4.1. Mô hình Robot 4 bánh
Dưới đây là hình ảnh xe robot và từng thành phần bên trong xe.
Sau quá trình phân tích thiết kế và kết nối hệ thống, nhóm đã chọn sử dụng khung xe robot 2 tang với mục dich cụ thé là phân chia vị trí các module trong xe. Khung xe này được thiết kế sao cho tầng dưới thuận tiện cho việc kết nối dây và các linh kiện điện tử, trong khi tầng trên được dành đề đặt motor và đồ nâng.
Việc sử dụng khung xe 2 tầng mang lại nhiều lợi ích cho quá trình hoạt động
của xe. Tang dưới cung cap không gian rộng rãi và thuận tiện cho việc kêt nôi va
39
lắp đặt các module điện tử như Raspberry Pi, các module điều khiển. Điều này giúp đảm bảo sự ồn định và hiệu suất của hệ thống điều khiển xe.
Tầng trên của khung xe được dành riêng cho motor và đồ nâng. Đây là nơi mà
xe có thể đi vào các kệ hàng trong kho và đặt hàng lên thân xe một cách dễ dàng. Sự phân chia này giúp tôi ưu hóa không gian và cân bang trọng lượng của xe, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động nâng và di chuyển hàng hóa.
Dưới đây là các hình về mô hình xe, cho thấy sự kết hợp hoàn hảo giữa khung
xe 2 tầng. Mô hình nay dam bảo tính thâm mỹ và hiệu quả trong quá trình vận hành
của xe.
40
Hình 4.4 là vị trí đặt camera, được đặt theo hướng vuông góc với mặt phẳng di chuyển nhằm mục dich chỉ quan sát line và nhận dang mã QR tránh bị nhiễu bởi
những vật thê khác có màu đen.
4.2. Giao diện khi xe đang hoạt động
Sau khi chọn kệ hàng băng nút bam trên cửa số kệ hàng, xe sẽ bắt đầu dò line
để định hướng di chuyển cũng như quét mã QR dé đi đến đúng kệ hang đã chọn.
Hình 4.5 và hình 4.6 sẽ hiển thị cửa số chọn kệ hàng và cửa số quan sát camera
detect khi di chuyên.
@
SB QP BW nen seo
'CHON KE HANG
PP Avrouerc can cui [Sramet © % F 4) ose
ke hang so 1
Ke hàng so 2
Ke hang so 3
en2 = 24 inl_motor = 5
18 in2_motor = 6
en m = 12 kehangl = b'0 E
Shell
0n Track!
CX : 86 CY : 87
On Track!
CX : 86 CY : 87 0n Track!
CX : 86 CY : 88
On Track!
Hinh 4.5. Giao dién xe di chuyén sau khi chon ké hang.
41
92.16
‘Th Thonny - /homepi... ˆPPJAUTOMATIC CAR GUI
6 Pn FTramei © 3 F © %0
= ee tic_Car/demol.py @ 27 vax
CHON KE HANG = 5
Ke hang sơ 1 Stop Zoom Quit Support mode
i
Ke hang so 2
Kkiergsaš HT HERSHEY PLMM
)
lỗ en2 = 24
¡7 inl_motor = 5
18 in2_motor = 6
19 en_m = 12 ) kehang1l = b'O' x
| shen |
On Track! ủ
CX : 76 CY : 118
On Track!
Hình 4.6. Camera dang quét mã QR.
4.3. Đánh giá phan cứng khi chạy thử nghiệm
Góc của đường |_ > 120 độ 90-120 độ <90 độ
chạy (độ)
Tín hiệu rẽ Xử lí tin Tín hiệu rẽ vân | Không thê rẽ
hiệu rẽ trái, | có thê thực khi đang di phải tôt hiện đôi lúc chuyên thăng do
không rẽ được
do tôc độ di chuyên nhanh,
camera xử lí tín hiệu chậm so
với tôc độ xe.
camera xử lí không kip
Bang 4.1. Đánh giá tín hiệu rẽ khi xe chạy
> 120 độ: Trong trường hợp này, xe có khả năng xử lí tín hiệu rẽ trái và phải
tốt. Với góc nhỏ, camera có thé dé dàng nhận diện tín hiệu và hướng dẫn xe rẽ đúng
hướng.
90-120 độ: Ở mức góc này, tuy xe vẫn có khả năng xử lí tín hiệu rẽ, nhưng đôi lúc có thể xảy ra trường hợp xe không thực hiện được việc rẽ do tốc độ di chuyền nhanh hoặc camera không kịp xử lí. Điều này có thể dẫn đến việc xe bỏ qua tín hiệu
rẽ hoặc rẽ không đúng hướng.
42
< 90 độ: Với góc bé hơn 90 độ, xe gặp khó khăn khi dang di chuyên thang và có găng rẽ cùng một lúc. Do tốc độ di chuyên nhanh và camera không thê xử lí tín hiệu đúng kịp, xe không thể rẽ trong trường hợp này. Điều này yêu cầu xe phải tiếp tục
di chuyền thăng cho đến khi góc đường chạy giảm xuống trong khoảng cho phép dé
thực hiện tín hiệu rẽ.
Khối lượng hàng 0.5kg lkg
Thời gian nâng lên 25s 25s
khoi ké hang
Mức độ anh hưởng| Xe có thể di chuyên bình |— Khi xe tiến hoặc lùi sẽ đến thời gian đi đến thường bị chậm so với mức
kho hàng bình thường.
— Xe không thê rẽ do lực
motor không du.
Bang 4.2. Đánh giá mức độ hoạt động khi xe tải hang.
Dữ liệu trên cho thấy mối quan hệ giữa khối lượng hang và thời gian nâng
lên khỏi kệ hàng, cũng như mức độ ảnh hưởng của khối lượng hàng đến thời
gian di ra kho hàng.
Khi khối lượng hàng bằng 0.5 kg, thời gian nâng lên khỏi kệ là 25 giây.
Trong trường hợp này, xe có thể di chuyển bình thường và không gặp bất kỳ
hạn chế nào.
Khi khối lượng hàng 1 kg, thời gian nâng lên khỏi kệ hàng tương tự là 25 giây. Tuy nhiên, trong trường hợp này, mức độ ảnh hưởng đến thời gian đi đến
kho hàng tăng lên. Khi xe tiến hoặc lùi, xe sẽ bi chậm hon so với tốc độ bình
43
thường. Đồng thời, xe cũng không thé rẽ do lực motor không đủ dé vận chuyên khối
lượng hàng lớn.
Tóm lại, khối lượng hàng ảnh hưởng đến thời gian nâng và di chuyên hàng. Khi khối lượng hàng tăng, thời gian nâng lên tuy vẫn giữ nguyên nhưng thời gian di chuyên lại tăng lên, đồng thời mức độ ảnh hưởng của khối lượng hàng lên tốc độ di chuyên cũng tăng lên.
Đoạn đường Độ dài quãng Chở hàng với Không chở hàng
đường PWM=50 PWM =50
Kệ hàng 1 đến nơi
đặt hàng 1 (tính cả
thời gian thả hàng 285cm 51 giây 43 giây
25s)
Ké hang thir 2 dén
nơi đặt hang thứ 2
290cm 25 giây 18 giây
Bảng 4.3. Đánh giá mức độ hoạt động khi xe tải hàng với PWM 50.
Dữ liệu trên cho thấy thời gian vận chuyên hàng cân nặng 0.5 kg. Với các mốc thời gian như trên bảng số liệu, tổng thời gian xe di chuyên với PWM = 50 khi không nâng hang cần 2 phút 22 giây. Đối với lúc vận chuyền 2 khối hàng, mỗi khối hàng có trọng lượng 0.5kg đến nơi đặt hàng cần 3 phút 3 giây.
44
nơi đặt hàng thứ 2
Đoạn đường Độ dài Chở hàng với PWM = | Không chở hàng
quãng 70 PWM = 70 đường
(cm)
Ké hang thir nhat dén
nơi đặt hang thứ 1 (kế
cả thời gian đặt hang | 785m 46 giây 38 giây
25s)
Kệ hàng thứ 2 đến
290cm 21 giây 13 giây
Bảng 4.4. Đánh giá mức độ hoạt động khi xe tải hàng với PWM 70.
Dữ liệu trên cho thấy thời gian vận chuyền hàng cân nặng 0.5 kg. Với các mốc thời gian như trên bảng số liệu, tong thời gian xe di chuyển với PWM = 70 khi không nâng hàng cần 2 phút 3 giây. Đối với lúc vận chuyển 2 khối hàng, mỗi khối hàng có trọng lượng 0.5kg đến nơi đặt hàng cần 2 phút 44 giây.
Đối với khối hàng có trọng lượng 1 kg xe di chuyên với PWM motor bánh
xe = 70, xe cần 4 phút 42s để di chuyên từ điểm xuất phát đi hết phạm vi hoạt động và quay lại điểm ban đầu. Việc di chuyên với tải trọng khối hàng Ikg khiến xe không thé thực hiện động tác rẽ vào kệ hàng. Bên cạnh đó với PWM
50 xe không thể rẽ theo line.
45
4.4. Kịch bản chạy thực nghiệm
4.4.1. Kịch bản đề xuất
H Đường line
B Kệ hàng
Kho số 2CM kho số 1C oR code loại
1 hang
Kho số 2B Kho số 18. BE Robot
OR cod thứ tự
Kho số 2A Kho số 1A kệ hang
Hình 4.7. Thiết kế môi trường hoạt động cho robot.
Sau khi chọn loại hàng trên giao diện phần mềm, xe sẽ nhận tín hiệu va bắt đầu đò line để di chuyên. Xe sẽ đi chuyên cho đến khi gặp được mã QR tương ứng với loại hàng như đã chọn, xe tiến hành rẽ vào kho hàng và đi đến kệ hàng. Tại kệ hàng sẽ có mã QR của kệ hàng dé xe nhận dạng và dừng xe tiến hàng nâng hàng, sau đó xe sẽ di chuyền ra khỏi kho hàng và bat đầu di chuyên theo line dé tìm được kho hàng cần đến bằng mã QR đặt trên đường đi. Khi quét được QR loại kho cần đặt hàng, xe sẽ rẽ vào kho và di chuyên đến nơi đặt hàng để tìm mã QR kệ hàng và
dừng lai thả hàng.
Cụ thé hơn khi người dùng chọn loại hang A thì xe sẽ đi đến nơi đặt mã QR loại hàng A (điểm màu vàng có chữ A trong hình 4.6) và rẽ vào kho, sau khi rẽ xe
sẽ nhận dang mã QR thứ tự kệ hàng 1A (điểm xanh 1A) và tiến hành nâng hàng, tiếp đến xe rời kho hàng di chuyền theo line dé tim QR loại A và rẽ vào nơi thả hàng nham mục đích tìm quét mã QR dé dừng đúng vi trí và đặt hàng lên kệ. Sau khi dé hàng vào kệ thứ nhất, xe sẽ quay lại kho hang dé nâng khối hàng còn lại và đi đến nơi đặt hàng còn trống dé thả hàng. Với kịch bản này hệ thống có thé hoạt động tương tự đối với các loại hàng khác.
46
4.4.2. Kết quả kịch bản
Với kịch bản đề ra, nhóm có thực nghiệm một số trường hợp như sau:
Truong hop I: Robot hoạt động với tốc độ bình thường (PWM = 50) và vận chuyên khối hàng có trọng lượng 0.5 kg.
Trong trường hợp này, xe sẽ hoàn thành vận chuyền 2 khối hàng từ kho đến nơi đặt hàng trong thời gian 3 phút 3 giây. Trong đó thời gian nâng khối hàng cao hơn kệ hàng 3cm kệ cần 25 giây, tương tự với thời gian đặt hàng xuống kệ nên tổng gian gian nâng/thả 2 khối hàng can 1 phút 30
giây.
Trường hợp 2: Robot hoạt động với tốc độ cao (PWM > 70) và vận
chuyên khối hàng có trọng lượng 0.5 kg.
Trong trường hợp này, xe sẽ hoàn thành vận chuyền 2 khối hang từ kho đến nơi đặt hàng tốn khoảng thời gian 2 phút 44 giây. Trong đó thời gian nâng khối hàng cao hơn kệ hàng 3cm kệ cần 25 giây, tương tự với thời gian đặt hàng xuống kệ nên tông gian gian nâng/thả 2 khối hang cần 1
phút 30 giây.
Truong hợp 3: Robot vận chuyền khối hàng có trọng lượng 1 kg.
Trong trường hợp nay, xe cần 4 phút 42s dé di chuyên từ điểm xuất phát
đi hết phạm vi hoạt động và quay lại điểm ban đầu. Do ảnh hưởng trọng lượng của vật motor bánh xe quay chậm và không đủ lực dé di chuyên như kịch bản đề ra.
47