Đặt vấn đề Trong vài thập kỷ qua, sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đã đưa xử lý ảnh, mặc dù còn tương đối mới mẻ so với nhiều ngành khác, trở thành một lĩnh vực phát triển nhanh chóng và thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng khoa học. Điều này đã thúc đẩy sự hình thành và phát triển của nhiều trung tâm nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực này. Xử lý ảnh giữ một vai trò thiết yếu trong nhiều ứng dụng thực tế như kỹ thuật và đời sống xung quanh chúng ta: như sản xuất cần độ chính xác cao, kiểm tra chất lượng tốt sản phẩm, xe tự hành, tiền va chạm, phát hiện biển báo an giao thông, trong y học thì phát hiện nhận biết khối u ác tính,…. Nhưng đối với ngành ô tô ngày này việc các nhà sản xuất xe hơi nổi tiếng như mercedes-benz, BMW, Audi,….
Họ không chỉ tập chung phát triển hiệu suất của xe, khả năng tăng tốc, tiết kiệm nhiên liệu, những thiết kế độc lạ về body xe và phần không thể thiếu được hệ thống tiện nghi trên xe vô cùng tiên tiến được nâng cấp qua từng năm của mỗi hãng xe. Ngày nay, việc tạo ra các sản phẩm và dịch vụ phù hợp với nhu cầu cá nhân của từng khách hàng đang trở thành một trong xu thế mà các nhà sản xuất đang hướng tới. Xu hướng này cho thấy mong muốn mà người tiêu dùng được sở hữu các sản phẩm độc đáo, theo sở thích của họ. Đối với ngành công nghiệp ô tô, việc cá nhân hóa chiếc xe trở thành xu thế ngày càng tăng của khách hàng.
Điều này cho phép khách hàng tạo ra những chiếc xe theo sở thích của họ, tạo ra trải nghiệm độc đáo và mang tính cá nhân hoá cao. Để tăng tính thoải mái cho người dùng việc thích hợp xử lý ảnh trong việc thao tác thay vì nhấn nút sẽ làm cho người sử dụng cảm thấy mọi thứ xung quanh đều thông minh và có thể điều khiển theo sở thích của mình. Cụ thể là việc khi người ngồi trên xe không cần nhấn gọi ghế đã lưu chỉ cần quét khuôn mặt và tự động đưa về vị trí trước đó. Nhận thấy được sự tiện lợi đó nhóm quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình điều khiển ghế thông minh bằng nhận diện khuôn mặt”.
Với mục đích giúp sinh viên tìm hiểu và nghiên cứu về công nghệ xử lý ảnh, đồng thời làm rõ ứng dụng của công nghệ này trong các hệ thống ô tô như xe tự lái, khóa bảo mật, phanh khẩn cấp, và đỗ xe tự động,. Từ đó, chúng ta có thể nhận thấy tầm quan trọng của trí tuệ nhân tạo đối với con người và sự phổ biến của các ứng dụng của nó trong đời sống. Mục tiêu đề tài • Tìm hiểu về ghế điện. • Tìm hiểu lý thuyết xử lý ảnh.
• Tìm hiểu lý thuyết các phương pháp, thuật toán và xây dựng chương trình sử dụng cho bài toán nhận dạng đối tượng. • Nghiên cứu thiết kế giao diện giao tiếp với người dùng. • Nghiên cứu thiết kế mạch bộ nhớ ghế. • Kiểm nghiệm và đánh giá hệ thống.
Đối tượng nghiên cứu • Raspberry PI 4 và bộ điều khiển nhớ ghế. • Ngôn ngữ lập trình C trên Arduino, Python và các thư viện khác trên Pycharm. • Thư viện Tkinter để thiết kế giao diện người dùng. • Quản lý cơ sở dữ liệu SQLite.
• Sơ đồ mạch điện ghế RX300 đời 1999 không có bộ nhớ ghế. Mục đích Mở rộng kiến thức về mảng xử lý ảnh, nhằm cho mục đích hiểu hơn về các công nghệ có liên quan như tiền va chạm, xe tự hành,… như hiểu được tầm quan trọng của AI đối với cuộc sống ngày nay. Nghiên cứu tạo cơ sở để có thể nâng cấp, ứng dụng thực tế cũng như phát triển các tiện ích khác trên ô tô. Tiếp thu và tích luỹ kiến thức làm hành trang cho kỹ sư trong tương lai và phục vụ cho những người cần tài liệu tham khảo sau này.
Giới hạn đề tài • Dùng camera để phát hiện và nhận dạng khuôn mặt người dùng. • Cách thức nhận dạng đối tượng bằng cách sử dụng các phương pháp kỹ thuật như Haar cascade, Local Binary Patterns Histogram, Resnet. • Bộ nhớ ghế nhớ điều khiển nhớ ba motor , và nhớ được tối đa ba khuôn mặt. • Camera sẽ nhận dạng kém hiệu quả trong môi trường có cường độ ánh sáng mạnh hoặc quá yếu và bức xạ nhiệt lớn.
• Sử dụng framework, thư viện, cấu trúc đã được công bố trước đó. 2 • Hệ thống camera nhận diện và các thuật toán phát hiện khuôn mặt thường hoạt động tốt nhất ở khoảng cách trung bình, khoảng từ 0,8 mét đến 1 mét. Ở những khoảng cách quá xa hoặc quá gần, độ chính xác của việc nhận diện và phát hiện khuôn mặt có thể bị giảm sút. Phương pháp nghiên cứu Tra cứu tài liệu trong và ngoài nước, tìm kiếm những trang web uy tín và các giáo trình có liên quan.
Kết cấu các chương của khoá luận tốt nghiệp Nội dung của bài khoá luận tốt nghiệp gồm: • Chương 1: Tổng quan về đề tài nghiên cứu. • Chương 2: Cơ sở lý thuyết. • Chương 3: Thiết kế hệ thống. • Chương 4: Thi công hệ thống.
• Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá. • Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Cơ sở lý thuyết ghế điện trên ô tô 2.
Lịch sử và quá trình phát triển Khi ô tô mới xuất hiện vào cuối thế kỷ thứ XIX, khi đó ghế ô tô cho tài xế và hành khách khá đơn giản cấu tạo bao gồm tựa lưng và đệm mông, để cho người ngồi cảm thấy dễ chịu khi đi qua những con đường xấu thì người ta đã thêm vào lò xo hoặc cao su vào phần đệm mông để người trên xe có trải nghiệm tốt hơn, và vị trí ghế được lắp cố định khá bất tiện đối với những người không đủ tiêu chuẩn về chiều cao. Những năm sau đó, khi này vị trí ghế đã có thể di chuyển được nhưng chỉ có thể thay đổi hai hướng tiến và lùi, nhưng cũng không đáng kể. Nhận thấy được điều đó, hãng xe Ford đã giới thiệu dòng xe Ford Thunderbird vào năm 1950 đã thích hợp ghế điện điều chỉnh bốn hướng tiến/ lùi và lên/ xuống. Lúc đó khách hàng rất hài lòng về tính năng này, chỉ vài năm sau đó ghế điện điều chỉnh sáu hướng được ra đời vào năm 1955.
Ngày nay, hầu hết các xe có ghế chỉnh điện đều điều chỉnh sáu hoặc tám hướng. Với sự phát triển vượt bậc của công nghệ và kèm theo nhu cầu của con người càng cao, đòi hỏi nhiều tiện lợi cho chính mình. Có một vấn đề là mỗi khi tài xe cho người khác mượn xe để di chuyển thì vị trí thoải mái của mình bị thay đổi, như vậy rất bất tiện đối với khách hàng của mình. Lại một lần nữa hãng công ty Ford Motor Company đã thấu hiểu điều đó đã cho ra mắt hai mẫu xe Ford Thunderbird và Mercury Turnpike Cruiser sử dụng bộ nhớ để nhớ vị trí ghế vào năm 1957.
Ghế “Dial - a - Matic” sử dụng núm xoay có chữ và số để điều chỉnh ghế tiến/ lùi hoặc lên/ xuống. Khi công tắc tắt, ghế lúc này sẽ di chuyển xuống ở vị trí thấp nhất để tài xế có thể ra vào dễ dàng hơn. Ngược lại nếu công tắc được bật, ghế sẽ di chuyển đến vị trí mà ta đã thiết lập trước đó. Các loại ghế trên ô tô hiện nay 2.
Ghế cứng Loại ghế cứng được cố định bằng bu lông ở một vị trí nhất định ở trên xe. Nó là loại ghế cơ bản thường được sử dụng ở những xe đời cũng, xe bus, tàu lửa, máy bay,. Ghế cứng này không thể điều chỉnh được các hướng như lên/ xuống, tiến/ lùi. Ghế cứng ở trên xe khách GAZ 24 chỗ [2] Bảng 2.
Ưu điểm và nhược điểm ghế cứng Ưu điểm Nhược điểm • Giá thành rẻ. • Hạn chế điều chỉnh nhiều hướng • Dễ tháo lắp. • Dễ dàng bảo dưỡng, thay thế khi • Đi xa gây cảm giác khó chịu cho ghế bị hưng hỏng tốn ít thời gian. người ngồi trên xe.
• Thiết kế đơn giản nhưng cũng • Thiếu giảm xóc ở ghế. tương đối đẹp. Ghế điều chỉnh hướng bằng cơ khí Ở loại ghế này ta có thể điều chỉnh được bốn hướng là tiến/ lùi, lên/ xuống. Nhưng ở đây ta dùng tay để thao tác điều chỉnh ghế theo mong muốn của mình như là kéo cần gạt, hay thanh trượt bằng cơ khí.
Cơ cấu điều chỉnh bốn hướng sử dụng hoàn toàn bằng cơ khí như lẫy, thanh trượt, cần gạt, bi,. Ghế điều chỉnh bằng cơ khí [3] Bảng 2. Ưu điểm và nhược điểm của ghế điều chỉnh bằng cơ khí Ưu điểm Nhược điểm • Có thể di chuyển đến nhiều vị trí • Ở thế hệ này vẫn chưa có giảm khác nhau. • Giá thành hợp lý.
• Khi di chuyển vị trí ghế có phát • Cũng giống như ghế cứng chi phí ra tiếng ma sát của các chi tiết. bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế tương • Điều chỉnh hướng thực hiện hoàn đối thấp. toàn bằng tay. • Áp dụng cho nhiều dòng xe khác nhau.
Ghế có hệ thống treo a) Ghế có hệ thống treo khí nén Loại ghế này đã có từ trước đó nhưng qua nhiều năm phát triển và cải tiến nhiều lần, hiện nay ta sẽ dễ dàng bắt gặp loại ghế này ở các loại xe hạng nặng, xe bus, xe tải, xe cẩu,. do ghế có kèm theo hệ thống giảm xóc bằng khí nén giúp cho người ngồi cảm thấy dễ chịu khi vận hành các loại xe trên. Ghế có điều khiển bằng khí nén [4] [5] b) Ghế có hệ thống treo lò xo Cũng giống như ghế có hệ thống treo khí nén thì loại ghế này có vào những năm 1970 thường được sử dụng cho các xe hạng nặng sau này mới phát triển lên hệ thống treo khí nén. Với loại ghế này thiết kế hoàn toàn bằng cơ khí.
Cấu tạo bao gồm ghế và lò xo [6] 7 Hình 2. Cấu tạo bao gồm ghế, lò xo và thanh bản lề [6] Bảng 2. Ưu điểm và nhược điểm ghế có hệ thống treo Ưu điểm Nhược điểm • Có thiết kế rộng rãi và thoải mái. • Vẫn còn điều chỉnh tay.
• Được trang bị hệ thống treo nên • Phù hợp cho xe hạng nặng, xe tải và tăng cảm giác lái cho người ngồi. Có xe thường đi những chuyến đi xa. nhiều loại bộ giảm xóc kép phù hợp cho • Diện tích và khối lượng khá lớn. địa hình khó khăn và trọng lượng người lớn.