Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, việc ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào đời sống thực tiễn đóng vai trò thiết thực nhằm nâng cao năng suất, tiết kiệm sức lao động và tối ưu hóa chi phí vận hành. Xuất phát từ nhu cầu thực tế tại bãi giữ xe của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, nơi có lưu lượng phương tiện ra vào lớn đòi hỏi quy trình kiểm soát phải diễn ra nhanh chóng, chính xác và thuận tiện, nhóm tác giả đã tiến hành thực hiện đề tài "Thiết kế và thi công hệ thống gửi xe thông minh". Hệ thống được xây dựng dựa trên mô hình điều khiển tập trung bằng máy tính kết hợp với hệ thống xử lý ảnh qua camera và đóng ngắt cơ điện tự động.
Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài xác định bốn mục tiêu trọng tâm cần hoàn thành:
- Lưu lại thông tin biển số xe khi vào bãi và tiến hành in vé xe dưới dạng mã phản hồi nhanh (QR Code).
- Giám sát và quản lý toàn bộ lịch sử các lượt phương tiện ra vào nhà xe theo thời gian thực.
- Nghiên cứu, làm chủ thư viện thị giác máy tính EmguCV nhằm ứng dụng vào việc nhận diện biển số xe máy đạt độ chính xác tương đối.
- Nắm vững và ứng dụng kiến thức lập trình giao diện điều khiển, xử lý dữ liệu trên nền tảng Visual Studio (ngôn ngữ C# / Visual Basic).
Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu
Để hiện thực hóa các mục tiêu trên, đề tài triển khai chín nội dung công việc cụ thể:
- Nội dung 1: Tìm hiểu phương pháp xây dựng ứng dụng phần mềm trên môi trường Visual Studio 2015.
- Nội dung 2: Thiết kế ứng dụng phần mềm điều khiển trung tâm và tích hợp thuật toán nhận diện biển số xe.
- Nội dung 3: Thiết kế và thi công hệ thống thu nhận hình ảnh giao tiếp trực tiếp với camera.
- Nội dung 4: Thiết kế và thi công hệ thống giao tiếp, điều khiển máy in nhiệt để xuất vé xe.
- Nội dung 5: Thiết kế hệ thống cơ sở dữ liệu và xây dựng module đối chiếu dữ liệu xe ra vào.
- Nội dung 6: Thi công mô hình phần cứng vật lý hoàn chỉnh gồm thanh chắn barrier, camera, máy quét và tủ điều khiển.
- Nội dung 7: Vận hành chạy thử nghiệm toàn bộ hệ thống thực tế và đánh giá sai số.
- Nội dung 8: Tổng hợp dữ liệu và viết báo cáo đồ án tốt nghiệp.
- Nội dung 9: Báo cáo bảo vệ đề tài tốt nghiệp trước hội đồng chuyên môn.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Mô hình hệ thống quản lý bãi gửi xe thông minh; giải thuật xử lý ảnh nhận dạng biển số phương tiện; cơ chế truyền thông nối tiếp và cơ sở dữ liệu quan hệ.
- Thời gian thực hiện: Đề tài được triển khai từ ngày 18/09/2019 đến ngày 31/12/2019.
- Không gian và điều kiện kỹ thuật giới hạn:
- Mô hình áp dụng thử nghiệm dạng mô phỏng thực tế điều khiển qua máy tính cá nhân.
- Loại biển số nhận diện giới hạn ở định dạng chuẩn: biển số nền trắng chữ đen gồm 2 hàng ký tự.
- Tình trạng vật lý của biển số: nguyên vẹn, không bị bong tróc sơn, không rỉ sét, không bị che khuất và có góc nghiêng không vượt quá 45° so với phương ngang.
- Điều kiện thu nhận ảnh: hình ảnh chụp rõ nét, ký tự phân biệt được bằng mắt thường và không bị chói lóa bởi nguồn sáng mạnh.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và công nghệ sử dụng
Đề tài tích hợp liên ngành giữa kỹ thuật điện tử, truyền thông nối tiếp, thị giác máy tính và công nghệ phần mềm:
- Chuẩn truyền thông UART (Universal Synchronous & Asynchronous Receiver and Transmitter): Sử dụng giao thức truyền thông nối tiếp dị bộ qua hai đường truyền dữ liệu
TX (Transmit) và RX (Receive). Khung truyền dữ liệu (Frame) được cấu hình thống nhất giữa máy tính (PC) và vi điều khiển với các tham số: Start bit (mức điện áp 0V), khối dữ liệu Data (8-bit hoặc 9-bit, truyền bit LSB trước), Parity bit (kiểm tra chẵn/lẻ) và Stop bit (1-bit hoặc 1.5-bit). Tốc độ truyền (Baudrate) được khảo sát từ 1200 đến 115200 bps.
- Thư viện EmguCV: Là bộ thư viện bao bọc (wrapper) đa nền tảng viết hoàn toàn bằng ngôn ngữ C# dành cho .NET Framework, cho phép gọi trực tiếp các hàm xử lý ảnh và thị giác máy tính từ thư viện mã nguồn mở OpenCV.
- Công cụ Tesseract OCR: Bộ công cụ mã nguồn mở nhận dạng ký tự quang học theo kiến trúc đường ống (pipeline): phân tích nét phác thảo $\rightarrow$ tạo Blobs chứa dòng ký tự $\rightarrow$ chia tách từ $\rightarrow$ phân lập ký tự độc lập $\rightarrow$ so sánh ma trận mẫu để xuất mã ASCII.
- Công nghệ mã phản hồi nhanh QR Code (Quick Response Code): Định dạng mã vạch hai chiều (2D) ma trận gồm các ô vuông đen trắng với cấu trúc chuẩn: dấu vị trí, ký hiệu căn chỉnh, mẫu thời gian, thông tin phiên bản (1 trong 40 phiên bản), thông tin định dạng, khu vực tĩnh và vùng dữ liệu kèm mã sửa lỗi.
- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server: Sử dụng ngôn ngữ truy vấn mang cấu trúc (SQL) để quản trị các bảng dữ liệu quan hệ (RDBMS), thực thi các lệnh
SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE nhằm lưu trữ và đối soát thông tin xe.
Phương pháp nghiên cứu và giải thuật xử lý ảnh
Nghiên cứu áp dụng phương pháp thiết kế kỹ thuật kết hợp thực nghiệm qua mô hình phần cứng. Quy trình xử lý ảnh nhận diện biển số bao gồm ba giai đoạn chính:
[Ảnh RGB từ Webcam]
[Giai đoạn 1: Tách biển số]
[Giai đoạn 2: Phân đoạn ký tự]
• Min_area: Diện tích nhỏ nhất cho phép của ký tự
• Digit_width: Độ rộng tối đa của một phân vùng ký tự
[Giai đoạn 3: Nhận dạng ký tự]
Nguồn dữ liệu
Dữ liệu đầu vào của hệ thống bao gồm:
- Luồng tín hiệu hình ảnh trực tiếp thu nhận từ Webcam độ phân giải HD 720p.
- Chuỗi ký tự biển số và chuỗi định danh thời gian thực được mã hóa vào mã QR in trên phôi giấy nhiệt K58.
- Bảng dữ liệu lưu trữ lịch sử lượt xe (
baixe) được thiết lập và quản lý trên máy chủ nội bộ Microsoft SQL Server Express.
Thiết kế và triển khai
Kiến trúc tổng thể hệ thống
Hệ thống quản lý gửi xe thông minh được cấu thành từ 9 khối chức năng liên kết chặt chẽ:
| STT |
Tên khối chức năng |
Phần cứng / Công nghệ triển khai |
Vai trò và nhiệm vụ kỹ thuật |
| 1 |
Khối xử lý trung tâm |
Máy tính cá nhân (PC) |
Chạy chương trình C# WinForms, xử lý ảnh, điều khiển ngoại vi, truy vấn SQL Server |
| 2 |
Khối giao tiếp vi điều khiển |
Bo mạch Arduino |
Nhận lệnh điều khiển đóng mở cổng qua UART, giao tiếp nút nhấn và còi chip |
| 3 |
Khối thu nhận hình ảnh |
Webcam Logitech C270 HD 720P |
Ghi nhận hình ảnh biển số xe tại vị trí cổng vào và cổng ra qua cổng USB |
| 4 |
Khối thông tin xuất vé |
Máy in nhiệt RONGTA RP58 E-U |
In phiếu giữ xe khổ 58mm chứa mã QR và thông tin thời gian khi xe vào bãi |
| 5 |
Khối thông tin đọc vé |
Đầu đọc mã vạch 2D SC1202 |
Quét giải mã QR từ vé giấy khi xe ra, chuyển dữ liệu chuỗi về phần mềm qua USB |
| 6 |
Khối động cơ chấp hành |
Động cơ RC Servo MG90S |
Nhận tín hiệu điều khiển góc quay PWM từ chân Digital 9 Arduino để nâng/hạ barrier |
| 7 |
Khối nút nhấn |
Nút nhấn cơ có đèn báo |
Kích hoạt chu trình chụp ảnh và xuất vé tại cổng vào bãi |
| 8 |
Khối cảnh báo |
Còi báo (Buzzer) 5V |
Phát âm thanh cảnh báo khi phát hiện dữ liệu xe ra không trùng khớp với xe vào |
| 9 |
Khối lưu trữ |
Microsoft SQL Server Express |
Lưu trữ đường dẫn ảnh, chuỗi ký tự biển số, thời gian vào/ra phục vụ tra cứu |
Thông số kỹ thuật của các linh kiện phần cứng chính
- Động cơ RC Servo MG90S: Điện áp hoạt động từ 4.8V đến 6.0V DC; dòng tiêu thụ không tải ~10mA; mô-men xoắn đạt 1.2 kg/cm (tại 6V); tốc độ phản hồi 0.08 giây/60 độ (tại 6V); hệ thống bánh răng kim loại; khối lượng 13.4g.
- Webcam Logitech C270: Độ phân giải tối đa HD 720p (tốc độ khung hình 30 fps); tiêu cự cố định; góc quan sát 60°; giao tiếp USB 2.0.
- Máy in hóa đơn nhiệt RONGTA RP58 E-U: Công nghệ in nhiệt trực tiếp; khổ giấy rộng 58mm (K58); tốc độ in 90 mm/giây; độ phân giải 576 điểm/dòng; tuổi thọ đầu in đạt 100km giấy in; hỗ trợ font chữ tiếng Việt; giao tiếp cổng USB.
- Đầu đọc mã vạch 2D SC1202: Cảm biến hình ảnh CMOS 640 × 480 pixels; độ phân giải $\ge$ 4mil; hỗ trợ giải mã tất cả các chuẩn 1D và chuẩn 2D (QR Code, Data Matrix, PDF417); phản hồi đọc qua đèn LED và âm báo.
- Tính toán nguồn cấp: Nguồn PC sử dụng Adapter 19V DC – 3.42A. Máy in dùng nguồn 12V DC – 2A. Các thiết bị ngoại vi sử dụng mức nguồn 5V DC lấy từ cổng USB máy tính hoặc chân nguồn phụ (Máy quét: 300mA, Webcam: 1.5A, Arduino: 30mA, Động cơ servo: 10mA, Nút nhấn: 20mA, Buzzer: 30mA; tổng dòng tiêu thụ phụ tải cổng máy tính đạt ~1890mA).
Thiết kế phần mềm và giải thuật vận hành
Giao diện điều khiển được thiết kế trên nền tảng Visual Studio 2015 sử dụng Windows Forms với ngôn ngữ C#. Hệ thống tích hợp các thư viện chuyên dụng: Emgu.CV, tesseract, AForge.Video, ZXing, System.Data.SqlClient, System.IO.Ports.
1. Quy trình luồng vào (Lối vào bãi xe)
- Phương tiện di chuyển đến cổng vào bãi. Người điều khiển nhấn nút cơ vật lý.
- Tín hiệu nút nhấn gửi về máy tính kích hoạt hàm chụp ảnh từ
VideoCaptureDevice (Webcam cổng vào).
- Thuật toán EmguCV và Tesseract trích xuất chuỗi ký tự biển số.
- Cơ sở dữ liệu SQL Server ghi nhận bản ghi mới gồm: biển số, đường dẫn file ảnh, thời gian vào.
- Thư viện ZXing tạo mã QR chứa chuỗi định danh dữ liệu; lệnh in gửi tới máy in RONGTA in vé ra giấy.
- Máy tính gửi ký tự điều khiển qua cổng nối tiếp UART (
SerialPort) tới Arduino để kích hoạt động cơ servo quay, mở thanh chắn cho xe vào.
2. Quy trình luồng ra (Lối ra bãi xe)
- Người gửi xe đưa vé in mã QR vào máy quét SC1202.
- Máy quét đọc nội dung mã QR, phần mềm truy vấn SQL Server để tải lại thông tin và ảnh biển số xe lúc vào.
- Webcam lối ra chụp hình ảnh xe hiện tại; thuật toán xử lý ảnh tiến hành nhận dạng chuỗi ký tự biển số ra.
- Hệ thống thực hiện phép so sánh chuỗi ký tự giữa biển số xe vào và biển số xe ra:
- Nếu trùng khớp: Phần mềm hiển thị thông báo "ĐÚNG BẢN SỐ", gửi lệnh
serialPort1.Write("3") qua Arduino để servo mở thanh chắn cho xe rời bãi.
- Nếu sai khác: Phần mềm hiển thị thông báo "SAI BẢN SỐ", gửi lệnh
serialPort1.Write("4") qua Arduino kích hoạt còi cảnh báo (Buzzer) báo động cho nhân viên kiểm soát.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng tự động hóa vào các bãi giữ xe nhằm giảm thiểu ùn tắc và nâng cao hiệu quả giám sát. Tác giả xác định 4 mục tiêu cốt lõi, 9 nội dung nghiên cứu chi tiết và các giới hạn kỹ thuật của đề tài xoay quanh các điều kiện chuẩn của biển số xe máy (2 hàng, nền trắng, chữ đen, góc nghiêng $\le 45^\circ$).
Chương 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
Chương 2 tổng hợp hệ thống lý thuyết nền tảng phục vụ cho đồ án:
- Phân tích chi tiết giao thức UART, cấu tạo các bit trong khung truyền (
Start bit, Parity bit, Stop bit, Data bit) và các dải tốc độ Baudrate tiêu chuẩn.
- Trình bày về thư viện EmguCV cho C#, công cụ Tesseract OCR với cơ chế phân rã ảnh theo cấu trúc Blobs để trích xuất ký tự.
- Trình bày nguyên lý nhận dạng biển số qua các bước: định vị vùng tứ giác, biến đổi Radon xoay góc nghiêng, nhị phân hóa, chuẩn hóa kích thước $[50 \times 150]$ pixel, và phân đoạn ký tự dựa trên giản đồ tích lũy pixel mức 1 (
Min_area, Digit_width).
- Cấu tạo và khả năng lưu trữ của mã QR (tối đa 4296 ký tự chữ số/ký tự đặc biệt hoặc 7089 chữ số) cùng hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server.
Chương 3: Xây dựng và thiết kế hệ thống
Nội dung chương 3 tập trung vào khâu tính toán và thiết kế kỹ thuật:
- Thiết lập sơ đồ khối chức năng tổng quát gồm 9 khối và sơ đồ nguyên lý hoạt động.
- Lựa chọn thiết bị phần cứng cụ thể: động cơ RC Servo MG90S (bánh răng kim loại, mô men $1.2\text{ kg/cm}$), Webcam Logitech C270 HD, máy in nhiệt RONGTA RP58 E-U, máy quét mã vạch 2D CMOS SC1202.
- Tính toán công suất và thông số nguồn cấp cho toàn bộ mô hình (nguồn PC $19\text{V} - 3.42\text{A}$, nguồn máy in $12\text{V} - 2\text{A}$, tổng dòng phụ tải $5\text{V}$ là $1890\text{mA}$).
Chương 4: Thi công hệ thống
Chương 4 mô tả quá trình lập trình phần mềm và nạp mã điều khiển:
- Trình bày cấu trúc chương trình C# WinForms trên Visual Studio 2015 kết nối với cơ sở dữ liệu
baixe qua chuỗi kết nối SqlConnection.
- Xây dựng các lưu đồ giải thuật: lưu đồ chương trình chính, lưu đồ luồng vào, lưu đồ luồng ra, lưu đồ nhận dạng ký tự biển số và lưu đồ giải thuật cho Arduino.
- Hiện thực hóa các đoạn mã lệnh chụp ảnh từ luồng video của Webcam, thuật toán OCR bóc tách ký tự, tạo mã QR bằng ZXing, điều khiển in vé và truyền dữ liệu nối tiếp điều khiển đóng mở cổng hoặc bật còi cảnh báo.
Chương 5: Kết quả thực hiện
Chương 5 công bố các kết quả thực nghiệm đạt được từ mô hình vật lý:
- Hoàn thiện mô hình phần cứng thu nhỏ tích hợp đầy đủ thanh chắn barrier, camera, đầu đọc mã vạch, nút bấm và máy in nhiệt.
- Vé xe in ra hoàn chỉnh chứa hình ảnh mã QR Code rõ nét và thông tin mốc thời gian vào bãi.
- Giao diện phần mềm vận hành ổn định, hiển thị trực quan các khung hình trực tiếp, nhận dạng đúng biển số xe và đưa ra phản hồi chính xác ("ĐÚNG BẢN SỐ" để mở cổng hoặc "SAI BẢN SỐ" để báo động).
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
Tác giả tổng kết toàn bộ các hạng mục đã hoàn thành theo mục tiêu đề ra ban đầu, đồng thời chỉ rõ những điểm còn tồn tại và các định hướng mở rộng hệ thống trong tương lai.
Kết quả và đóng góp
Kết quả chính đạt được
- Thi công hoàn chỉnh mô hình phần cứng: Lắp ráp và tích hợp thành công mô hình bãi giữ xe thông minh thu nhỏ, vận hành đồng bộ giữa cơ cấu chấp hành cơ điện (Servo MG90S đóng vai trò thanh chắn) và các thiết bị ngoại vi công nghiệp (máy in nhiệt RP58, máy quét SC1202, Webcam C270).
- Xây dựng phần mềm quản trị tập trung: Phát triển thành công ứng dụng trên nền tảng C# WinForms kết nối cơ sở dữ liệu SQL Server, cho phép quản lý luồng dữ liệu xe ra/vào và giám sát qua giao diện thời gian thực.
- Hiện thực hóa quy trình kiểm soát bằng mã QR: Ứng dụng thành công thư viện ZXing để mã hóa thông tin biển số và thời gian thành mã QR in trên phôi giấy nhiệt K58, đồng thời giải mã chính xác khi xe ra bãi.
- Thực nghiệm thuật toán nhận dạng biển số: Triển khai quy trình xử lý ảnh từ bước định vị, xoay góc nghiêng qua biến đổi Radon, chuẩn hóa kích thước $[50 \times 150]$ pixel, phân đoạn ký tự dựa trên giản đồ tích lũy pixel mức 1 và trích xuất chuỗi ký tự qua thư viện EmguCV/Tesseract.
Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật của tác giả
- Ứng dụng nút nhấn vật lý có đèn báo thay cho việc thao tác bấm chuột thủ công trên máy tính, giúp tăng tốc độ xử lý của quy trình đón xe tại cổng vào.
- Thiết lập quy trình cắt biển số hai giai đoạn (cắt thô vùng rộng $\rightarrow$ tính góc xoay thẳng $\rightarrow$ cắt tinh tọa độ biển số) nhằm tránh hiện tượng cắt phạm vào ký tự khi ảnh bị nghiêng.
- Kết hợp cơ chế phân tích giản đồ ngang - dọc với hai ngưỡng thông số
Min_area và Digit_width để nâng cao độ chính xác khi phân đoạn các ký tự liền kề.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế kỹ thuật
Căn cứ theo giới hạn nghiên cứu được công bố trong văn bản:
- Định dạng biển số: Hệ thống mới chỉ hỗ trợ nhận dạng biển số xe máy tiêu chuẩn gồm 2 hàng ký tự có nền trắng, chữ đen; chưa xử lý được biển số xe 1 hàng, biển số xe ô tô hoặc các biển số có màu nền khác (biển xanh, biển đỏ, biển vàng).
- Yêu cầu cơ lý: Biển số xe bắt buộc phải còn nguyên vẹn, không bị bong tróc sơn, rỉ sét, mờ số hoặc bị vật cản che khuất một phần.
- Góc nghiêng: Thuật toán chỉ bù góc nghiêng tối đa $45^\circ$ so với phương ngang; các góc nghiêng lớn hơn gây sai lệch khi xoay và phân đoạn.
- Điều kiện môi trường ánh sáng: Hệ thống phụ thuộc nhiều vào chất lượng quang học của ảnh chụp từ Webcam; hiện tượng chói sáng hoặc thiếu sáng cục bộ sẽ làm sai lệch ngưỡng nhị phân hóa và quá trình OCR.
Hướng mở rộng tiếp theo
Dựa trên phạm vi và kết quả nghiên cứu, các hướng hoàn thiện tiếp theo gồm:
- Mở rộng tập mẫu nhận dạng để xử lý đa dạng các loại biển số (biển số xe ô tô, các định dạng biển số nền màu khác nhau).
- Tích hợp thêm các cảm biến nhận diện xe tự động (cảm biến quang, cảm biến siêu âm hoặc vòng từ cảm ứng) thay thế hoàn toàn nút nhấn cơ.
- Nâng cấp thuật toán xử lý ảnh và áp dụng các mô hình học sâu (Deep Learning) để cải thiện độ chính xác trong điều kiện ánh sáng phức tạp hoặc biển số bị bụi bẩn, trầy xước.
Giá trị tham khảo
Tài liệu đồ án này mang lại giá trị tham khảo thực tế cho các nhóm đối tượng sau:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông, Cơ điện tử và Kỹ thuật Điều khiển - Tự động hóa: Là tài liệu tham khảo trực quan về việc tích hợp phần cứng vi điều khiển (Arduino, động cơ Servo) với máy tính cá nhân thông qua giao thức truyền thông nối tiếp UART và quản lý cổng COM ảo.
- Sinh viên ngành Công nghệ Thông tin và Kỹ thuật Phần mềm: Cung cấp mẫu thiết kế ứng dụng Windows Forms bằng C# kết nối hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server, quy trình tạo và quét mã QR với thư viện ZXing, cùng kỹ thuật điều khiển máy in nhiệt chuyên dụng qua lệnh in trực tiếp.
- Người nghiên cứu về Xử lý ảnh cơ bản: Cung cấp phương pháp chi tiết về quy trình nhận dạng biển số xe cổ điển: cân bằng ảnh, biến đổi Radon xoay góc nghiêng, nhị phân hóa cục bộ, phân đoạn ký tự dựa trên giản đồ điểm ảnh kết hợp ngưỡng
Min_area và Digit_width.
Câu hỏi thường gặp
1. Đề tài sử dụng những thư viện xử lý ảnh và giải mã quang học nào trên môi trường C#?
Đề tài sử dụng thư viện EmguCV (bộ bao bọc OpenCV cho .NET) để thực hiện các giải thuật xử lý ảnh (chuyển thang độ xám, nhị phân hóa, biến đổi hình thái học, biến đổi Radon xoay ảnh) kết hợp với công cụ Tesseract OCR để nhận dạng ký tự quang học. Ngoài ra, thư viện ZXing (ZXing.Net) được dùng riêng cho việc tạo lập và giải mã mã vạch 2D (QR Code).
2. Khối động cơ điều khiển thanh chắn barrier sử dụng loại thiết bị nào và thông số kỹ thuật ra sao?
Khối động cơ sử dụng loại RC Servo MG90S (bản nâng cấp bánh răng kim loại từ dòng SG90/9G). Thiết bị hoạt động ở dải điện áp $4.8\text{V} - 6.0\text{V DC}$, dòng không tải $\sim 10\text{mA}$, mô-men xoắn đạt $1.2\text{ kg/cm}$ ở điện áp $6\text{V}$, tốc độ góc $0.08\text{ s}/60^\circ$, nhận tín hiệu điều khiển góc quay PWM trực tiếp từ chân số 9 (PWM9) của bo mạch Arduino.
3. Giải thuật căn chỉnh góc nghiêng của biển số xe được thực hiện bằng phương pháp toán học nào?
Để xoay biển số về phương ngang thẳng đứng, sau khi nhị phân hóa và cắt thô vùng chứa biển số, tác giả sử dụng biến đổi Radon (Radon Transform) trên ảnh để xác định chính xác góc nghiêng của biển số (chấp nhận góc nghiêng tối đa $45^\circ$), sau đó thực hiện phép biến đổi xoay ảnh tuyến tính trước khi cắt chính xác tọa độ.
4. Quy trình xử lý của hệ thống diễn ra như thế nào khi phát hiện biển số xe ra không trùng khớp với xe vào?
Khi khách xuất trình vé xe, đầu đọc SC1202 quét mã QR để lấy dữ liệu xe vào từ SQL Server, đồng thời webcam chụp và OCR biển số xe ra. Nếu chuỗi ký tự không khớp, phần mềm chuyển nhãn thông báo thành "SAI BẢN SỐ", gửi chuỗi điều khiển ký tự '4' qua cổng nối tiếp tới Arduino để kích hoạt còi chip (Buzzer) phát âm thanh cảnh báo, đồng thời giữ nguyên thanh chắn không mở cổng.
5. Đề tài quy định các điều kiện giới hạn kỹ thuật cụ thể nào đối với biển số xe đưa vào nhận diện?
Biển số xe phải đáp ứng 5 tiêu chuẩn: (1) Biển số gồm 2 hàng chữ đen trên nền trắng; (2) Tình trạng cơ lý nguyên vẹn, không tróc sơn, rỉ sét hay bị che khuất; (3) Góc nghiêng biển số không vượt quá $45^\circ$ so với phương ngang; (4) Ảnh chụp rõ nét, ký tự phân biệt được bằng mắt thường; (5) Bề mặt biển số không bị lóa sáng hoặc chói sáng làm mất thông tin điểm ảnh.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công hệ thống gửi xe thông minh" của sinh viên Phạm Văn Nam và Lê Quang Nam (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe tự động hóa thu nhỏ. Hệ thống vận hành đồng bộ giữa phần cứng điều khiển cơ điện (Arduino, Servo MG90S, cảm biến, máy in vé RP58, đầu đọc mã vạch SC1202) và phần mềm điều khiển trung tâm viết bằng C# WinForms kết hợp cơ sở dữ liệu SQL Server. Quy trình ứng dụng thư viện EmguCV, công cụ Tesseract OCR và mã phản hồi nhanh QR Code đã giải quyết cơ bản bài toán nhận dạng biển số và tự động đối soát phương tiện ra vào bãi xe. Đề tài là nguồn tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo rõ ràng cho các nghiên cứu ứng dụng thị giác máy tính và tự động hóa trong quản lý giao thông đô thị.
