Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành Cơ điện tử tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử là học phần tích hợp kiến thức liên ngành bao gồm cơ khí chính xác, kỹ thuật điện - điện tử, lý thuyết điều khiển tự động và lập trình nhúng. Đề tài "Thiết kế hệ thống cơ điện tử robot dò line" (Đề tài số 3: Robot dò line phát hiện vật cản) được thực hiện năm 2022 dưới sự hướng dẫn của GVHD Dương Văn Tú và nhóm sinh viên thực hiện: Trịnh Quang Đạt (phụ trách cơ khí), Hà Như Thuần (phụ trách điện), Huỳnh Nguyễn Phong (phụ trách điều khiển) và Dương Lê Tuấn Anh (phụ trách lập trình).
Hệ thống đặt ra yêu cầu thiết kế một robot tự hành di chuyển bám theo quỹ đạo đường line định sẵn, có khả năng tự động quét, nhận dạng chướng ngại vật xuất hiện ngẫu nhiên trên tuyến đường để đưa ra quyết định chuyển hướng tại các nút giao (ngã ba) nhằm hoàn thành lộ trình từ điểm xuất phát đến một trong hai điểm đích.
Các nhiệm vụ kỹ thuật và chỉ tiêu vận hành của hệ thống bao gồm:
- Vận hành tự động từ vị trí "Bắt đầu" di chuyển đến một trong hai vị trí "Kết thúc" trên sa bàn thực nghiệm chuẩn.
- Tự động phát hiện chướng ngại vật là khối hình trụ có đường kính tiết diện $50\text{ mm}$ được bố trí ngẫu nhiên tại một trong hai khu vực rẽ (bán kính cong $R = 500\text{ mm}$ và $R = 800\text{ mm}$).
- Đưa ra quyết định điều khiển chính xác để robot chuyển hướng sang tuyến đường không có vật cản.
- Đảm bảo tốc độ di chuyển thiết kế đạt $v = 0{,}4\text{ m/s}$ (dải tính toán đáp ứng $350 \div 700\text{ mm/s}$).
- Đảm bảo sai số bám tâm đường dẫn trong giới hạn $e = \pm 10\text{ mm}$ (dựa trên bề rộng vạch kẻ $26\text{ mm}$ và chu kỳ trích mẫu hệ thống $\Delta t = 0{,}2\text{ s}$) và sai số dừng vị trí cuối đường $\pm 5\text{ mm}$.
Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm được giới hạn trên sa bàn phẳng màu trắng có vạch dẫn hướng màu đen, kích thước tổng thể $3000 \times 1500\text{ mm}$, bao gồm các đoạn thẳng $1500\text{ mm}$, $500\text{ mm}$ và các khúc cua có bán kính cong $R500\text{ mm}$, $R800\text{ mm}$.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án áp dụng phương pháp tiếp cận thiết kế kỹ thuật hệ thống cơ điện tử toàn diện, kết hợp giữa mô hình hóa toán học, mô phỏng động lực học và kiểm nghiệm thực nghiệm trên phần cứng thực tế:
- Cơ sở lý thuyết động học và động lực học: Nghiên cứu mô hình động học vi sai của phương tiện tự hành (Differential Drive Mobile Robot), phân tích chuyển động quay quanh tâm quay tức thời (ICC), quan hệ giữa vận tốc góc $\omega$ và vận tốc dài của hai bánh dẫn động $v_{Le}, v_{Ri}$. Khảo sát điều kiện cân bằng tĩnh, giới hạn bám đường, điều kiện chống lật và chống trượt bánh khi robot vào cua theo các bán kính $R = 500\text{ mm}$ ở dải vận tốc định mức.
- Lý thuyết xử lý tín hiệu cảm biến: Ứng dụng nguyên lý hiệu ứng quang điện và phototransistor để đo cường độ ánh sáng phản xạ từ mặt đường. Sử dụng giải thuật xấp xỉ trọng số (Weighted Average Method) để tính toán sai số vị trí tương đối $e$ từ mảng giá trị điện áp analog thay vì chỉ lấy ngưỡng nhị phân logic $0/1$. Sử dụng nguyên lý phản xạ sóng siêu âm (cảm biến HC-SR04) để xác định khoảng cách vật cản trong góc mở hiệu dụng $30^\circ$.
- Lý thuyết điều khiển tự động: Tuyến tính hóa hệ phi tuyến bằng phương pháp khai triển chuỗi Taylor quanh điểm làm việc, xây dựng bộ điều khiển phản hồi sai số bám line PID (Proportional - Integral - Derivative) để tính toán tốc độ góc $\omega$, kết hợp bộ điều khiển PID vận tốc vòng kín cho từng động cơ DC thông qua tín hiệu phản hồi từ encoder.
- Phương pháp tính toán dung sai lắp ghép: Áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2245-99 để tính toán chuỗi kích thước lắp ghép theo phương $X$ và phương $Y$, xác định cấp chính xác gia công IT8 và dung sai độ đồng trục giữa hai cụm trục dẫn động.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống robot dò line được thiết kế và chế tạo đồng bộ qua 3 phân hệ chính: cơ khí, điện tử và điều khiển nhúng.
1. Phân hệ cơ khí và động lực học
Nhóm tác giả lựa chọn cấu trúc xe 3 bánh: 2 bánh sau dẫn động độc lập và 1 bánh trước tự lựa (caster wheel). Kết cấu này loại bỏ được hiện tượng trượt ngang bánh dẫn hướng của cơ cấu 4 bánh lái bàn xoay, đồng thời giảm độ phức tạp chế tạo so với cơ cấu lái hình học Ackermann.
| Thông số thiết kế cơ khí | Giá trị tính toán | Đơn vị |
|---|---|---|
| Chiều rộng cơ sở ($B$) | 160 | $\text{mm}$ |
| Chiều dài cơ sở ($L$) | 120 | $\text{mm}$ |
| Khoảng cách trọng tâm đến trục trước ($L_1$) | 50 | $\text{mm}$ |
| Khoảng cách trọng tâm đến trục sau ($L_2$) | 70 | $\text{mm}$ |
| Chiều cao trọng tâm ($H$) | 25 | $\text{mm}$ |
| Đường kính bánh xe dẫn động ($2r$) | 85 | $\text{mm}$ |
| Vận tốc góc định mức bánh xe ($n_{tt}$) | 112 | $\text{vg/ph}$ |
| Dung sai độ đồng trục hai tấm gá trục | 80 | $\mu\text{m}$ |
Động cơ dẫn động được lựa chọn là động cơ DC giảm tốc GM25-370 tích hợp encoder, điện áp hoạt động $12\text{ VDC}$, công suất định mức $11\text{ W}$, tốc độ không tải $250\text{ vg/ph}$, tốc độ có tải $140\text{ vg/ph}$, mô-men xoắn tối đa $0{,}52\text{ Nm}$, dòng điện tải cực đại $750\text{ mA}$.
2. Phân hệ điện - điện tử và cảm biến
- Mạch cảm biến dò line: Gồm dãy 5 cặp phát - thu hồng ngoại (cảm biến TCRT5000: phototransistor kết hợp LED phát hồng ngoại). Cảm biến được bố trí theo phương nằm ngang (Position 1) nhằm tối ưu hóa khoảng cách chuyển mạch $X_d$. Mạch sử dụng điện trở hạn dòng LED phát $R_1 = 330,\Omega$ ($I_F \le 60\text{ mA}, V_F = 1{,}2\text{ V}$) và điện trở phân áp $R_2 = 1,\text{k}\Omega$ ứng với dòng $I_C = 4\text{ mA}$ để tín hiệu analog đầu ra có độ nhạy cao nhất.
- Cảm biến phát hiện vật cản: Cảm biến siêu âm HC-SR04 được đặt ở đầu xe, hoạt động với tần số phản hồi $50 \div 60\text{ ms}$, chịu trách nhiệm quét góc $\pm 30^\circ$ tại cự ly cách ngã ba khoảng $700\text{ mm}$ để phát hiện khối trụ $\phi 50\text{ mm}$.
- Mạch nguồn và công suất: Nguồn cấp từ khối pin $12\text{ VDC}$, phân tách thành đường nguồn công suất cho 2 mạch cầu H (Driver động cơ) và hạ áp qua IC LM7805 ($12\text{V} \to 5\text{V}$ cấp cho cảm biến, mạch logic) cùng IC AMS1117 ($5\text{V} \to 3{,}3\text{V}$ cấp cho vi điều khiển ARM).
3. Kiến trúc điều khiển và lập trình nhúng
Hệ thống sử dụng cấu trúc điều khiển phân cấp gồm 2 vi điều khiển STM32F103C8T6 (lõi ARM Cortex-M3, tần số hoạt động $72\text{ MHz}$):
- Khối Master: Chịu trách nhiệm đọc giá trị analog từ 5 kênh cảm biến dò line, đọc cảm biến siêu âm HC-SR04, tính toán sai số vị trí $e$ qua thuật toán xấp xỉ trọng số: $$e = \frac{d \sum_{i=0}^{4} x_i y_i}{\sum_{i=0}^{4} y_i}$$ Sau đó, Master thực thi thuật toán PID bám line để tính toán tốc độ góc đặt $\omega$, đồng thời xử lý logic nhận diện ngã ba và đưa ra chiến lược tránh vật cản, truyền dữ liệu vận tốc yêu cầu sang Slave qua giao thức truyền thông nối tiếp.
- Khối Slave: Nhận lệnh vận tốc từ Master, đọc phản hồi vị trí/vận tốc từ encoder quang của 2 động cơ, thực thi 2 vòng điều khiển kín PID điều chế độ rộng xung (PWM) cấp cho Driver để duy trì đồng tốc hoặc tạo chênh lệch tốc độ chính xác giữa hai bánh.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Đề bài thiết kế
Chương này công bố chi tiết đề tài thiết kế số 3, mô tả các thông số kỹ thuật của sa bàn thi đấu chuẩn, kích thước hình học đường line đen ($26\text{ mm}$), bán kính các cung rẽ ($500\text{ mm}$ và $800\text{ mm}$), đặc tính vật cản hình trụ ($\phi 50\text{ mm}$) và các ràng buộc về sai số bám line ($\pm 10\text{ mm}$), sai số vị trí dừng ($\pm 5\text{ mm}$) cùng tốc độ vận hành tối thiểu của robot.
Chương 2. Phương án thiết kế
Khảo sát, phân tích ưu nhược điểm của các mẫu robot tự hành hiện có (Fire Bird V, Micro Maqueen, PiCar-S). Đánh giá các dạng cơ cấu lái xe 4 bánh (lái bàn xoay, lái độc lập, cơ cấu Ackermann) và cơ cấu xe 3 bánh vi sai. So sánh các công nghệ cảm biến dò line (Camera, Quang trở, Phototransistor), cảm biến vật cản (Hồng ngoại tiệm cận, Cảm biến siêu âm HC-SR04). Phân tích các giải thuật điều khiển bám đường (ON-OFF, Lyapunov cho camera, PID) và so sánh cấu trúc điều khiển tập trung với phân cấp.
Chương 3. Phương án thiết kế
Tổng hợp lựa chọn giải pháp tối ưu dựa trên các phân tích ở Chương 2: lựa chọn cấu hình cơ khí 3 bánh vi sai; sử dụng mảng 5 cảm biến phototransistor ngõ ra analog kết hợp phương pháp xấp xỉ trọng số; sử dụng cảm biến siêu âm HC-SR04 nhận diện vật thể cự ly xa; áp dụng giải thuật điều khiển bám line PID và xây dựng hệ thống phần cứng phân cấp 1 Master – 1 Slave.
Chương 4. Thiết kế cơ khí
Trình bày chi tiết bài toán động học và động lực học tĩnh/động của robot 3 bánh. Thiết lập hệ phương trình phân tích lực ma sát $F_{ms1}, F_{ms2}$, phản lực mặt đường $N_1, N_2$, mô-men lật và lực ly tâm khi xe vào cua bán kính $R = 500\text{ mm}$. Tính toán chọn kích thước thân xe ($160 \times 120 \times 25\text{ mm}$), đường kính bánh xe ($85\text{ mm}$), tính chọn công suất động cơ GM25-370 ($11\text{ W}$, $112\text{ vg/ph}$). Tính toán chuỗi kích thước và dung sai lắp ghép theo phương $X, Y$ theo tiêu chuẩn TCVN 2245-99 với dung sai độ đồng trục $80,\mu\text{m}$. Hoàn thiện bản vẽ thiết kế 3D tổng thể của robot.
Chương 5. Thiết kế điện
Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn bộ hệ thống điện. Tính toán chọn linh kiện cho cụm cảm biến dò line (TCRT5000), phân tích sự ảnh hưởng của hướng đặt cảm biến (nằm ngang) đến khoảng cách chuyển mạch $X_d$. Xây dựng đồ thị thực nghiệm giá trị analog theo độ cao cảm biến trên nền trắng và đen, phạm vi quét của hai cảm biến liền kề, xác định vùng bất định. Thiết kế mạch nguồn ổn áp dùng LM7805 và AMS1117, thiết kế các cổng kết nối ngoại vi và hoàn thiện layout mạch in PCB 2 lớp.
Chương 6. Thiết kế bộ điều khiển
Mô hình hóa toán học robot dò line vi sai, tuyến tính hóa hệ phương trình trạng thái bằng phương pháp xấp xỉ chuỗi Taylor. Thiết kế cấu trúc bộ điều khiển PID bám line xử lý sai lệch khoảng cách $e_2$ để sinh vận tốc góc $\omega$. Nhận dạng hàm truyền động cơ DC từ dữ liệu thực nghiệm đáp ứng xung bước (%PWM so với tốc độ, độ khớp fit đạt trên $94%$). Thiết kế bộ điều khiển PID vận tốc động cơ và thực hiện mô phỏng hệ thống trên Matlab/Simulink trong các trường hợp có và không có hệ số $K_I$, khảo sát ảnh hưởng của nhiễu đo cảm biến.
Chương 7. Cấu trúc điều khiển và lập trình
Lựa chọn kit vi điều khiển STM32F103C8T6 Blue Pill, so sánh các giao thức truyền thông nối tiếp (UART, SPI, I2C) để chọn phương thức giao tiếp giữa hai vi điều khiển. Xây dựng sơ đồ phân chia tác vụ: Master xử lý tín hiệu cảm biến, chạy PID vị trí và thuật toán tránh vật cản; Slave xử lý đọc encoder (Timer Encoder Mode) và thực thi 2 vòng lặp PID vận tốc điều khiển động cơ qua PWM. Xây dựng lưu đồ thuật toán chi tiết cho từng khối.
Chương 8. Kết quả chạy thực nghiệm
Trình bày kết quả thử nghiệm thực tế của robot trên sa bàn với các kịch bản: rẽ trái, rẽ phải và phát hiện vật cản để đổi hướng. Đo đạc và vẽ đồ thị so sánh giữa đáp ứng sai số bám line thực tế với kết quả mô phỏng, so sánh vận tốc thực tế của động cơ bên trái và bên phải với lý thuyết thiết kế, đánh giá chất lượng chuyển động và độ ổn định của hệ thống.
Kết quả và đóng góp
1. Kết quả kỹ thuật đạt được
Đồ án đã chế tạo thành công mẫu robot dò line hoàn chỉnh đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật:
- Vận hành ổn định trên sa bàn với vận tốc đạt $0{,}4\text{ m/s}$ ($400\text{ mm/s}$).
- Thuật toán xấp xỉ trọng số analog giúp duy trì sai số bám tâm đường line $e \le \pm 10\text{ mm}$, loại bỏ hiện tượng rung lắc giật cục thường gặp ở phương pháp so sánh ngưỡng logic 0/1.
- Cảm biến siêu âm HC-SR04 phát hiện chính xác vật cản trụ tròn $\phi 50\text{ mm}$ ở cự ly $\sim 700\text{ mm}$ phía trước ngã ba trong vùng quét hiệu dụng $\pm 30^\circ$, giúp robot ra quyết định rẽ chính xác vào nhánh đường không có vật cản.
- Khâu điều khiển vòng kín động cơ trên vi điều khiển Slave đạt độ bám thông số lý thuyết mô phỏng cao (hàm truyền động cơ có độ tương thích thực nghiệm đạt trên $94%$).
| Hạng mục so sánh | Yêu cầu / Tính toán lý thuyết | Kết quả thực nghiệm |
|---|---|---|
| Vận tốc dài robot ($v$) | $0{,}35 \div 0{,}70\text{ m/s}$ (chọn $0{,}4\text{ m/s}$) | Đạt $0{,}4\text{ m/s}$ |
| Sai số bám line ($e$) | $\le \pm 10\text{ mm}$ | Thỏa mãn trong dải cho phép |
| Nhận diện vật cản ($\phi 50\text{ mm}$) | Cự ly $\sim 700\text{ mm}$ trước ngã 3 | Phát hiện chính xác, không va chạm |
| Độ khớp hàm truyền động cơ | Mô phỏng nhận dạng | Đạt trên $94%$ |
| Cấu trúc xử lý | Phân cấp 2 vi điều khiển | Thời gian trích mẫu $\Delta t \le 0{,}2\text{ s}$ |
2. Đóng góp của đề tài
- Hiện thực hóa phương pháp tiếp cận thiết kế hệ thống cơ điện tử bài bản: từ mô hình hóa động học/động lực học, tính toán cơ khí - dung sai theo TCVN đến thiết kế mạch điện và lập trình vi điều khiển 32-bit.
- Ứng dụng hiệu quả phương pháp xấp xỉ trọng số trên dãy 5 cảm biến analog giá thành thấp, mang lại độ mượt mà trong điều khiển quỹ đạo tương đương các hệ thống xử lý ảnh phức tạp.
- Đề xuất và kiểm chứng thành công kiến trúc phân cấp Master - Slave trên 2 chip STM32F103C8T6, giải phóng tải tính toán thời gian thực cho CPU, đảm bảo việc đọc cảm biến và điều khiển PWM động cơ không bị trễ chu kỳ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Cụm cảm biến phototransistor chỉ xác định được sai số khoảng cách $e_2$ mà không thể đo được sai số góc lệch tiếp tuyến $e_3$ của thân xe so với quỹ đạo như cảm biến Camera.
- Cảm biến quang dễ chịu ảnh hưởng bởi ánh sáng môi trường nếu không được che chắn kín xung quanh cụm LED.
- Cảm biến siêu âm HC-SR04 có tốc độ phản hồi $50 \div 60\text{ ms}$, nếu tăng tốc độ di chuyển của xe lên cao hơn ($> 0{,}8\text{ m/s}$), thời gian phát hiện và xử lý rẽ tại ngã ba có thể bị giới hạn.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Nâng cấp phân hệ thị giác bằng camera nhận diện hình ảnh kết hợp vi điều khiển/máy tính nhúng tốc độ cao để áp dụng thuật toán bám quỹ đạo phi tuyến theo tiêu chuẩn ổn định Lyapunov (kiểm soát đồng thời cả 3 sai số $e_1, e_2, e_3$).
- Nghiên cứu thuật toán điều khiển thích nghi hoặc PID tự chỉnh thông số (Auto-tuning PID) để xe tự thích ứng khi thay đổi tải trọng hoặc hệ số ma sát mặt đường.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị cao đối với sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa, Kỹ thuật Robot và Cơ khí chế tạo máy:
- Phần thiết kế cơ khí: Cung cấp phương pháp tính toán động lực học chống lật, chống trượt chi tiết cho xe tự hành 3 bánh và quy trình giải chuỗi kích thước dung sai theo TCVN 2245-99.
- Phần thiết kế điện và cảm biến: Tài liệu mẫu về thiết kế mạch dò line analog 5 kênh dùng TCRT5000, phân tích khoảng cách chuyển mạch $X_d$ và mạch nguồn công nghiệp LM7805/AMS1117.
- Phần điều khiển và lập trình: Cung cấp giải thuật thực tế về phương pháp xấp xỉ trọng số, nhận dạng hệ thống động cơ DC và triển khai mô hình truyền thông phân cấp Master - Slave trên vi điều khiển STM32F103.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao nhóm tác giả lựa chọn cơ cấu xe 3 bánh vi sai thay vì cơ cấu 4 bánh có hệ thống lái bàn xoay hoặc Ackermann?
Cơ cấu 4 bánh lái bàn xoay gây ra hiện tượng trượt bên lớn khi vào cua và dễ mất ổn định lật ở góc cua gấp; trong khi cơ cấu Ackermann đòi hỏi kết cấu cơ khí và mô hình động học rất phức tạp. Cơ cấu 3 bánh (2 bánh sau dẫn động độc lập, 1 bánh trước tự lựa) điều hướng hoàn toàn dựa vào chênh lệch tốc độ giữa hai bánh, không bị trượt bên, tiếp xúc 3 điểm đảm bảo độ phẳng tiếp xúc và đơn giản hóa tính toán động lực học.
2. Dãy cảm biến dò line của robot hoạt động theo nguyên lý nào để xác định vị trí lệch tâm?
Robot sử dụng mảng 5 cặp LED - Phototransistor (TCRT5000) bố trí nằm ngang, trả về tín hiệu điện áp liên tục (analog). Tín hiệu sau khi hiệu chuẩn được xử lý bằng thuật toán xấp xỉ trọng số:
$$e = \frac{d \sum x_i y_i}{\sum y_i}$$
Phương pháp này giúp tính toán tọa độ lệch tâm $e$ một cách liên tục với độ chính xác cao (sai số đo $\sim 5\text{ mm}$), khắc phục triệt để hiện tượng rung lắc của phương pháp so sánh ngưỡng nhị phân $0/1$.
3. Vì sao hệ thống lại sử dụng cấu trúc phân cấp Master - Slave với 2 vi điều khiển STM32F103C8T6?
Cấu trúc phân cấp giúp phân chia tải xử lý thời gian thực: vi điều khiển Master chuyên trách đọc 5 kênh analog cảm biến line, cảm biến siêu âm, chạy giải thuật PID bám line và xử lý logic tránh vật cản; vi điều khiển Slave chuyên trách đọc tín hiệu encoder 2 kênh và thực thi 2 vòng điều khiển kín PID điều khiển động cơ qua PWM. Việc phân tách này giúp tránh trễ chu kỳ trích mẫu, cho phép các tác vụ diễn ra song song và tăng độ ổn định toàn hệ sinh thái phần cứng.
4. Robot sử dụng động cơ nào và căn cứ vào đâu để lựa chọn?
Robot sử dụng 2 động cơ DC giảm tốc GM25-370 ($12\text{ VDC}$, công suất định mức $11\text{ W}$, tốc độ có tải $140\text{ vg/ph}$, mô-men xoắn cực đại $0{,}52\text{ Nm}$). Lựa chọn này dựa trên tính toán động lực học với bánh xe đường kính $85\text{ mm}$, đảm bảo cung cấp đủ vận tốc góc $112\text{ vg/ph}$ ở vận tốc dài $0{,}4\text{ m/s}$ và có hệ số an toàn công suất $1{,}55$.
5. Cảm biến siêu âm HC-SR04 đóng vai trò gì trong bài toán điều khiển của robot?
Cảm biến HC-SR04 được dùng để phát hiện vật cản là khối hình trụ $\phi 50\text{ mm}$ bố trí ngẫu nhiên ở 1 trong 2 nhánh rẽ của sa bàn. Cảm biến có góc quét hiệu dụng tối ưu $\pm 30^\circ$, được kích hoạt để đo khoảng cách ở cự ly khoảng $700\text{ mm}$ trước nút giao ngã ba, cung cấp dữ liệu cho Master quyết định robot sẽ rẽ trái hay rẽ phải vào nhánh đường trống.
Kết luận
Đồ án "Thiết kế hệ thống cơ điện tử robot dò line" của nhóm sinh viên Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã giải quyết trọn vẹn và chuẩn xác bài toán thiết kế xe tự hành bám đường và tránh chướng ngại vật theo phương pháp tiếp cận cơ điện tử tích hợp. Bằng việc kết hợp hài hòa giữa cơ cấu 3 bánh vi sai linh hoạt, thuật toán xấp xỉ trọng số mảng cảm biến analog, bộ điều khiển PID kép và kiến trúc phần cứng phân cấp STM32, hệ thống đã vận hành chính xác với vận tốc $0{,}4\text{ m/s}$ và sai số bám quỹ đạo dưới $\pm 10\text{ mm}$. Đây là một công trình đồ án tốt nghiệp tiêu biểu, có tính khoa học, chuẩn mực kỹ thuật và giá trị ứng dụng tham khảo cao cho sinh viên kỹ thuật.