff House Microsoft tạo giới ảo giống nhà đại đắt đỏ Có văn phịng, khơng gian phịng khách, có rạp chiếu phim, … người dùng di chuyển xung quanh sử dụng với điều khiển Tất ứng dụng dán sẵn, ghim lên tường nhà tùy thuộc vào vực mà bạn muốn bố trí Ngồi ra, người dùng khỏi Cliff House để đến với nhiều không gian khác kết nối [5, 11, 12] Augmented Reality hay AR định nghĩa tương tác với vật thể tạo phân mềm Mục đích AR mang giới ảo vào giới thật tạo cho người dùng cảm giác chân thật không nhận khác biệt vật thể AR so với vật thể thực xung quanh Vật thể tương tác có AR cho người sử dụng nhìn khía cạnh khác mà bình thường khó thấy vật thể thực Xuất trước VR vào năm 1992, AR ngày trở nên phổ biến nhờ tính thân thiện người dùng yêu cầu chi phí đầu tư thấp Cùng với việc điện thoại thông minh phát triển mạnh nên việc tiếp cận AR trở nên dễ dàng với việc trải nghiệm giải trí giáo dục [5, 7, 9] Hình Ứng dụng MR Cliff House Microsoft [12] Các ứng dụng thực tế ảo hỗn hợp Cliff House bao gồm từ chơi game, đến xem phim, xem tivi, duyệt web điều người dùng muốn [5, 11, 12] 2.4 Ứng dụng AR giáo dục: Hình Ứng dụng AR công nghiệp [10] Ưu điểm AR thực tế ảo khối lượng vật ảo đem vào giới thật nên giúp cho việc nhìn thấy chi tiết bên thiết bị lớn dễ dàng phù hợp với việc giáo dục tăng cao hiệu suất làm việc cho đội ngũ lao động 2.3 Thực tế hỗn hợp MR (Mixed Reality): Mixed Reality thực tế hỗn hợp, tích hợp tất cơng nghệ thực tế ảo VR thực tế ảo tăng cường AR vào ứng dụng Đây lồng ghép giới thực giới ảo nhằm tạo môi trường Trong thời điểm việc sinh viên sở hữu điện thoại thông minh bình thường Việc giảng viên giới thiệu thực tế ảo sử dụng tảng điện thông minh giúp tạo ý với sinh viên giảm việc sử dụng điện thoại cho việc riêng buổi học Thực tế ảo đa dạng cách tương tác với người sử dụng nên việc giải thích vấn đề phức tạp trở nên dễ dàng cách tiếp xúc với tùy vào cá nhân nên sinh viên nhìn vấn đề hướng khác khơng phải bó buộc theo phương pháp cố định Ngoài ứng dụng thực tế ảo thường cộng Luan van đồng mở việc sinh viên sau buổi học quay trở lại để phát triển thêm tài liệu đơn giản Vì đa dạng ứng dụng thực tế ảo tính chuyên sâu chúng ngành nghề ta chia ứng dụng thực tế ảo làm dạng: Loại 1: Đơn giản, dễ sử dụng, nhiều hình ảnh nhẹ nhàng với mục đích cho học sinh lớp nhỏ từ trung học sở trở xuống hứng thú vào việc học Một số ứng dụng thực tế: Math Alive: Ứng dụng AR, yêu cầu kết nối với máy tính, điện thoại thơng minh thẻ in sẵn ứng dụng cung cấp Ứng dụng giúp cho học sinh học phép tính tốn từ vựng tiếng Anh [5, 13] Hình Elements 4D [14] Anatomy 4D: Ứng dụng AR, yêu cầu tương tự Elements 4D Ứng dụng dành cho sinh viên ngành y học, cho thấy cấu tạo bên thể người tương tác với vật thể qua ứng dụng [5, 15] Hình 10 Anatomy 4D [15] Hình Math Alive [13] Loại 2: Tập trung ngành nghề định với kiến thức chuyên sâu dành riêng cho học sinh cấp trung học phổ thông trở lên Một số ứng dụng thực tế: Loại 3: Đa dạng, nhiều ngành cho người dùng chọn lựa với mục đích bổ sung thêm kiến thức Một số ứng dụng thực tế: Layar: Ứng dụng AR, thiết kế vật thể 3D web ứng dụng cung cấp người dùng sau quét ảnh chọn để xem vật thể [5, 16] Elements 4D: Ứng dụng AR, u cầu điện thoại thơng minh có hỗ trợ ứng dụng thẻ in sẵn ứng dụng cung cấp Ứng dụng cho học sinh thấy phản ứng pha chất hóa học giới thực, có bao gồm học kèm ứng dụng số hợp chất [5, 14] Hình 11 Hình Layar [16] Luan van XÂY DỰNG ỨNG DỤNG AUGMENTED REALITY CHO BƠM CAO ÁP DIESEL 3.1 Các phần mềm sử dụng Để xây dựng phần mềm ứng dụng Augmented Reality, ta cần có hai thành phần chính: hình ảnh (Image Target) thư viện nội dung (Asset) Phần mềm sử dụng việc giảng dạy học tập bơm cao áp Diesel khoa Cơ khí Động lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Do đó, hình lấy từ giáo trình Động Đốt trong, thực tập Diesel Bộ môn Động Các hình ảnh phải có chất lượng tốt Hình 13 Kim phun Một số hình ảnh nền: Hình 14 Bơm cao áp PE Hình 12 Bơm cao áp PF Hình 15 Bơm cao áp VE Thư viện nội dung xây dựng sử dụng phần mềm SolidWorks (thư viện 3D) Unity (code hiển thị) Luan van 3.2 Thiết kế phần mềm Bước 1: Xây dựng thư viện 3D phận bơm cao áp Diesel SolidWorks Để vật thể 3D xoay, di chuyển, thu phóng phần mềm nhận dạng ta sử dụng code C# Visual Studio Ngoài ra, code dùng để kích hoạt video theo thứ tự tùy chỉnh khác để chương trình hoạt động Hình 16 Xây dựng thư viện bơm cao áp SolidWorks Bước 2: Xây dựng phần mềm Unity Hình 17 Khai báo phần mềm Unity Hình 20 Lập trình Visual studio Khi sử dụng phần mềm, camera điện thoại tự bắt ảnh nhận dạng, thay hình ảnh sách giáo trình thành khối 3D ứng với hình ảnh sách Sinh viên cịn xem chi tiết bên bơm cao áp kim phun hình 3D nhấn nút lệnh Các chức kèm theo video nguyên lý hoạt động, video hướng dẫn tháo lắp hình thực tế MỘT SỐ KẾT QUẢ ỨNG DỤNG AUGMENTED REALITY CHO BƠM CAO ÁP TRONG THỰC TẾ Sử dụng phần mềm thực tế: Hình 18 Giao diện thiết kế Hình 21 Hình thực tế ảo bơm cao áp VE Hình 19 Đưa thư viện bơm cao áp từ SolidWorks vào Unity Bước 3: Hiệu chỉnh viết code cho phần mềm Visual Studio Luan van Hình 22 Hình ảnh thực tế ảo bơm cao áp bơm VE Hình 23 Hình ảnh thực tế ảo van ngắt nhiên liệu bơm VE KẾT LUẬN Bài báo giới thiệu tổng quan công nghệ tương tác thực tế ảo tăng cường AR (Augmented Reality) Một số thành đạt được: - Xây dựng thư viện vật thể 3D phần mềm SolidWorks - Thiết kế ứng dụng Android AR hệ thống bơm cao áp Diesel Một số khuyết điểm cần cải tiến: - Mô động chi tiết 3D - Xây dựng thư viện hoàn chỉnh cho chi tiết bơm cao áp Trong thời điểm ngành giáo dục nước nhà nói chung trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng đẩy mạnh vấn đề tự học, phần mềm AR bơm cao áp động Diesel giúp sinh viên có nhìn trực quan sinh động cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kề cách tháo lắp thực tế bơm mà không cần phải đến lớp Một ưu điểm phần mềm bám sát giáo trình, sinh viên khơng bị nhầm lẫn loại bơm kim phun, vốn dễ xảy phải tự tìm hiểu Hình 21 Hình thực tế ảo bơm cao áp PE Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Văn Trạng, Động đốt 1, 2005 [2] ThS Châu Quang Hải, Thực tập Động Diesel, 2005 [3] Robert Bosch, In-Line Injection Pump, Robert Bosch GmbH, 1994 [4] Robert Bosch, Diesel distributor fuel-injection pumps, Robert Bosch GmbH, 1999 https://www.roadtovr.com/wrench-vr-trailer-car-assembly/ [5] Pratik Mahale, Shireesha Yeddu, Android-based Augmented Reality to Enhance Education System, International Journal of Computer Applications, 2016 [6] R Silva, J C Oliveira, G A Giraldi, Introduction to Augmented Reality, National Laboratory for Scientific Computation, 2003 [7] Yixuan Zhang, Real-time SLAM for Humanoid Robot Navigation Using Augmented Reality, USimon Fraser University, 2014 [8] VR Car Assembly Simulator ‘Wrench’ to Hit Steam Early Access Fall 2018, Internet [9] Indah Wahyu Puji Utami, Ismail Lutfi, Slamet Sujud Purnawan Jati, Muhammad Yusuf Efendi, Effectivity of Augmented Reality as Media for History Learning, International Journal of Emerging Technologies in Learning, Vol 14, No 16, 2019 [10] What is Augmented Reality (AR) and How does it work, Internet https://thinkmobiles.com/blog/what-is-augmented-reality/ [11] Steve Mann, Tom Furness, Yu Yuan, Jay Iorio, Zixin Wang, All Reality: Virtual, Augmented, Mixed (X), Mediated (X, Y), and Multimediated Reality, 2018 [12] Yuichi Ohta, Hideyuki Tamura, Mixed Reality: Merging Real and Virtual World, Springer, 2014 [13] Karen K Garrison, Math Alive: Fostering parent participation in the math curriculum through learning communities, ProQuest Dissertations Publishing, 2007 [14] Shuxia YangBing Mei, Xiaoyu Yue, Mobile Augmented Reality Assisted Chemical Education: Insights from Elements 4D, Journal of Chemical Education 2014, 2014 [15] Jennifer Herron, Augmented Reality in Medical Education and Training, Journal of Electronic Resources in Medical Libraries, Volume 13, Issue 2, 2016 [16] Tony Liao, Lee Humphreys, Layar-ed places: Using mobile augmented reality to tactically reengage, reproduce, and reappropriate public space, New Media & Society Journal, 2015 Thông tin liên hệ tác giả (người chịu trách nhiệm viết): Họ tên: Nguyễn Tấn Ngọc Đơn vị: Khoa Cơ khí Động lực Điện thoại: 0909140406 Email: ngocnt@hcmute.edu.vn Luan van S K L 0 Luan van