Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Mô Hình Xe Tự Lái Tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

• Tác giả: Trịnh An Khương
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trung Hiếu
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Thiết Kế Chế Tạo Mô Hình Xe Tự Lái
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA XE TỰ LÁI
• 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của xe tự lái
• 1.2. Xe “American Wonder” năm 1925
• 1.3. Xe "Chrysler Imperial" năm 1958
• 1.4. Xe “Standford Cart” năm 1979
• 1.5. Cuộc thi xe không người lái “DARPA Grand Challenge”
• 1.6. Xe không người lái của Google năm 2009
• 1.7. Xe không người lái của Tesla năm 2015
• 1.8. Tai nạn đầu tiên trên xe tự lái của Google năm 2016
• 1.9. Các mẫu xe tự lái năm 2017
• 1.10. Honda đưa ra những mẫu xe không người lái năm 2020
• 1.11. BMW sẽ cho ra mắt xe không người lái vào năm 2021
• 1.12. Một số mô hình xe tự lái và cuộc thi xe tự lái trên thế giới
• 2. MỘT SỐ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐƯỢC TRANG BỊ TRÊN XE TỰ LÁI
• 2.1. Lane Keeping Assist System (LKAS)
• 2.2. Autonomous Parking System
• 2.3. Traffic sign recognition
• 2.4. Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu Global Navigation Satellite System (GNSS)
• 2.5. Autonomous Cruise Control System (ACCS)
• 3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIẢ LẬP ĐƯỜNG ĐI VÀ TÌNH TRẠNG GIAO THÔNG DÀNH CHO XE
• 3.1. Mô hình đường đua
• 3.2. Biển báo và hệ thống đèn giao thông
• 3.3. Các bước để xe chạy hoàn thành đường đua
• 3.3.1. Xe rời vị trí xuất phát và chạy đến checkpoint 1
• 3.3.2. Xe giữ làn đường và tránh chướng ngại vật
• 3.3.3. Xe lên dốc rẽ trái vào bãi đỗ
• 4. THIẾT KẾ CHẾ TẠO XE TỰ LÁI VERSION 1
• 4.1. Các bộ phận, hệ thống
• 4.2. Mạch điều khiển
• 4.3. Cảm biến hồng ngoại dò lai
• 4.4. Servo lái, module nguồn
• 4.5. Jack mini USB
• 4.6. Dây giao tiếp UART
• 4.7. Hệ thống đèn
• 4.8. Cảm biến siêu âm và động cơ Servo quay cảm biến siêu âm
• 4.9. Cảm biến ánh sáng hồng ngoại
• 4.10. Nút chọn vị trí xuất phát
• 4.11. Jack kết nối 10 Pin và 4 Pin
• 4.12. Chức năng giữ làn đường
• 4.13. Chức năng chuyển làn đường tránh vật cản
• 4.14. Chức năng phát hiện vị trí trống tự động đỗ xe
• 5. THIẾT KẾ CHẾ TẠO XE TỰ LÁI VERSION 2
• 5.1. Các bộ phận, hệ thống
• 5.2. Các hệ thống kế thừa từ version 1
• 5.3. Mạch điều khiển, shield, module
• 5.4. Jack mini USB
• 5.5. Cảm biến siêu âm đo khoảng cách
• 5.6. Cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách
• 5.7. Chức năng giữ làn đường
• 5.8. Chức năng chuyển làn đường tránh vật cản
• 5.9. Chức năng dò tìm khoảng trống tự động đỗ xe
• 5.10. Chức năng Adaptive Cruise Control
• 5.11. Chức năng giao tiếp webserver
• KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mô hình xe tự lái trong công nghệ ô tô

Mô hình xe tự lái đang trở thành một trong những xu hướng công nghệ nổi bật trong ngành công nghiệp ô tô. Với sự phát triển của công nghệ xe tự lái, các nhà sản xuất ô tô và công ty công nghệ đang đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và phát triển. Mô hình này không chỉ giúp giảm thiểu tai nạn giao thông mà còn cải thiện trải nghiệm lái xe cho người dùng. Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo trong xe tự lái đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp ô tô.

1.1. Lịch sử phát triển của xe tự lái

Lịch sử của xe tự lái bắt đầu từ những năm 1920 với những thử nghiệm đầu tiên. Các mẫu xe như 'American Wonder' đã chứng minh khả năng tự lái bằng sóng radio. Qua nhiều thập kỷ, công nghệ đã tiến bộ vượt bậc, từ những chiếc xe đơn giản đến các hệ thống phức tạp hiện nay.

1.2. Công nghệ chính trong xe tự lái

Các công nghệ như cảm biến, hệ thống định vị toàn cầu (GNSS), và trí tuệ nhân tạo là những yếu tố quan trọng giúp xe tự lái hoạt động hiệu quả. Những công nghệ này cho phép xe nhận diện môi trường xung quanh và đưa ra quyết định lái xe an toàn.

II. Thách thức trong việc phát triển mô hình xe tự lái

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phát triển mô hình xe tự lái cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề về an toàn, quy định pháp lý, và độ tin cậy của công nghệ là những yếu tố cần được giải quyết. Đặc biệt, việc đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các phương tiện khác trên đường là ưu tiên hàng đầu.

2.1. Vấn đề an toàn trong xe tự lái

An toàn là một trong những mối quan tâm lớn nhất khi phát triển xe tự lái. Các vụ tai nạn liên quan đến xe tự lái đã làm dấy lên nhiều câu hỏi về độ tin cậy của công nghệ. Cần có các nghiên cứu và thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo rằng xe tự lái có thể hoạt động an toàn trong mọi tình huống.

2.2. Quy định pháp lý và chính sách

Quy định pháp lý về xe tự lái vẫn còn đang trong quá trình phát triển. Các quốc gia cần xây dựng khung pháp lý rõ ràng để quản lý việc sử dụng và thử nghiệm xe tự lái. Điều này sẽ giúp tạo ra một môi trường an toàn và thuận lợi cho sự phát triển của công nghệ này.

III. Phương pháp thiết kế mô hình xe tự lái hiệu quả

Để thiết kế một mô hình xe tự lái hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng các cảm biến, mạch điều khiển, và thuật toán lập trình là rất quan trọng. Các bước thiết kế cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của mô hình.

3.1. Thiết kế mạch điều khiển cho xe tự lái

Mạch điều khiển là bộ não của xe tự lái. Nó cần được thiết kế để xử lý thông tin từ các cảm biến và đưa ra quyết định lái xe. Việc lựa chọn linh kiện và cấu hình mạch là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

3.2. Lập trình các chức năng cơ bản

Các chức năng như Adaptive Cruise Control, Lane Keeping, và Auto Parking cần được lập trình một cách chính xác. Việc sử dụng các thuật toán phù hợp sẽ giúp xe tự lái hoạt động mượt mà và an toàn hơn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình xe tự lái

Mô hình xe tự lái không chỉ có ứng dụng trong ngành ô tô mà còn trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Từ giao thông vận tải đến logistics, công nghệ này đang dần trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Các ứng dụng thực tiễn của xe tự lái đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ.

4.1. Ứng dụng trong giao thông công cộng

Xe tự lái có thể được áp dụng trong hệ thống giao thông công cộng, giúp giảm thiểu ùn tắc và tai nạn. Các xe buýt tự lái có thể hoạt động hiệu quả hơn, cung cấp dịch vụ an toàn và tiện lợi cho người dân.

4.2. Ứng dụng trong logistics và vận tải hàng hóa

Trong lĩnh vực logistics, xe tự lái có thể giúp tối ưu hóa quy trình vận chuyển hàng hóa. Việc sử dụng xe tự lái trong kho bãi và giao hàng sẽ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời nâng cao hiệu quả công việc.

V. Kết luận và tương lai của mô hình xe tự lái

Mô hình xe tự lái đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp ô tô và các lĩnh vực liên quan. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tương lai của xe tự lái hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho xã hội. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu và giải quyết các thách thức để đảm bảo sự phát triển bền vững.

5.1. Tương lai của công nghệ xe tự lái

Công nghệ xe tự lái sẽ tiếp tục phát triển và hoàn thiện. Các nhà nghiên cứu và kỹ sư sẽ tìm ra những giải pháp mới để cải thiện tính an toàn và hiệu quả của xe tự lái, từ đó mở rộng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

5.2. Định hướng phát triển bền vững

Để phát triển bền vững, ngành công nghiệp ô tô cần chú trọng đến việc giảm thiểu tác động môi trường từ xe tự lái. Việc áp dụng các công nghệ xanh và tiết kiệm năng lượng sẽ là một trong những ưu tiên hàng đầu trong tương lai.