Đặt vấn đề hế kỷ XX là thế kỷ của công nghệ. Xã hội con người bước vào kỷ nguyên mới, một kỷ nguyên phát triển công nghệ về mọi mặt trong cuộc sống, giúp cho con người phát triển và hoàn thiện hơn trong mọi lĩnh vực. hất là lĩnh vực về công nghệ ô tô, đòi hỏi phải luôn phát triển hoàn thiện, những chiếc xe hơi mới trong tương lai không chỉ an toàn, tiện nghi, sạch sẽ, thân thiện với môi trường mà còn trang bị những công nghệ trợ giúp lái xe tối ưu. hận thấy tiềm năng phát triển của công nghệ tự hành, chính phủ Việt am đã “bật đèn xanh” cho các doanh nghiệp đầu tư nghiên cứu, góp phần tạo lợi thế cho nước ta trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.
ừ đó cho thấy “xe tự hành” sẽ là xe của tương lai. ó cũng là những lý do mà nhóm chúng em muốn nghiên cứu đề tài này.2 Tổng quan về xe tự hành 1.1 Xe tự hành ự hành là khả năng một cỗ máy thực hiện một nhiệm vụ mà không cần điều lệnh của con người. Vì vậy, “hệ thống tự hành” (autonomous system) là một cỗ máy, phần cứng hoặc phần mềm, mà khi được kích hoạt sẽ tự thực hiện một số nhiệm vụ hoặc tự hoạt động. ột cách khái quát, nó có khả năng cảm nhận và phản ứng với môi trường xung quanh.
hững hệ thống tự hành không chỉ giới hạn ở các phương tiện không người điều khiển như robot mà còn được tích hợp lên nhiều hệ thống có người điều khiển như máy bay, xe hơi… hiều xe hơi đã được trang bị những hệ thống hỗ trợ lái tự động một, một vài chức năng hoặc có thể tự động hoàn toàn. ho đến nay, xe tự lái tồn tại hầu hết ở dạng thử nghiệm, nhưng chúng sẽ được phổ biến tương lai không xa.2 Các thành phần chính trên xe tự hành Về cơ bản xe tự hành bao gồm những thành phần chính sau: ệ thống các cảm ứng (sensor: adars, laser, , , cameras, vv.): húng 1 có chức năng định vị vị trí của xe, xác định các xe, chướng ngại vật xung quanh và định ra đường đi. ệ thống điều khiển: hu thập thông tin, cũng như phát hiện các chướng ngại vật và các biển báo giao thông, để xác định chuyển hướng chính xác. ơ cấu chấp hành ( ác mô tơ trên bánh lái và cần gia tốc, .): hực thi các lệnh điều khiển từ hệ thống tự hành.
ác nghiên cứu về công nghệ trên xe tự hành tập trung vào 2 lĩnh vực chính: phát hiện làn đường và nhận dạng đối tượng. hát hiện làn đường: Vấn đề này đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ qua. hần lớn các hệ thống phát hiện làn đường đã được phát triển và ứng dụng trong nhiều loại xe sang. hận dạng đối tượng: ây là một thành phần quan trọng của hệ thống xe tự hành.
ần đây, công nghệ này đã có những bước tiến bộ lớn như nhận dạng được đối tượng tĩnh như xe đạp, người đi bộ, ô tô, biển báo giao thông, cột đèn giao thông… và đang tiến tới việc nhận dạng đối tượng động như xe, người đang di chuyển trên đường thật.3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về xe tự hành 1.1 Một số nghiên cứu ngoài nước rong năm 2005, B W đã cho những phiên bản tự hành chạy trên đường thử. ăm 2008, GM công bố khởi đầu những nghiên cứu xe không người lái cho tới năm 2015 và lăn bánh trên đường năm 2018. ai năm sau đó, phiên bản tự hành Audi đã đạt tới tốc độ gần với xe đua trên đường lái tới đỉnh núi ikes ick, oa ỳ. ăm 2011 Volvo phát triển hệ thống tự động hóa trên đường cao tốc và sẽ tích hợp trên xe năm 2020.
Bên cạnh đó, ngài Alan aub, phó chủ tịch Viện nghiên cứu và phát triển toàn cầu của , khẳng định kế hoạch ra mắt xe tự động toàn phần năm 2020. ăm 2012, oogle đã thử nghiệm phiên bản tự hành của mẫu xe oyota rius trên những con đường bang alifornia. oogle là một trong những tập đoàn tích cực tham gia vào các dự án xe tự lái. ả oogle và elsa cùng dự đoán rằng tới năm 2020 đôi tay của con người sẽ được giải phóng hoàn toàn khi lên xe.
oogle còn đang tính toán làm sao cho sản phẩm của họ trở nên thông minh hơn trong tương lai như: ự xử lý tình huống 2 khi gặp phải ùn tắc, khi có người cần cấp cứu trên xe, lập trình đi qua các nút giao thông, vv… goài ra, hãng còn lập một trung tâm xử lý thông tin tiếp nhận các phản hồi từ người dùng để khắc phục lỗi nhằm hoàn thiện sản phẩm.2 Nghiên cứu trong nước ho đến nay trên thế giới, xe tự hành đạt được những thành tựu nhất định. hưng ở Việt am, xe tự lái vẫn còn là đề tài khá mới mẻ và chưa được đầu tư nghiên cứu. Ở Việt am có rất ít đề tài nghiên cứu, mô hình với các đề tài đồ án tốt nghiệp hoặc các luận văn thạc sĩ. ặc biệt những năm gần đây có F sofware có đầu tư nghiên cứu, áp dụng và cũng đã phần nào thành công, nhóm tập trung xoay quanh 2 vấn đề chính là: xử lý ảnh nhận diện làn đường và phát hiện chướng ngại vật điều khiển cho xe chạy tự động… 1.3 Một số cuộc thi xe tự hành trong và ngoài nước Automonous Vehicle Contest: ược tổ chức tại trường đại học ư phạm kỹ thuật , để các sinh viên của trường có thể tiếp cận sơ bộ với các kiến thức về mạch điện, cảm biến, lập trình xe chạy trên đường đua giả lập, sử dụng cảm biến để tránh né vật cản, thực hiện các bài thi lùi xe đỗ xe vào nơi qui định.1: Automonous Vehicle Contest Cuộc đua số-xe tự hành: ược tập đoàn F và V V phối hợp tổ chức tại à ội (2018-2019).
ham dự vòng chung kết uộc đua số gồm 8 đội thi đến từ 6 trường đại 3 học trên nước ( ọc viện ỹ thuật quân sự, F , ông nghệ - Q à ội, Bách hoa à ẵng, Bách hoa , – Q. ự kiện có sự góp mặt lãnh đạo Bộ hoa học công nghệ, Bộ hông tin và ruyền thông, đại diện các doanh nghiệp và hơn 1. ội đạt giải hất sẽ nhận được tổng giá trị phần thưởng là 450 triệu đồng, trong đó có 1 chuyến thăm quan và trải nghiệm trong vòng 1 tuần tại hật Bản, được F oftware tuyển thẳng vào làm theo lĩnh vực mà cá nhân mong muốn.2: Cuộc đua số-xe tự hành Automonous Driving Challenge (ADC): uộc thi xe tự hành được tổ chức tại ây Ban ha, được tổ chức lần đầu vào năm 2017, với sự tham gia của 7 trường đaị học trên khắp cả nước tại triển lãm thành phố thông minh ở Barcelona.3: Automonous Driving Challenge (ADC) Audi Automonous Driving Cup: là cuộc thi dành cho sinh viên khoa học máy tính, kỹ thuật điện, cơ khí hoặc các ngành tương tự. hững người tham gia phát triển các chức năng lái xe hoàn toàn tự động và các kiến trúc phần mềm cần thiết.
ền tảng phần cứng được sử dụng là mẫu xe 1: 8 được phát triển bởi Audi dành riêng cho cuộc thi.4: Audi Automonous Driving Cup 1.4 Những ưu và nhược điểm của xe tự hành hiện nay + Ưu điểm: hông chỉ hạn chế tắc nghẽn giao thông, những chiếc xe tự lái còn hứa hẹn nhiều ưu thế vượt trội khác: Ít va chạm giao thông hơn (các máy tính thực hiện tốt hơn con người các thao tác 5 tập trung và có tính lặp đi lặp lại như lái xe). ọi người có thể tham gia giao thông bất chấp năng lực thể chất của họ, như tuổi tác hoặc một số hạn chế về cơ thể. iảm tình trạng khan hiếm nơi đỗ xe (chiếc xe sẽ thả hành khách xuống và sau đó tự đi tìm chỗ đỗ cho tới khi hành khách ra hiệu cho xe quay lại đón). iệu quả nhiên liệu được cải thiện nhờ giảm số lần dừng xe.
iảm số lượng cảnh sát giao thông, các camera, đèn đỏ và các biện pháp tăng cường an toàn giao thông khác. + Điểm yếu: Với khá nhiều ưu điểm nhưng hệ thống này không thực sự hoàn hảo bởi sự phụ thuộc vào điều kiện môi trường. ính hiệu quả chỉ phát huy tối đa khi môi trường xung quanh hội tụ đủ tiêu chuẩn nhất định. hời tiết không thuận lợi sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác cũng như an toàn của xe khi vận hành.
hưng rào cản lớn nhất không đến từ khía cạnh kỹ thuật mà là luật pháp. Ví dụ như khi tai nạn xảy ra, thật khó xác định lỗi thuộc về người ngồi trên xe hay không. Luật pháp dù có cải tiến vẫn chậm chạp hơn tốc độ phát triển của công nghệ.3 Mục đích ục đích của đề tài là dựa vào phần mềm Labview xây dựng một hệ thống xử lý ảnh thu thập từ camera để xử lý các ảnh biển báo, tín hiệu đèn giao thông và làn đường. Sau đó, xuất cảnh báo hỗ trợ xe tự hành.4 Nhiệm vụ - ìm hiểu về xử lý ảnh bằng phần mềm LabV EW - hận biết và cảnh báo khi có tín hiệu đèn giao thông.
- hân loại biển báo và đọc tốc độ tối đa cho phép trên biển báo giới hạn tốc độ. - hận dạng vạch kẻ đường và đưa ra các cảnh báo khi lệch khỏi làn đường.5 Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu 1.1 Đối tượng - hần mềm LabV EW 2017 32bit. - Lý thuyết về xử lý ảnh 6 - huật toán sử dụng LabV EW - Logitech HD webcam C525 - Lý thuyết về nhận dạng màu sắc.2 Phạm vi nghiên cứu ghiên cứu xử lý ảnh dựa trên phần mềm LabV EW, sử dụng công cụ hỗ trợ Vision and otion để nhận dạng màu sắc, đọc kí tự, đường thẳng của các biển báo, tín hiệu đèn giao thông và vạch kẻ đường.3 Phương pháp nghiên cứu ể hoàn thành mục tiêu đề tài “Nghiên cứu xử lý ảnh bằng LabVIEW - hỗ trợ xe tự hành” sử dụng những phương pháp nghiên cứu sau: hương pháp tham khảo tài liệu hương pháp phân tích và thử nghiệm về xử lý ảnh. hực nghiệm để kiểm tra kết quả trên phần mềm ánh giá và cải tiến.
hần lớn là tìm hiểu thông tin cần thiết thông qua các giáo trình và sách hướng dẫn lập trình phần mềm LabV EW, đồng thời tra cứu và tìm hiểu thông tin liên quan trên mạng nternet.
