Chương 1: TỔNG QUAN 1.Tổ ng quan vê hướng nghiên cứu. ̣ Hê ̣ thố ng hỗ trơ ̣ đỗ xe Park Assist có nhiệm vụ thực hiê ̣n chức năng hỗ trơ ̣ người lái quan sát và điề u khiể n vô lăng lái nhằ m đưa xe lùi vào đúng vi ̣trí cầ n đâ ̣u. Hê ̣ thố ng này gồ m có một bộ xử lý trung tâm sẽ thu nhâ ̣n các tin ́ hiê ̣u đầ u vào từ mô ̣t camera thu thâ ̣p hình ảnh và hai cảm biến đo khoảng cách để phát hiện chướng ngại vật, sau đó bô ̣ xử lý tự nhâ ̣n biế t và phân tích xử lý các tín hiệu này rồ i đưa ra quyế t đinh ̣ điề u khiể n xoay vô lăng lái phù hơ ̣p sau cho xe lùi vào đúng vi ̣trí mong muố n đã cho ̣n trên màn hình. Viê ̣c xoay vô lăng thông qua bô ̣ chấ p hành là mô ̣t mô tơ điê ̣n mô ̣t chiề u do bô ̣ vi xử lý điều khiển.
Tổ ng quan kế t quả nghiên cứu trong và ngoài nước. Hiện nay trên thế giới đã có nhiề u nhóm nghiên cứu đô ̣c lâ ̣p cũng như có mô ̣t vài công ty đã và đan g nghiên cứu phát triể n hê ̣ thố ng có chức năng tương tự mang nhiề u tên go ̣i khác nhau như “Parking Assist System của Yuu Tanaka , Nishikamo Gun và Yoshifumi Iwata” , “Design of a Semi -Autonomous Parking Assist System của Emese Szádeczky -Kardoss , Bálint Kiss và István Wahl” , “Automatic Steering system for vehicle của Yasuo Shimizu , Katsuhiro Sakai và của Wako “ … Công ty trách nhiệm hữu hạn Aisin Seiki cũng đã phát triển một hệ thống đỗ xe bán tự động ứng dụng cho hãng Toyota. Trên xe Volvo cũng được trang bị hệ thống hỗ trơ ̣ đỗ xe hoàn toàn tự động được dựa trên sự xác định khoảng kích thước thông qua các cảm biến siêu âm. Xe Touran của Volkswagen cũng có trang bị hệ thống này như một tùy chọn cho xe có hỗ trợ việc đậu xe.
Giải pháp này cũng sử dụng cảm biến siêu âm để thực hiện việc đỗ xe bán tự động. Một số hệ thống này hoạt động trong vòng lặp điều khiển không khép kín, hoặc mục đích kiểm soát không phải để tìm ra quỹ đạo chuyển động mà chỉ để đưa ra vị trí đỗ xe. Ngoài ra, mô ̣t số hañ g xe nổ i tiế ng 1 khác như Honda , Mercedes Benz … cũng đã nghiên cứu và ứng dụng hệ thống có chức năng tương tự lên các dòng xe của ho ̣ dưới nhiề u mức đô ̣ hỗ trơ ̣ khác nhau. Các nghiên cứu về hệ thống này cũng đã được thực hiện cục bộ trên những xe hạng sang và dưới sự bảo trợ của Trung tâm thông tin kiểm soát xe cộ RET 04/2004 và Quỹ nghiên cứu khoa học OTKA K71762 của Hungary, cũng như Phòng kỹ thuật thông tin và điều khiển xây dựng của trường Đại Học Kinh tế - Kỹ Thuật Budapest của Hungary.
Ở Việt Nam hiện nay chỉ có mô ̣t số dòng xe nhâ ̣p khẩ u ha ̣ng s ang như Lexus 4600LS, Mercedes Benz B-Class, Volkswagen Touran có sử dụng hệ thống đỗ xe dưới da ̣ng tùy cho ̣n lắ p thêm với nhiề u tên go ̣i khác nhau. Tuy nhiên vẫn chưa có mô ̣t sự công bố nào về việc đang nghiên cứu thiế t kế chế ta ̣o hê ̣ thố ng có chức năng tương tự ứng dụng trên ôtô tại Việt Nam. Tại các trường Đại học ở Việt Nam cũng chưa có mô ̣t đề tài hay công trin ̀ h nghiên cứu khoa ho ̣c nào mang tên go ̣i cũng như có ch ức năng tương tự mà các nhà cung cấp phụ tùng và phụ kiện ôtô đang cung cấ p hê ̣ thố ng mới chỉ có khả năng hỗ trơ ̣ quan sát và cảnh báo va cha ̣m sử du ̣ng cho các dòng xe SUV và xe Sedan , vì thế việc nghiên cứu một hệ thống t ương tự với phầ n mở rô ̣ng thêm chức năng tự điề u khiể n vô lăng lái thiế t nghi ̃ là điề u cầ n thiế t. Vì thế với tinh thần nghiên cứu học hỏi và tìm hiểu bản chất của việc ứng dụng công nghệ điều khiển tự động vào chuyên ng ành ôtô, và được sự hướng dẫn của Thầy PGS-TS Đỗ Văn Dũng người ho ̣c đã quyế t đinh ̣ thực hiê ̣n đề tài “ N ghiên cứu thiế t kế chế ta ̣o hê ̣ thố ng Park Assist” để giải quyết vấn đề này v à đúc kế t kinh nghiê ̣m phu ̣c vu ̣ cho nhiề u dự án nghiên cứu tiế p theo đươ ̣c hoàn thiê ̣n hơn.
Lý do chọn đề tài. - Nghiên cứu, khai thác ứng dụng điều khiển tự động vào ôtô. - Khắc phục những lo ngại va chạm do bị hạn chế tầm quan sát khi lùi xe. - Là một hệ thống tùy chọn cho xe chưa được nghiên cứu tại Việt Nam.
2 - Rất hữu ích, hiện đại và mang tính thẩm mỹ cao. - Dễ lắp đặt, bảo dưỡng và sửa chữa. Tính cấp thiết của đề tài. Trong những năm gầ n đây nhu cầ u sử du ̣ng ôtô ở nước ta ngày càng tăng , vì thế số lươ ̣ng xe đươ ̣c sử du ̣ng cũng ngày càng đa dạng về chủng loại cũng như chất lươ ̣ng, kéo theo nhu cầu trang trí và sử dụng các hệ thống tiện nghi cho xe cũng tăng theo như các hê ̣ thố ng âm thanh , hê ̣ thố ng đinh ̣ vi ̣qua vê ̣ tinh , hê ̣ thố ng dẫ n đường, hê ̣ thố ng điề u khiể n điê ̣n thoa ̣i… .Bên ca ̣nh đó các hê ̣ thố ng an toàn và tiê ̣n nghi dành cho người lái cũng liên tu ̣c đươ ̣c nghiên cứu và phát triể n , trong đó hê ̣ thố ng hỗ trơ ̣ đỗ x e đang là vấ n đề cấ p thiế t và phù hợp với nhu cầ u sử du ̣ng thực tế hiê ̣n nay, vì thế việc nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống Park Assist là cần thiết và phù hợp.
Ý nghĩa khoa học của đề tài. Đề tài „Nghiên cứu thiế t kế chế ta ̣o hê ̣ thố ng Park Assist‟ đươ ̣c ứng du ̣ng nhiề u kiế n thức về điề u khiể n tự đô ̣ng. Nế u đề tài đươ ̣c nghiên cứu thành công sẽ là cơ sở để phát triển hướng nghiên cứu của đề tài tạo ra một sản phẩm thương mại như một hê ̣ thố ng tùy cho ̣n lắ p thêm đươ ̣c cho hầ u hế t các loa ̣i xe. Ngoài ra, hê ̣ thố ng còn ứng d ụng được trong các trường đào tạo lái xe hỗ trợ cho người ho ̣c điề u khiể n xe dể dàng trong những ngày đầ u ngồ i sau vô lăng lái.
Người ho ̣c biế t phải đánh lái qua trái hay qua phải để xe di chuyể n đế n vị trí mong muố n. Điề u này trực quan và dễ hiểu hơn so với thị phạm của người dạy vì người dạy không thể thị phạm lúc người h ọc đang ngồi sau vô lăng lái góp phần làm tăng hiê ̣u quả da ̣y và ho ̣c đồ ng thời làm giảm nguy cơ va cha ̣m làm hư hỏng xe cô ̣ do chưa thuầ n thu ̣c trong thao tác lái , giảm chi phí sửa chữa hư hỏng… Mô ̣t yế u tố quan tro ̣ng khác là đề tài có tính ứng du ̣ng khai thác kế t hơ ̣p kiế n thức của nhiề u liñ h vực khác nhau như xử lý ảnh , điề u khiể n tự đô ̣ng , lâ ̣p trin ̀ h ứng dụng… vào chuyên ngành ôtô , điề u này hế t sức quan tro ̣ng đố i với người ho ̣c , đă ̣c 3 biê ̣t các kiế n thức trên không phải là thế ma ̣n h của ho ̣c viên chuyên ngành k hai thác và bảo trì ôtô máy kéo , vì thế khi thực hi ện đề tài này người học đã lĩnh hội được mô ̣t lươ ̣ng kiế n thức mới vô cùng phong phú và bổ ích. Thư ̣c tiễn của đề tài. Đề tài có khả năng ứng du ̣ng thành công vào thực tiễn cuô ̣c số ng.
Ngoài việc đươ ̣c sử du ̣ng như mô ̣t hê ̣ thố ng trên ôtô , đề tài có thể được nghiên cứu mở rộng phạm vi ứng dụng với nhiều mục đích khác nhau ngoài việc chỉ ứng dụng hỗ trợ đỗ xe như: điề u khiể n xe tự hành theo làn đường, quan sát bố c xế p container ta ̣i c ác bãi container hoă ̣c bế n cảng thay cho con người nhằ m đ ảm bảo an toàn tính ma ̣ng , và cả ứng du ̣ng cho xe quân sự, nghiên cứu khoa ho ̣c trong những vùng đô ̣c ha ̣i nơi mà con người sẽ gă ̣p nguy hiể m khi trực tiế p làm viê ̣c. Mục đích nghiên cứu của đề tài. Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu để thiết kế chế tạo một mô hình mô phỏng sự chuyể n đô ̣ng của ôtô khi lùi vào vi ̣trí cầ n đâ ̣u với khả năng tự điề u khiể n hướng chuyể n đô ̣ng của mô hin ̀ h bằ ng thuâ ̣t toán xử lý ảnhở mức độ đơn giản. Khách thể và đối tượng nghiên cứu.
Đề tài đươ ̣c nghiên cứu dựa trên các kiến thức: - Cơ sở lý thuyế t quay vòng ôtô. - Kế t cấ u hê ̣ thố ng lái của ôtô. - Các cảm biến đo khoảng cách bằng sóng siêu âm, cảm biến vị trí góc lái. - Lý thuyết về xử lý ảnh.
- Các phầ n mề m của công ty National Ins truments như : phầ n mề m LabVIEW, NI Vision Biulder, NI Vision Assistant. Ngoài ra còn nghiên cứu quan sát hành vi điề u khiể n xe của người lái. Nhiêm ̣ vu ̣ nghiên cứu. - Nghiên cứu tìm hiể u các phầ n mề m phu ̣c vu ̣ cho đề tài.
- Nghiên cứu xây dựng thuâ ̣t toán điề u khiể n lùi xe tự động. - Nghiên cứu thiế t kế mô hin ̀ h thực nghiê ̣m. Giới ha ̣n của đề tài.