Mô hình điều khiển của người lái xe trong luận văn thạc sĩ HCMUTE

Luận văn thạc sĩ phân tích hcmute mô hình điều khiển của người lái xe, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực tiễn.

• Tác giả: Cao Văn Thành
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thanh Phúc
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Mô Hình Điều Khiển Lái Xe
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Mục đích của đề tài
• 1.3. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài
• 1.3.1. Nhiệm vụ của đề tài
• 1.3.2. Giới hạn của đề tài
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cơ chế sinh học và điều khiển cơ của người lái xe
• 2.1.1. Cơ chế sinh học
• 2.1.2. Quá trình điều khiển cơ của người lái xe
• 2.2. Cơ sở lý thuyết hệ thống điều khiển xe
• 2.3. Mô hình của xe và người lái
• 2.3.1. Mô hình xe
• 2.3.2. Mô hình điều khiển lái xe với đặc tính thần kinh cơ
• 2.4. Mô hình điều khiển cho người lái xe
• 2.4.1. Điều khiển bù hướng xe di chuyển
• 2.4.2. Điều khiển đường di chuyển xem trước của xe
• 2.5. Tổng quan về kỹ thuật lái xe
• 2.5.1. Khái quát hệ thống buồng lái ô tô
• 2.5.2. Kỹ thuật cơ bản lái xe ô tô
• 2.5.3. Phương pháp lái xe ôtô trên các loại đường khác nhau
• 2.6. Điều kiện sức khỏe của người lái xe
• 2.7. Phần mềm LabVIEW
• 2.7.1. Lập trình với LabVIEW
• 3. THIẾT KẾ, LẬP TRÌNH MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN XE
• 3.1. Giới thiệu phần mềm mô phỏng City Car Driving
• 3.2. Thiết kế mô hình điều khiển xe
• 3.2.1. Phương pháp chuyển đổi tín hiệu xoay của trục vô lăng thành tín hiệu điều khiển của chuột máy tính
• 3.2.2. Thiết kế cơ cấu lái
• 3.2.3. Thiết kế hệ thống mạch điện điều khiển mô hình lái
• 3.2.4. Thiết kế cơ cấu điều khiển tay số
• 3.2.5. Thiết kế khung mô hình điều khiển lái
• 3.2.6. Sản phẩm thi công mô hình điều khiển xe
• 3.3. Lập trình điều khiển mô hình điều khiển lái
• 3.3.1. Thuật toán thu thập tín hiệu và điều khiển lái
• 3.3.2. Lập trình điều khiển và thu thập số liệu
• 4. KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Phương án khảo sát
• 4.1.1. Người lái xe tham gia khảo sát
• 4.1.2. Môi trường khảo sát
• 4.2. Giao diện thu thập và xử lý tín hiệu
• 4.3. Kết quả thực nghiệm
• 4.3.1. Kết quả thực nghiệm trong trường hợp một
• 4.3.2. Kết quả thực nghiệm trong trường hợp hai
• 4.3.3. Kết quả thực nghiệm trong trường hợp ba
• 4.3.4. So sánh đánh giá kết quả
• 4.4. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình điều khiển lái xe

Mô hình điều khiển lái xe là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành kỹ thuật cơ khí động lực. Mục tiêu chính của mô hình này là tối ưu hóa khả năng điều khiển của người lái xe, từ đó nâng cao an toàn giao thông. Theo thống kê, nguyên nhân chính dẫn đến tai nạn giao thông là do sự mất kiểm soát của người lái. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các mô hình điều khiển hiệu quả là rất cần thiết. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc áp dụng các công nghệ mới trong kỹ thuật lái xe có thể giúp cải thiện đáng kể khả năng điều khiển của người lái. Mô hình điều khiển không chỉ giúp người lái xe có thể xử lý các tình huống giao thông phức tạp mà còn giảm thiểu nguy cơ xảy ra tai nạn. Việc phát triển các hệ thống điều khiển thông minh sẽ là một bước tiến lớn trong việc nâng cao an toàn giao thông.

1.1. Mục đích nghiên cứu

Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát và đánh giá khả năng điều khiển của người lái xe thông qua việc sử dụng mô hình điều khiển. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc so sánh hiệu quả điều khiển giữa hai nhóm người lái: người trẻ và người già. Việc này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sự khác biệt trong khả năng điều khiển mà còn cung cấp cơ sở khoa học để cải thiện các hệ thống hỗ trợ người lái. Kết quả nghiên cứu sẽ được ứng dụng trong việc thiết kế các chương trình đào tạo lái xe, nhằm nâng cao kỹ năng cho người lái, đặc biệt là những người có độ tuổi cao. Điều này có thể góp phần giảm thiểu tai nạn giao thông, một vấn đề đang ngày càng nghiêm trọng trong xã hội hiện đại.

II. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong luận văn này bao gồm việc sử dụng phần mềm mô phỏng City Car Driving và phần mềm LabVIEW để thu thập và phân tích dữ liệu. Các thông số điều khiển của người lái sẽ được ghi lại trong các tình huống giao thông khác nhau. Mô hình điều khiển sẽ được thiết kế để phản ánh chính xác hành vi của người lái trong các tình huống thực tế. Việc sử dụng các công cụ mô phỏng cho phép nghiên cứu trong môi trường an toàn, đồng thời cung cấp dữ liệu chính xác về khả năng điều khiển của người lái. Kết quả thu được sẽ được so sánh giữa hai nhóm người lái, từ đó đưa ra những nhận định về sự khác biệt trong khả năng điều khiển. Phương pháp này không chỉ giúp đánh giá hiệu quả của mô hình điều khiển mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc phát triển các công nghệ lái xe mới.

2.1. Thiết kế mô hình điều khiển

Mô hình điều khiển được thiết kế dựa trên các nguyên lý cơ bản của động học và động lực học. Mô hình này sẽ bao gồm các yếu tố như góc lái, tốc độ di chuyển và phản ứng của người lái. Việc thiết kế mô hình sẽ giúp xác định các thông số quan trọng ảnh hưởng đến khả năng điều khiển của người lái. Các thông số này sẽ được điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu quả điều khiển trong các tình huống khác nhau. Mô hình điều khiển cũng sẽ được thử nghiệm trong môi trường mô phỏng để đảm bảo tính chính xác và khả năng ứng dụng thực tế. Kết quả từ mô hình sẽ cung cấp cơ sở cho việc phát triển các hệ thống điều khiển tự động, từ đó nâng cao an toàn giao thông.

III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng

Kết quả nghiên cứu cho thấy, người lái ở độ tuổi trẻ có khả năng điều khiển xe tốt hơn so với người lái ở độ tuổi già. Cụ thể, hiệu quả điều khiển xe của người trẻ tăng lên 55,5% trong các tình huống xử lý giao thông phức tạp. Điều này cho thấy sự cần thiết phải phát triển các chương trình đào tạo lái xe phù hợp với từng nhóm tuổi. Ngoài ra, mô hình điều khiển cũng có thể được ứng dụng trong việc thiết kế các hệ thống hỗ trợ người lái thông minh, giúp cải thiện khả năng điều khiển và giảm thiểu tai nạn giao thông. Việc áp dụng các công nghệ mới trong khoa học kỹ thuật sẽ góp phần nâng cao chất lượng đào tạo lái xe và an toàn giao thông.

3.1. Đề xuất giải pháp

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số giải pháp được đề xuất nhằm nâng cao khả năng điều khiển của người lái. Đầu tiên, cần thiết kế các chương trình đào tạo lái xe phù hợp với từng nhóm tuổi, đặc biệt là người cao tuổi. Thứ hai, việc phát triển các hệ thống điều khiển tự động có thể giúp hỗ trợ người lái trong các tình huống nguy hiểm. Cuối cùng, cần tăng cường nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực kỹ thuật lái xe, nhằm nâng cao an toàn giao thông và giảm thiểu tai nạn. Những giải pháp này không chỉ giúp cải thiện khả năng điều khiển của người lái mà còn góp phần xây dựng một môi trường giao thông an toàn hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tai nạn giao thông đường bộ là một trong những vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến an toàn cá nhân và xã hội, với nguyên nhân chủ yếu đến từ yếu tố con người chiếm khoảng 85% các vụ tai nạn. Việc mất kiểm soát hoặc điều khiển xe không hiệu quả của người lái là nguyên nhân chính dẫn đến các sự cố giao thông. Trong bối cảnh đó, nghiên cứu về mô hình điều khiển người lái xe nhằm đánh giá và cải thiện hiệu quả điều khiển xe trở nên cấp thiết. Luận văn tập trung khảo sát và so sánh khả năng điều khiển xe của hai nhóm người lái ở độ tuổi trẻ và già trong môi trường mô phỏng lái xe City Car Driving trên đoạn đường dài 500m với các tình huống giao thông tương tự. Mục tiêu chính là xây dựng mô hình điều khiển người lái xe dựa trên các thông số thu thập được qua phần mềm LabVIEW, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao an toàn giao thông và hỗ trợ đào tạo lái xe. Nghiên cứu được thực hiện tại Việt Nam trong năm 2014, có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu tai nạn giao thông, đồng thời góp phần hoàn thiện các hệ thống hỗ trợ người lái xe và nâng cao chất lượng đào tạo lái xe ô tô.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình điều khiển xe kết hợp với cơ chế sinh học và thần kinh cơ của người lái. Hai mô hình điều khiển chính được áp dụng là:

• Mô hình điều khiển bù hướng xe di chuyển: Mô hình này mô tả quá trình người lái điều chỉnh hướng xe dựa trên nhận thức lỗi hướng di chuyển và phản hồi điều khiển với các tham số như độ khuếch đại, thời gian trễ và đặc tính thần kinh cơ. Mô hình sử dụng thuật toán điều khiển PID kết hợp với các hàm truyền đặc trưng để mô phỏng hành vi người lái.

• Mô hình điều khiển đường đi xem trước: Mô hình này dựa trên chiến lược dự báo quỹ đạo xe trong khoảng thời gian xem trước, giúp người lái giảm thiểu sai lệch đường đi bằng cách điều chỉnh góc lái tối ưu. Mô hình sử dụng phương trình động học tuyến tính và thuật toán điều khiển bậc hai tuyến tính (LQR) để xác định góc lái phù hợp.

Các khái niệm chính bao gồm: cơ chế thần kinh cơ người lái, động học chuyển động xe, mô hình một vết của xe, điều khiển vòng lặp kín, và các tham số điều khiển như góc lệch hướng, lực bên lốp, thời gian trễ phản ứng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng kết hợp khảo sát thực nghiệm với 8 người lái xe được tuyển chọn theo tiêu chuẩn sức khỏe lái xe ô tô tại Việt Nam. Hai nhóm người lái gồm nhóm tuổi trẻ và nhóm tuổi già được khảo sát trong môi trường mô phỏng City Car Driving trên đoạn đường dài 500m với các tình huống giao thông giống nhau như cua vòng, tránh chướng ngại vật và chuyển làn đường.

Dữ liệu điều khiển người lái được thu thập bằng phần mềm LabVIEW thông qua thiết bị mô hình điều khiển xe được thiết kế và thi công riêng, bao gồm cơ cấu lái kết nối với trục vô lăng và tín hiệu điều khiển chuột máy tính. Phương pháp phân tích dựa trên so sánh các thông số điều khiển như góc lái, độ lệch góc lái và hiệu quả tránh va chạm giữa hai nhóm người lái. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm 2014 với các bước: thiết kế mô hình, lập trình điều khiển, thu thập dữ liệu và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả điều khiển xe trên đoạn đường cua vòng: Người lái trẻ có hiệu quả điều khiển tăng 55,5% so với người lái già, thể hiện qua các chỉ số góc lái và độ chính xác đường đi.

2. Khả năng tránh va chạm với chướng ngại vật: Người lái trẻ thể hiện khả năng điều khiển tránh vật cản tốt hơn người già với mức chênh lệch 34,6% về độ chính xác và phản ứng.

3. Khả năng điều chỉnh góc lái chuyển làn đường: Người lái trẻ điều chỉnh chính xác hơn người già khoảng 12,2%, giúp xe chuyển làn an toàn và mượt mà hơn.

4. Độ lệch góc lái trong các tình huống điều khiển: Số liệu thực nghiệm cho thấy người lái trẻ có độ lệch góc lái thấp hơn đáng kể trong cả ba tình huống khảo sát, minh họa qua các biểu đồ góc lái thu thập được từ phần mềm LabVIEW.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự khác biệt hiệu quả điều khiển giữa hai nhóm tuổi có thể do sự khác biệt về phản xạ thần kinh cơ và khả năng xử lý thông tin của người lái. Người trẻ có thời gian phản ứng nhanh hơn, khả năng điều chỉnh tay lái linh hoạt hơn, phù hợp với các mô hình điều khiển bù hướng và xem trước đường đi. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu quốc tế về ảnh hưởng tuổi tác đến khả năng lái xe an toàn.

Việc sử dụng mô hình điều khiển kết hợp với phần mềm mô phỏng và thu thập dữ liệu thực nghiệm đã giúp đánh giá chính xác các thông số điều khiển, cung cấp cơ sở khoa học để hoàn thiện mô hình điều khiển người lái. Kết quả cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng trong các hệ thống hỗ trợ người lái, giúp giảm thiểu tai nạn giao thông do lỗi con người. Các biểu đồ và bảng số liệu minh họa rõ ràng sự khác biệt về hiệu quả điều khiển giữa hai nhóm tuổi, góp phần làm rõ vai trò của các yếu tố sinh học và kỹ thuật trong điều khiển xe.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển hệ thống hỗ trợ người lái thông minh: Tích hợp các thông số điều khiển người lái vào hệ thống cảnh báo và hỗ trợ lái xe nhằm giảm thiểu nguy cơ mất kiểm soát trong các tình huống nguy hiểm. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: các nhà sản xuất ô tô và trung tâm nghiên cứu.

2. Cải tiến chương trình đào tạo lái xe: Áp dụng mô hình điều khiển và kết quả khảo sát để thiết kế bài tập mô phỏng phù hợp cho từng nhóm tuổi, nâng cao kỹ năng xử lý tình huống. Thời gian: 6-12 tháng; chủ thể: các trung tâm đào tạo lái xe.

3. Trang bị mô hình điều khiển cho đại lý ô tô: Sử dụng mô hình điều khiển trong các showroom để hướng dẫn khách hàng lái thử và nâng cao nhận thức về an toàn giao thông. Thời gian: 1 năm; chủ thể: đại lý ô tô và nhà phân phối.

4. Nghiên cứu mở rộng đối tượng khảo sát: Mở rộng phạm vi nghiên cứu với số lượng người lái lớn hơn và đa dạng hơn về độ tuổi, kinh nghiệm để hoàn thiện mô hình điều khiển. Thời gian: 2-3 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực cơ khí động lực và điều khiển tự động: Nghiên cứu cung cấp mô hình điều khiển người lái xe kết hợp cơ chế thần kinh cơ và động học xe, hỗ trợ phát triển các hệ thống điều khiển tiên tiến.

2. Trung tâm đào tạo lái xe và giảng viên: Áp dụng kết quả khảo sát và mô hình điều khiển để nâng cao chất lượng đào tạo, thiết kế bài tập mô phỏng thực tế và phù hợp với từng nhóm người học.

3. Các nhà sản xuất và đại lý ô tô: Sử dụng mô hình điều khiển để phát triển các hệ thống hỗ trợ người lái và công cụ hướng dẫn khách hàng, tăng cường trải nghiệm và an toàn khi lái xe.

4. Cơ quan quản lý giao thông và an toàn đường bộ: Tham khảo để xây dựng các chính sách đào tạo, kiểm tra sức khỏe và kỹ năng lái xe phù hợp với đặc điểm sinh học và kỹ thuật điều khiển của người lái.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình điều khiển người lái xe là gì?
   Mô hình điều khiển người lái xe là hệ thống mô phỏng quá trình người lái tương tác với xe thông qua các tín hiệu điều khiển như góc lái, lực phanh, dựa trên cơ chế thần kinh cơ và động học xe. Ví dụ, mô hình bù hướng và mô hình xem trước đường đi giúp dự đoán và điều chỉnh hành vi lái xe.

2. Tại sao cần so sánh khả năng điều khiển giữa người lái trẻ và già?
   Sự khác biệt về phản xạ và khả năng xử lý thông tin giữa các nhóm tuổi ảnh hưởng đến an toàn giao thông. So sánh giúp xác định điểm mạnh, điểm yếu để thiết kế hệ thống hỗ trợ phù hợp, giảm thiểu tai nạn do lỗi con người.

3. Phần mềm LabVIEW được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   LabVIEW được dùng để thu thập và xử lý dữ liệu điều khiển từ mô hình xe, lập trình thuật toán điều khiển và hiển thị kết quả khảo sát dưới dạng đồ thị, giúp phân tích chính xác các thông số điều khiển người lái.

4. Mô phỏng City Car Driving có ưu điểm gì?
   City Car Driving cung cấp môi trường lái xe mô phỏng thực tế với nhiều tình huống giao thông đa dạng, giúp khảo sát hành vi người lái trong điều kiện an toàn, tiết kiệm chi phí và thời gian so với thực nghiệm thực tế.

5. Làm thế nào mô hình điều khiển này góp phần giảm tai nạn giao thông?
   Bằng cách đánh giá và cải thiện hiệu quả điều khiển người lái, mô hình giúp phát triển các hệ thống hỗ trợ cảnh báo và điều khiển tự động, giảm thiểu sai sót và mất kiểm soát trong các tình huống nguy hiểm, từ đó giảm nguy cơ tai nạn.

Kết luận

• Mô hình điều khiển người lái xe kết hợp cơ chế thần kinh cơ và động học xe đã được thiết kế và thi công thành công, phục vụ khảo sát hiệu quả điều khiển của người lái.
• Kết quả thực nghiệm cho thấy người lái trẻ có hiệu quả điều khiển vượt trội so với người già, với mức tăng hiệu quả lên đến 55,5% trong các tình huống cua vòng và tránh chướng ngại vật.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để hoàn thiện các hệ thống hỗ trợ người lái, góp phần giảm thiểu tai nạn giao thông do lỗi con người.
• Đề xuất các giải pháp ứng dụng mô hình trong đào tạo lái xe, phát triển hệ thống hỗ trợ và hướng dẫn khách hàng tại đại lý ô tô.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng khảo sát với số lượng người lái lớn hơn, đa dạng hơn và phát triển các thuật toán điều khiển nâng cao nhằm tăng cường an toàn giao thông.

Hành động khuyến nghị: Các tổ chức đào tạo, nhà sản xuất ô tô và cơ quan quản lý nên phối hợp ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao chất lượng đào tạo và an toàn giao thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ CAO VĂN THÀNH MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO NGƯỜI LÁI XE NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S K C0 0 4 4 2 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11/2014 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ CAO VĂN THÀNH MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO NGƢỜI LÁI XE NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 i Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ CAO VĂN THÀNH MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO NGƢỜI LÁI XE NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THANH PHÚC Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 i Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: CAO VĂN THÀNH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/06/1989 Nơi sinh: Nghệ An Quê quán: Nghệ An Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: Xóm Hợp Nhân, Châu Đình, Quy Hợp, Nghệ An Đơn vị công tác: Trường Cao Đẳng Nghề số 8 (BQP), đường Bùi Huy Hòa, Kp 3, phường Long Bình Tân, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai Điện thoại đơn vị: 0613.082 Điện thoại riêng: 0986.379 E-mail: thanhcko12b@gmail.

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung cấp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ Nơi học: Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2007 đến 09/ 2011 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án tốt nghiệp: (Thi tốt nghiệp Đại Học) Ngày & nơi thi tốt nghiệp: 07/2011,tại Trường Đh Sư Phạm Kỹ Thuật NamĐịnh Giảng viên hướng dẫn III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ10/2011 Trường cao đẳng nghề số 8 Giảng viên khoa cơ khí động lực đến nay (BQP) Tp.

Đồng nai ii Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Ký tên iii Luan van LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài,Tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể Ban Giám hiệu, Khoa Sau Đại học, Khoa Cơ Khí Động Lực, giảng viên, cán bộ các phòng, ban chức năng Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh.Tôi xin bày tỏlòng cảm ơn chân thành về sự giúp đỡ đó. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến SĩLê Thanh Phúc trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo cho Tôi hoàn thành luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp của Tôi và gia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện và giúp đỡ Tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án này. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 Học viên thực hiện iv Luan van TÓM TẮT Một mô hình điều khiển cho người lái xe đã được thiết kế và thi công làm phương tiện để khảo sát và đánh giá hiệu quả điều khiển xe của hai nhóm người lái bao gồm người ở độ tuổi già và người ở độ tuổi trẻ. Số lượng người tham gia khảo sát là 8 người đã được tuyển chọn đủ các điều kiện về những điều lệ qui định sức khỏe cho người lái xe ô tô ở Việt nam.

Người tham gia khảo sát sẽ điều khiển xe trong cùng một môi trường lái xe mô phỏng - City Car Driving trên đoạn đường 500m và gặp các tình huống xử lý giao thông như nhau. Các thông số điều khiển của người lái được thu thập bằng phần mền LabVIEW. Kết quả thực nghiệm đã cho thấy, đối với người lái ở độ tuổi trẻ thì hiệu quả điều khiển xe tănglên 55,5% so với người lái ở độ tuổi già xét theo tình huống điều khiển xe trên đoạn đường cua vòng. Về khả năng điều khiển xe tránh va chạm chướng ngại thì ở người ở độ tuổi trẻ điều khiển tốt hơn người ở độ tuổi già là 34,6%.

Về khả năng điều chỉnh góc lái để chuyển hướng di chuyển sang làn đường mới thì người ở độ tuổi trẻ điều chình chính xác hơn người ở độ tuổi già là12,2%. Việc so sánh và đánh giá được khả năng điều khiển xe của người lái là một trong những thành công lớn nhất của đề tài làm cơ sở khoa học giúp hoàn thiện mô hình điều khiển cho người lái xe bằng cách thay đổi các thông số điều khiển trong các hệ thống hổ trợ người lái trong quá trình điều khiển xe gặp các trường hợp nguy hiểm, từ đó góp phần làm giảm khả năng xảy ra các sự cố, tai nạn giao thông. Ngoài ra, đề tài còn có thể tăng cường chất lượng đào tạo tập lái ô tô cho các trung tâm dạy lái xe và có thể trang bị cho các đại lý ô tô nhằm hướng dẫn thêm cho khách hàng thăm quan showroom, khách hàng mua xe. v Luan van ASTRACT A control model for the driver has successfully designed to examine and evaluate the effectiveness of the two groups of drivers who drive including the old age and young age.

The number of participants is 8 sastify all the conditions of health regulations for automobile driving in Vietnam. The participants drove in the same car driving simulation environment - City Car Driving on the 500m distance and the same traffic condition. The control parameters of the driver were collected by LabVIEW software. The experimental results showed that, the drivers at a young age have efficiency increased 55.5% comparison to the driver at aold age with the situation on the ring roads.

About the possibility driving the obstacle collision avoidance in younger better than the olderwas 34. The ability to adjust the steering angle movement redirected to the new lane roadin younger better than the olderwas 12. The comparison and evaluation of the ability drivingwas one of the biggest successes of the subject as a scientific basis to perfectcontrol model for the driver by changing the some coefficient control systems support the driver in the dangerous situations, thereby contributing to reduce the traffic accidents. In addition, the subject can also improve the quality of the driver training center and can equip automobile dealers to guide more customers visit the showroom, customers buy car.

vi Luan van MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Xác nhận của cán bộ hướng dẫn Lý lịch khoa học .ii Lời cam đoan. iii Lời cảm ơn. vi Mục lục .vii Danh sách các chữ viết tắt. ix Danh sách các hình.

xi Danh sách các bảng. xiii Chƣơng 1.1 Tổng quan chung vể lĩnh vực nghiên cứu .2 Mục đích của đề tài .3 Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài .1 Nhiệm vụ của đề tài.2 Giới hạn của đề tài .4 Phƣơng pháp nghiên cứu.1 Cơ chế sinh học và điều khiển cơ của ngƣời lái xe .1 Cơ chế sinh học .2 Quá trình điều khiển cơ của người lái xe .2 Cơ sở lý thuyết hệ thống điều khiển xe .3 Mô hình của xe và ngƣời lái .1 Mô hình xe .2 Mô hình điều khiển lái xe với đặc tính thần kinh cơ. 12 vii Luan van 2.4 Mô hình điều khiển cho ngƣời lái xe .1 Điều khiển bù hướng xe di chuyển .2 Điều khiển đường di chuyển xem trước của xe .5 Tổng quan về kỹ thuật lái xe .1 Khái quát hệ thống buồng lái ô tô .2 Kỹ thuật cơ bản lái xe ô tô .3 Phương pháp lái xe ôtô trên các loại đường khác nhau .6 Điều kiện sức khỏe của ngƣời lái xe .7 Phần mền LabVIEW.2Lập trình với LabVIEW. THIẾT KẾ, LẬP TRÌNH MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN XE.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng City Car Driving .2 Thiết kế mô hình điều khiển xe .1 Phương pháp chuyể n đổ i tín hi ệu xoay của trục vô lăng thành tín hiệu điều khiển của chuột máy tính .2 Thiết kế cơ cấu lái .3 Thiết kế hệ thống mạch điện điều khiển mô hình lái .4 Thiết kế cơ cấu điều khiển tay số .5 Thiết kế khung mô hiǹ h điề u khiể n lái .6 Sản phẩm thi công mô hình điều khiển xe .3 Lập trình điều khiển mô hình điều khiển lái .1 Thuật toán thu thập tín hiệu và điều khiển lái .2 Lập trình điều khiển và thu thập số liệu.

KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .1 Phƣơng án khảo sát .1 Người lái xe tham gia khảo sát.2 Môi trường khảo sát .2 Giao diện thu thập và xử lý tín hiệu. 43 viii Luan van 4.3 Kết quả thực nghiệm .1 Kết quả thực nghiệm trong trường hợp một.2 Kết quả thực nghiệm trong trường hợp hai .3 Kết quả thực nghiệm trong trường hợp ba .4 So sánh đánh giá kết quả .2 Hƣớng phát triển đề tài. 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 60 ix Luan van DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT LabVIEW : Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench – Phần mềm lập trình ngôn ngữ đồ họa IC : Integrated Circuit – Vi mạch tích hợp PID : Propotional Integral Derivative – Bộ điều khiển vi tích phân tỷ lệ.

AMP : Amplifier – Bộ khuếch đại. DC : Direct Current – Dòng điện một chiều. AC : Alternating Current– Dòng điện xoay chiều. D : Dioptries – Độ mắt con người LQR : Linear Quadratic Regulator – Điều chỉnh phương trình bậc hai tuyến tính RS-232 : Recommended Standard-232 – Chuẩn giao tiếp nối tiếp giữa thiết bị ngoại vi với máy tính.

USB : Univeral Serial Bus là 1 chuẩn kết nối các thiết bị điện tử x Luan van DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1 : Cơ chế thần kinh cơ của con người .2 : Cơ chế điều khiển của người lái xe.3 : Sơ đồ điều khiển ba cấp đường – người – xe .4 : Sơ đồ điều khiển thần kinh cơ người lái .5 : Mô hình tọa độ của xe .6 :Mô hình xe một vết .7 :Mô hình khi xe chuyển động quay vòng.8 : Mô hình bậc tự do của xe .9 : Kết cấu của mô hình điều khiển lái xe với đặc tính thần kinh cơ.10 : Mô hình bù hướng di chuyển của xe.11 : Mô hình điển hình lái xe xem trước.12 : Mô hình chiến lược dự báo.13 : Mô hình điều khiển xe đa vòng lặp.14 : Xe và quỹ dạo xem trước con đường phía trước.15 : Mã nguồn viết bằng LabVIEW .