Nghiên cứu, thiết kế mô hình hệ thống hỗ trợ lái trên ô tô

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐẬU XE TRÊN Ô TÔ SVTH: Đinh Quang Thanh Trà SVTH: Đào Quang Bình... CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐẬU XE

BÁO CÁO ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP

Đề tài:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG

HỖ TRỢ ĐẬU XE TRÊN Ô TÔ

SVTH: Đinh Quang Thanh Trà

SVTH: Đào Quang Bình

Giới thiệu hệ thống

2

NỘI DUNG BÁO CÁO

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐẬU XE

II THIẾT KẾ, ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH

Tín hiệu đầu vào

 Cảm biến siêu âm

 Cảm góc lái

 Camera trước và sau xe

 Công tắc xi nhan

và nút bấm

 Cảm biến tốc độ bánh xe

E C U

Bộ chấp hành

 Hệ thống lái điện (ESP)

 Màn hình hiển thị

 Còi cảnh báo đỗ xe

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

4

hiện tại của vô lăng và truyền

dữ liệu cho ECU hệ thống đậu

xe thông qua hệ thống lái điện.

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cảm biến siêu âm là cảm biến dùng để đo khoảng cách từ xe đến các vật cản Xác định được vị trí và

không gian đỗ xe phù hợp.

6

 t: Thời gian phát sóng và thu sóng

Thời gian t:

Trong đó:

L: Khoảng cách từ cảm biến tới vật cản

 v: Vận tốc âm thanh trong không khí

Cảm biến siêu âm

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cảm biến siêu âm

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cảm biến tốc độ bánh xe

• Cảm biến tốc độ bánh xe là cảm biến dùng để đo tốc độ bánh xe giúp ECU xác định được tốc độ của xe Xác định được điều kiện để kích hoạt hệ thống.

• Cảm biến tốc độ bánh xe là cảm biến hoạt động theo nguyên tắc từ, bao gồm hai phần chính:

Truyền moment quay tới

ECU ESP

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Hệ thống trợ lực lái điện

 ROM: bộ nhớ chỉ đọc, nơi lưu trữ chương trình

 RAM: bộ nhớ truy cập tạm thời, nơi lưu trữ dữ liệu tạm thời

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 Nhiệm vụ của ECU là thu thập các tín hiệu dầu vào sau

đó xử lý và điểu khiển hệ thống

10

Cảm biến siêu

âm bên hông

Tốc độ bánh xe thông qua hệ thống cân bằng

 Xf , Yf là tọa độ trung tâm cầu trước của xe

 Xr , Yr là tọa độ trung tâm cầu sau của xe

Cảm biến

Phân tích các quỹ đạo phù hợp

Tính toán chọn quỹ đạo hiệu quả nhất

Đặt ra ước tính

Tính toán các quỹ đạo đến đích cho

xe

Kế hoạch đường đi

Điều khiển

hệ thống lái điện

Định hình góc lái

Hoàn thành việc đỗ xe

Tốc độ

Vị trí

Góc lái

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

II THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH MÔ HÌNH

14

Sơ lược về Arduino và lập trình Arduino

Arduino là gì?

• Arduino là một board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng các ứng dụng

tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn

• Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên

nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32-bit.

Một số ứng dụng của Arduino

• Máy in 3D Makerbot điều khiển bằng Arduino Mega2560.

• Robot di động tránh vật cản dùng Arduino nano.

• Arduino điều khiển nhà thông minh với máy tính bảng và smartphone…

Giao diện của Arduino IDE

Vùng lệnh

Vùng viết chương trình

Thiết kế mô hình hệ thống hỗ trợ đậu xe

• Các bộ phận của hệ thống được mô hình hóa như sau:

- ECU: sử dụng arduino mega 2560

- Bộ chấp hành: sử dụng motor encoder GA25 V1

- Cảm biến: sử dụng cảm biến siêu âm HC- SR04

18

Thuật toán điều khiển mô hình hệ thống hỗ trợ đậu xe

• Cách 1: đếm xung encoder trong một đơn vị thời gian suy ra

vận tốc bánh xe Dùng vận tốc tính được nhân với thời gian xe

đi qua không gian đỗ xe tìm được chiều rộng của không gian đỗ xe

• Cách 2: đo chiều rộng của không gian đỗ xe thông qua sự thay đổi khoảng cách giữa mô hình với vật cản tại không gian đỗ xe

20

Kết quả đạt được

• Mô hình thực hiện việc đậu xe trong vòng 1 thao tác

• Đậu xe song song, giữa 2 vật cản hoặc 1 sau 1 vật cản

• Việc đậu xe nhanh chóng, tương đối chính xác và ổn định

22