Nghiên cứu phát triển phương pháp tái tạo cảm giác xúc giác trong điều khiển ô tô từ xa

LỜI CAM ĐOAN

CẢM TẠ

TÓM TẮT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

1.2. Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước

1.2.1. Nghiên cứu trong nước

1.2.2. Nghiên cứu ngoài nước

1.3. Mục đích của đề tài

1.4. Giới hạn của đề tài

1.5. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về tương tác người và xe

2.2. Cảm giác là gì?

2.2.1. Các loại cảm giác

2.3. Vai trò của các giác quan trong điều khiển xe trực tiếp

2.4. Cơ chế tạo cảm giác xúc giác

2.4.1. Những cảm giác xúc giác mà tay người có thể cảm nhận được khi tương tác với một vật thể

2.4.1.1. Cảm giác về chuyển động ngang (thô, nhám)

2.4.1.2. Cảm giác về áp suất (cứng, mềm)

2.4.1.3. Cảm giác về nhiệt độ

2.4.1.4. Cảm giác về trọng lượng

2.4.1.5. Cảm giác về đường biên, thể tích

2.4.1.6. Cảm giác về sức bén đường biên

2.5. Vai trò của xúc giác

2.5.1. Vai trò của xúc giác trong hoạt động của con người

2.5.2. Vai trò của xúc giác trong lái xe trực tiếp

2.6. Xúc giác trên xe là gì?

2.6.1. Một số cảm giác xúc giác mà con người cảm nhận được khi điều khiển xe

2.6.1.1. Tương tác với vô lăng

2.6.1.2. Tương tác với bàn đạp ga

2.6.1.3. Tương tác với bàn đạp phanh

2.6.1.4. Tương tác với cần sang số

2.6.1.5. Tương tác với ghế ngồi

2.6.1.6. Tương tác với nút nhấn

2.7. Giới thiệu công nghệ Haptics

2.8. Các ứng dụng của công nghệ Haptics

2.8.1. Các ứng dụng với haptics trên ô tô

2.8.2. Ứng dụng haptics trong y học

2.8.3. Haptic cho người mù

2.8.4. Ứng dụng haptics trong quân sự

2.8.5. Ứng dụng trong công nghiệp

2.8.6. Ứng dụng haptics trong giáo dục

2.8.7. Ứng dụng haptic trong công nghệ thông tin

2.9. Lực phản hồi từ môi trường lên robot di động dựa trên phương pháp Logic mờ

2.9.1. Tổng quan về điều khiển từ xa robot di động

2.9.2. Lực phản hồi từ môi trường

2.9.3. Quy tắc mờ trong việc biểu diễn lực phản hồi

2.9.4. Phân tích ổn định của hệ thống điều khiển từ xa robot di động

2.9.5. Haptics trong điều khiển từ xa robot di động

2.9.5.1. Sự tương tác ảo giữa người điều khiển, khối lượng ảo và môi trường

2.9.5.2. Lực ảo tạo ra bởi môi trường

2.9.5.3. Tương tác với người điều khiển

2.10. Tạo cảm giác lái cho hệ thống SBW bằng phương pháp sử dụng cảm biến dòng điện

2.10.1. Giới thiệu hệ thống SBW

2.10.2. Tái tạo cảm giác lái bằng phương pháp đo dựa trên cường độ dòng điện

2.10.2.1. Hoạt động của phương pháp dựa trên cảm biến dòng

2.11. Giới thiệu phần mềm LabVIEW

2.11.1. Ứng dụng LabVIEW trong thực tế

2.11.2. Lập trình với LabVIEW

2.12. Thuật toán PID và ứng dụng vào điều khiển động cơ DC

2.12.1. Khái niệm về thuật toán PID

2.12.2. Điều khiển vị trí động cơ bằng thuật toán PID

3. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁI TẠO CẢM GIÁC XÚC GIÁC TRÊN Ô TÔ

3.1. Phân loại phương pháp tái tạo cảm giác xúc giác trên ô tô

3.2. Tái tạo cảm giác xúc giác áp suất (cứng, mềm)

3.3. Tái tạo cảm giác xúc giác rung xóc cho người điều khiển ô tô

3.4. Tái tạo cảm giác xúc giác nhiệt độ cho người điều khiển ô tô

4. CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Giới thiệu mô hình thí nghiệm

4.2. Thí nghiệm tạo cảm giác xúc giác áp suất (cứng, mềm)

4.3. Thí nghiệm tạo cảm giác xúc giác rung

4.4. Thí nghiệm tạo cảm giác xúc giác nhiệt độ (nóng, lạnh)

4.5. Kết quả thí nghiệm

4.5.1. Kết quả thí nghiệm tạo cảm giác xúc giác áp suất

4.5.2. Kết quả thí nghiệm tạo cảm giác xúc giác nhiệt độ

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Kết luận

5.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC A: Một số khối (hàm thức) phổ biến trong LabVIEW

A1. Cấu trúc một số vòng lặp

A2. Một số hàm Delay thời gian

A3. Cách lấy các hàm tính toán và so sánh

PHỤ LỤC B: Kết quả lập trình PID cho động cơ DC với LabVIEW

B1. Điều khiển vị trí động cơ DC bằng khâu P

B2. Điều khiển vị trí động cơ DC bằng khâu PI

B3. Điều khiển vị trí động cơ DC bằng khâu PID

I. Tổng quan về nghiên cứu

Nghiên cứu về cảm giác xúc giác trong điều khiển ô tô từ xa đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ hiện đại. Công nghệ này không chỉ giúp người điều khiển có thể tương tác với xe mà còn tạo ra những trải nghiệm gần gũi như khi điều khiển trực tiếp. Việc tái tạo cảm giác xúc giác là cần thiết để cải thiện hiệu quả điều khiển và tăng cường an toàn cho người sử dụng. Theo nghiên cứu, công nghệ xúc giác có thể cung cấp thông tin phản hồi về áp suất, rung, và nhiệt độ, từ đó giúp người điều khiển cảm nhận được trạng thái của xe trong môi trường hoạt động. Điều này đặc biệt quan trọng trong các tình huống khẩn cấp, nơi mà phản ứng nhanh chóng và chính xác là rất cần thiết.

1.1. Tầm quan trọng của cảm giác xúc giác

Cảm giác xúc giác đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ô tô từ xa. Nó giúp người điều khiển nhận biết được các lực tác động từ môi trường, như sự rung lắc khi xe di chuyển trên địa hình không bằng phẳng. Việc thiếu thông tin phản hồi này có thể dẫn đến những quyết định sai lầm trong quá trình điều khiển. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tái tạo cảm giác xúc giác có thể cải thiện đáng kể khả năng điều khiển và an toàn cho người sử dụng. Hệ thống haptic có thể cung cấp thông tin về áp suất, nhiệt độ, và các yếu tố khác, từ đó giúp người điều khiển có được trải nghiệm gần gũi hơn với việc lái xe thực tế.

II. Các phương pháp tái tạo cảm giác xúc giác

Các phương pháp tái tạo cảm giác xúc giác trong điều khiển ô tô từ xa được phân loại thành nhiều loại khác nhau. Một trong những phương pháp phổ biến là sử dụng cảm biến xúc giác để thu thập thông tin từ môi trường và truyền tải đến người điều khiển. Các cảm biến này có thể đo lường áp suất, rung, và nhiệt độ, từ đó tạo ra phản hồi xúc giác cho người điều khiển. Việc sử dụng công nghệ haptic trong ô tô không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm lái xe mà còn tăng cường an toàn. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tái tạo cảm giác xúc giác có thể giúp người điều khiển nhận biết được các tình huống nguy hiểm và phản ứng kịp thời.

2.1. Tái tạo cảm giác áp suất

Phương pháp tái tạo cảm giác áp suất là một trong những ứng dụng quan trọng của công nghệ haptic. Bằng cách sử dụng các cảm biến áp suất, hệ thống có thể cung cấp thông tin về độ cứng và độ mềm của bề mặt mà xe đang di chuyển. Điều này giúp người điều khiển cảm nhận được sự khác biệt giữa các loại địa hình, từ đó đưa ra quyết định điều khiển chính xác hơn. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tái tạo cảm giác áp suất có thể cải thiện đáng kể khả năng điều khiển và an toàn cho người sử dụng, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp.

2.2. Tái tạo cảm giác rung

Cảm giác rung cũng là một yếu tố quan trọng trong việc tái tạo cảm giác xúc giác. Hệ thống có thể sử dụng các cảm biến rung để cung cấp thông tin về tình trạng của xe khi di chuyển trên các bề mặt không bằng phẳng. Việc tái tạo cảm giác rung giúp người điều khiển nhận biết được các lực tác động từ môi trường, từ đó có thể điều chỉnh hành vi lái xe cho phù hợp. Nghiên cứu cho thấy rằng cảm giác rung có thể giúp người điều khiển cảm nhận được sự thay đổi trong điều kiện lái xe, từ đó nâng cao hiệu quả điều khiển.

III. Kết quả thí nghiệm và ứng dụng thực tiễn

Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng việc tái tạo cảm giác xúc giác có thể mang lại nhiều lợi ích trong điều khiển ô tô từ xa. Các thí nghiệm đã chứng minh rằng người điều khiển có thể cảm nhận được áp suất, rung, và nhiệt độ thông qua các thiết bị haptic. Điều này không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm lái xe mà còn tăng cường an toàn cho người sử dụng. Các ứng dụng thực tiễn của công nghệ này rất đa dạng, từ việc điều khiển xe trong các tình huống khẩn cấp đến việc đào tạo lái xe cho người mới. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ haptic có thể giúp giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu quả điều khiển.

3.1. Ứng dụng trong đào tạo lái xe

Công nghệ tái tạo cảm giác xúc giác có thể được ứng dụng trong việc đào tạo lái xe. Bằng cách sử dụng các mô hình mô phỏng, người học có thể trải nghiệm cảm giác lái xe mà không cần phải thực sự ngồi trên xe. Điều này giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm chi phí đào tạo, và giảm thiểu rủi ro cho người học. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng công nghệ haptic trong đào tạo lái xe có thể giúp người học cảm nhận được các yếu tố như áp suất, rung, và nhiệt độ, từ đó nâng cao khả năng điều khiển khi lái xe thực tế.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Phát triển lý thuyết tái tạo cảm giác xúc giác trong điều khiển ô tô từ xa