ỨNG DỤNG MÁY HỌC TRONG ĐIỀU KHIỂN XE TỰ ĐỘNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
T
ĐỀ ÁN
MƠN: CƠNG NGHỆ TRI THỨC VÀ ỨNG DỤNG
Đề Tài:
ỨNG DỤNG MÁY HỌC TRONG ĐIỀU KHIỂN
XE TỰ ĐỘNG
GV Hướng Dẫn : GS.TSKH. Hoàng Văn Kiếm
Học Viên : Nguyễn Thành Đệ - CH1101073
Lớp : Cao Học Cơng Nghệ Thơng Tin
Niên Khóa : Khóa 6

Tháng 06 – 2012
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 1
Mục Lục
LỜI GIỚI THIỆU trang 3
PHÁT BIỂU trang 4
I. ỨNG DỤNG MÁY HỌC TRONG ĐIỀU KHIỂN XE TỰ ĐỘNG trang 4
1. Hệ thống hướng dẫn trang 4
2. Điều Khiển vô lăn trang 5
3. Điều khiển tốc độ trang 6
4. ACC+Stop&Go trang 7
4.1 Hệ thống kiểm soát hành trình kiểu mới trang 8
4.2 Vượt xe trước trang 9
4.3 Tầm nhìn của xe trang 13
4.4 Tiềm kiếm và phát hiện xe trang 13
4.5 Nhất quán thời gian trang 13
II. KẾT LUẬN trang 14
III. TÀI LIỆU THAM KHẢO trang 14
LỜI GIỚI THIỆU

Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 2
Máy học là một lĩnh vực của trí tuệ nhân tạo liên quan đến việc phát triển
các kỹ thuật cho phép các máy tính có thể "học". Cụ thể hơn, học máy là một
phương pháp để tạo ra các chương trình máy tính bằng việc phân tích các tập dữ
liệu. Học máy có liên quan lớn đến thống kê, vì cả hai lĩnh vực đều nghiên cứu việc
phân tích dữ liệu, nhưng khác với thống kê, học máy tập trung vào sự phức tạp của
các giải thuật trong việc thực thi tính toán. Nhiều bài toán suy luận được xếp vào
loại bài toán NP-khó, vì thế một phần của học máy là nghiên cứu sự phát triển các
giải thuật suy luận xấp xỉ mà có thể xử lí được.
Máy học có tính ứng dụng rất cao bao gồm máy truy tìm dữ liệu, chẩn đoán y
khoa, phát hiện thẻ tín dụng giả, phân tích thị trường chứng khoán, phân loại các
chuỗi DNA, nhận dạng tiếng nói và chữ viết, dịch tự động, chơi trò chơi và cử động
rô-bốt (robot locomotion).
Qua bài tiểu luận này em xin giới thiệu một ứng dụng của máy học vào việc
điều khiển xe tự động thay cho con người. Điều khiển xe là một việc rất quan trọng,
để đảm bảo độ an toàn của xe nên nó đòi hỏi tính chính xác của thuật toán rất cao và
tất nhiên không được xảy ra sai xót nào trong quá trình điều khiển xe bằng máy. Bài
tiểu luận này của em sẽ giới thiệu các tập luật để máy có thể học và điều khiển van
tiết lưu, điều khiển phanh xe, điều khiển vô lăn một cách chính xác. Trong bài tiểu
luận này cũng đề cập thuật toán để xe vượt qua xe trước một cách rất hiệu qua.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Hoàng Văn Kiếm đã tận tình chỉ dạy trọng
thời gian học vừa qua, giúp em có thêm kiến thức và phát hiện ra nhiều vấn đề mới
qua môn học này, giúp em có định hướng đúng đắn cho tương lai về ngành công
nghệ thông tin trong cuộc sống này.


PHÁT BIỂU
Máy tính hay chương trình máy tính có khả năng tự hoàn thiện từ “kinh nghiệm”.
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 3
Máy học còn có nghĩa là việc mô hình hóa môi trường xung quanh hay khả năng

một chương trình máy tính sinh ra một cấu trúc dữ liệu mới khác với cấu trúc hiện
có. Chẳng hạn việc tìm ra những luật If…then… từ tập dữ liệu đầu vào.
Máy học là một thuật ngữ chỉ các chương trình, ứng dụng có khả năng tự điều chỉnh
hoạt động dựa trên các thông tin tương tác của môi trường. Ứng dụng máy học xuất
hiện trong thực tế ở rất nhiều lĩnh vực góp phần tạo nên các công cụ thông minh như
robot tự hành, máy giặt tự động, … Mô hình hoạt động của máy học được giới thiệu
trong việc phân tích các tính năng của một máy lạnh hiện đại ngày nay.
I. ỨNG DỤNG MÁY HỌC TRONG ĐIỀU KHIỂN XE TỰ ĐỘNG
1. Hệ thống hướng dẫn:
Hệ thống hướng dẫn sử dụng “biến mờ” và “luật mờ”. Ngoài các chức năng
điều khiển bánh xe và vận tốc xe. Những “biến mờ” này cũng như một hệ thống
điều khiển mờ học lại hành trình của xe và khả năng vượt qua xe trước. Trong số các
biến này là khoảng cách an toàn để vượt xe và khoảng cách với các xe ở phía trước.
Việc lái xe là một vấn đề hết sức đặc biệt bởi vì các mô hình thuật toán vô
cùng phức tạp và không thể được sai xót. Hệ thống này sử dụng logic mờ bởi vì nó
là phương pháp kiểm tra tốt đối với hệ thống phức tạp như thế này, cho kết quả tốt
và kết hợp với kiến thức của con người vào trong thuật toán. Ngoài ra logic mờ cho
phép hệ thống bắt chước hành vi lái xe của con người.
2. Điều Khiển vô lăn:
Mục tiêu của hệ thống điều khiển vô lăn là theo dõi và đưa xe đi đúng quỹ
đạo. Để theo dõi mặt bên xe và theo dõi cảm nhận góc lệch của xe, hệ thống sử dụng
hai “biến mờ”: Lateral_Error và Angular_Error. Các biến này đại diện cho sự
khác biệt giữa vị trí xe hiện tại và vị trí xe định trước. Cả hai biến này có thể mang
giá trị left hoặc right. Angular_Error đại diện cho góc lệch giữa định hướng xe
phải đi và vectơ vận tốc xe hiện tại. Nếu góc này ngược chiều kim đồng hồ, thì
Angular_Error mang giá trị left. Nếu góc cùng chiều kim đồng hồ thì
Angular_Error mang giá trị right. Lateral_Error đại diện cho khoảng cách từ vị
trí chiếc xe hiện tại và quỹ đạo định trước. Nếu xe được định vị ở quỹ đạo left(bên
trái so với quỹ đạo tham chiếu), thì giá trị Lateral_Error là left. Ngược lại
Lateral_Error là right(left và right là các tập mờ).

“Biến mờ” xuất ra là Steering_Wheel chỉ ra hướng mà hệ thống phải điều khiển xe.
Biến này cũng có giá trị là left và right. Nếu điều khiển vô lăn quay ngược chiều
kim đồng thì Steering_Wheel mang giá trị là left và nó nhận giá trị right khi
Steering_Wheel theo chiều kim đồng hồ. Các tập mờ có miền xác định của giá trị
left và right trong một khoảng không gian -540º và 540º.
Giống như hành vi của con người, hệ thống này hoạt động khác nhau cho việc tự
điều chỉnh làn đường hoặc khúc uốn cong của lộ trình. Khi xe đi theo một đường
thẳng, xe chạy với tốc độ tương đối cao. Ngược lại, khi gặp khúc cong, hệ thống sẽ
nhanh chóng giảm tốc độ. Mô phỏng hành vi này bằng cách thay đổi chức năng của
các thông số Lateral_Deviation, Angular_Deviation, và giá trị biến mờ
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 4
Steering_Wheel. Để tự lái, hệ thống có hai luật mờ. Những luật này cho ta lối suy
luận mờ giữa các biến input và output liên quan với nhau như thế nào:
Angular_Error: Là sự lướt hay trượt lệch đi của bánh xe.
Lateral_Error: Là sự lắc lư của thân xe sang trái hay phải đặc biệt là khi xe lượn
vòng.
Các tập luật sau:
IF Angular_Error left OR Lateral_Error left THEN
Steering_Wheel right
IF Angular_Error right OR Lateral_Error right THEN
Steering_Wheel left
Phạm vi của các biến mờ khi xe đi trên làn đường thẳng như sau:
• -2 º <= Angular_Error <= 2 º
• -0.8m <= Lateral_Error <= 0.8m
• -540º <= Steering_Wheel <= -540º
• -540º <= left <=0 º
• 0 º <= right <= 540 º
Mặc dù những luật trên khá đơn giản, nhưng chúng cho ra kết quả khá tốt, nó gần
với lái xe của con người nhất. Hình 1 cho thấy tính năng của các biến
Lateral_Error và Angular_Error. Hình 1a và 1b cho thấy mức độ chính xác cho

các tình huống xảy ra khi đi trên con đường thẳng. Định nghĩa này cho phép hệ
thống hoạt động một cách nhanh chóng khi xảy ra sai lệch quỹ đạo.
Để phòng ngừa tai nạn, chúng phải giới hạn góc quay lớn nhất khi lái xe thẳng. Sự
giới hạn này cũng tương tự như hành vi con người, để làm được điều này bằng cách
xác định những biến chức năng như biến thành viên đơn lẻ và cấu hình chúng quay
2.5% của tổng số. Hình 1c và 1d cho thấy hoạt động này. Điều này làm cho hệ thống
lái xe đảm bảo rằng chúng sẽ thích ứng với tuyến đường.
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 5
Hình 1: Định nghĩa chức năng của các biến mờ.(a) Lateral_Error thẳng, (b)
Angular_Error thẳng, (c) Lateral_Error khúc cong, (d) Angular_Error khúc
cong, (e) Speed_Error van tiết lưu, (f) Acceleration van tiết lưu, (g) Speed_Error
phanh xe, và (h) Acceleration phanh xe.
3. Điều khiển tốc độ:
Mục tiêu của việc điều khiển tốc độ là đảm bảo xe chạy với tốc độ nhưng
mong muốn. Dữ liệu đầu vào là tốc độ sai và gia tốc, tương ứng với 2 “biến mờ” là
Speed_Error và Acceleration . Dữ liệu đầu ra là sự thay đổi điện áp của tín hiệu
van tiết lưu. Để kiểm soát van tiết lưu và chân phanh, và sử dụng hai biến mờ đầu
ra: Throttle và Brake. Biến mờ Speed_Error là sự khác biệt giữa tốc độ thực tế
của xe và tốc độ lý thuyết do người định nghĩa, và biến Acceleration là sự thay đổi
tốc độ trong một khoảng thời gian. Khoảng áp suất van tiết lưu từ 2-4 vôn, và
khoảng bàn đạp phanh 0-240º của động cơ vận hành.
Tập luật điều khiển van tiết lưu:
IF Speed_Error MORE THAN null THEN Throttle up
IF Speed_Error LESS THAN null THEN Throttle down
IF Acceleration MORE THAN null THEN Throttle up
IF Acceleration LESS THAN null THEN Throttle down
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 6
Speed_error = Real_speed - Desired_speed
Real_speed: Tốc độ thực
Desired_speed: Tốc độ mong muốn

Tập luật điều khiển phanh là:
IF Speed_Error MORE THAN nullf THEN Brake down
IF Speed_Error LESS THAN nullf THEN Brake up
IF Acceleration LESS THAN nullf THEN Brake up
Phạm vi của các biến mờ như sau:
• 2<= Throttle <= 4
• 0<= Brake <= 240º
• Speed_Error > 0, Speed_Error < 0
• Acceleration >0, Acceleration < 0
Brake/throttle down có nghĩa là làm giảm phanh và van tiết lưu, brake/throttle up
có nghĩa là nhả phanh và van tiết lưu. Kết hợp những chức năng thành viên của biến
mờ null và nullf để xác định mức độ gần về 0 của Acceleration(gia tốc) và
Speed_Error tương ứng.
Hình 1e và hình 1h cho thấy các chức năng thành viên của null (bộ kiểm soát van
tiết lưu) và nullf (cho bộ điều khiển phanh) Speed_Error và Acceleration tương
ứng. Sự không đối xứng tồn tại trong việc định nghĩa hai biến cho hai lý do:
• Để tính toán sự khác biệt giữa hành vi tăng tốc và phanh xe, và
• Điều phối sự vận hành của cả 2 bàn đạp để mô phỏng việc lái xe của con
người.
Bộ điều khiển van tiết lưu(điều khiển ga) và phanh là độc lập, nhưng chúng phải làm
việc cùng nhau. Kích hoạt hai bàn đạp cho ra kết quả tương tự và có thể:
• Tăng tốc độ mục tiêu (dặn ga tăng tốc hoặc là không dậm phanh khi xe xuống
dốc),
• Duy trì tốc độ (Tăng hoặc giảm gia trong hai đạp khi cần thiết), và
• Giảm tốc độ của xe (giảm ga hoặc dậm phanh)
4. ACC+Stop&Go
Với xe hơi ngày nay, ngoài việc có các tiện nghi cao cấp, còn phải là một
phương tiện đáp ứng được yêu cầu bảo vệ người sử dụng. Các nhà sản xuất ngày
càng chú trọng đến tính an toàn chủ động của xe và hệ thống kiểm soát hành trình
ACC (Adaptive Cruise Control) là một phát minh quan trọng.

Trong vài năm gần đây, độ an toàn chủ động (active safety) mới nhận được nhiều sự
quan tâm. Trước đây, người ta quan niệm rằng trách nhiệm về những tai nạn xảy ra
trên đường thuộc về lái xe. Nhưng ai cũng biết rằng mọi chuyện đều có thể xảy ra
chỉ trong khoảnh khắc lơ đễnh của tài xế. Nhưng ACC không chỉ có tác dụng bảo vệ
hành khách trên xe mà nó còn mang lại nhiều lợi ích khác như điều hành giao thông
chẳng hạn. Và các chuyên gia nhận định rằng trong tương lai, ACC sẽ trở thành
trang bị tiêu chuẩn cho xe hơi, không khác gì cửa kính điều khiển điện hay gương
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 7
chiếu hậu điều khiển điện của ngày nay. Những hệ thống kiểm soát hành trình kiểu
cũ thường chỉ cho phép định trước tốc độ theo ý muốn và yêu cầu cài đặt mỗi khi
thay đổi. Nó có tác dụng giúp cho người lái có thể thảnh thơi trong các hành trình
dài hơn là làm giảm các nguy cơ xảy ra tai nạn.
4.1 Hệ thống kiểm soát hành trình kiểu mới
ACC mang tính chủ động cao hơn hẳn. Hệ thống này kiểm tra đoạn đường
phía trước và giảm dần tốc độ khi tiến lại gần xe chạy trước. Hiện nay, ACC mới là
trang bị tiêu chuẩn trên các xe BMW Serie 7, Jaguar XJ và Audi A8. Cũng giống
như hệ thống kiểm soát bám đường (Traction Control System), chống bó cứng
phanh ABS, chỉ dẫn vệ tinh và những thứ tương tự, dần dần ACC sẽ giảm giá và tiến
tới xuất hiện trên các mẫu xe thông dụng. Hiện nay, Fiat Stilo Abarth là một trong
số ít xe có gắn ACC.
Hãng chuyên về công nghệ của Anh là E2V, có trong tay bằng sáng chế công nghệ
Gunn Diode, được sử dụng trên các máy bay chiến đấu, là một trong những nhà
cung cấp thiết bị ACC. Nó sử dụng vi sóng ngắn ở dải tần số 77 GHz (tức là 77 triệu
tín hiệu mỗi giây). Có thể dùng tia laser để đạt hiệu quả tương tự, nhưng nhược điểm
của tia laser là không thể cung cấp thông tin chính xác về khoảng cách trong điều
kiện trời mưa hoặc có sương mù.
Dù đã có mặt trên thị trường, ACC vẫn còn đang trong quá trình hoàn thiện. Vào
thời điểm này, nó mới đo được khoảng cách 150 m về phía trước và giảm tốc độ xe
nếu một vật cản xuất hiện. Điều mà ACC chưa làm được dừng hẳn xe lại, nhưng
E2V cho rằng trong năm 2004, họ sẽ cho ra mắt hệ thống không chỉ có khả năng này

mà còn tự động điều chỉnh tốc độ được cài đặt của xe mà không cần người lái phải
ra lệnh. Hơn thế nữa, nó còn có tác dụng cảnh báo khi có xe lại gần, nhờ vậy, sẽ làm
giảm thiểu được các cú húc từ phía sau. E2V còn mạnh bạo hơn khi tuyên bố trong
vòng 2 năm tới, xe hơi lắp đặt ACC còn tránh được cả người đi bộ nhờ vào thiết bị
bao gồm 6 máy phát tín hiệu tầm ngắn xung quanh xe, đồng thời còn kiểm soát để
xe không đi chệch khỏi làn đường quy định.
Một trong những chức năng mà các nhà quản lý trông đợi nhất là ACC có thể giúp
điều hành giao thông một cách hữu hiệu. Hãy tưởng tượng hai chiếc xe đang chạy
cùng chiều, chiếc phía trước phát hiện có sự cố phía trước (mặt đường xấu, va chạm
xảy ra, ) và báo động cho hệ thống liên lạc viễn thông trên đường. Hệ thống này lại
thông báo cho chiếc xe phía sau. Xe này sẽ chạy chậm dần và thực hiện các thao tác
cần thiết khác. Vấn đề ở đây là làm sao xây dựng được một hệ thống liên lạc viễn
thông trên đường. Theo tính toán của E2V, sớm nhất cũng phải tới năm 2010 mới có
thể thực hiện được điều này.
Với ACC, hệ thống có thể thay đổi tốc độ của xe để giữ một khoảng cách an toàn từ
đầu xe với xe phía trước. Ví dụ,khi có kẹt xe, xe sẽ dừng hoàn toàn trước vị trí kẹt
xe. Trong trường hợp này, ACC phải dừng xe bằng cách sử dụng một dừng
lại(STOP) và đi(GO), khi đường thông thoáng trở lại, ACC cho xe chạy nhanh hơn
cho đến khi nó đạt đến mục tiêu tốc độ.
Hệ thống ACC đã có trên thị trường từ năm 1995. Một số cảm biến được cung cấp
cho xe ở ACC như: radar, sử dụng laser, hoặc là kết hợp cả hai. Hầu như tất cả các
nhà sản xuất xe hơi đều sử dụng ACC cho xe của họ, nhưng ACC có 2 hạn chế. Đầu
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 8
tiên, các hệ thống ACC không làm việc tại tốc độ nhỏ hơn 40kmh, vì thế chúng
không thể thao tác stop – go được. Thứ hai, hệ thống không có bộ điều khiển phanh
mà chỉ có bộ điều khiển van tiết lưu(ga), do đó khoảng thích ứng tốc độ là giới hạn.
Hệ thống này khắc phục những hạn chế đó bằng việc thêm hệ thống điều khiển van
tiết lưu tự động và bộ điều khiển phanh xe. Sử dụng GPS như một cảm biến khoảng
cách an toàn, và cài đặt GPS cho cả 2 xe và cho chúng giao tiếp với nhau thông qua
WLAN.

Giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước là phụ thuộc vào chức năng tốc độ: tốc
độ cao hơn, khoảng cách yêu cầu với xe phía trước lớn hơn. Đây là khái niệm thời
gian tịnh tiến (time-headway), thời gian duy trì khoảng cách an toàn giữa hai xe. Ví
dụ, nếu chúng ta thiết lập khoảng thời gian an toàn là hai giây, khoảng cách không
gian là 22,2m xe di chuyển với 40 Kmh, nhưng với khoảng cách xấp xỉ 55,5m thì
xe di chuyển với 100 Kmh. Khoảng thời gian thiết lập phụ thuộc vào hệ thống phanh
xe, thời tiết, tốc độ tối đa, và nhiều thứ khác nữa.
Hình 2: cho thấy hiệu suất của bộ điều khiển ACC + Stop & Go của hệ thống này
trong một xe tự động. Lúc đầu, chiếc xe sau bắt đầu di chuyển,tăng tốc độ, và cuối
cùng dừng lại vì đầu xe bị chặn bởi xe trước. Sau đó, xe trước bắt đầu chuyển động,
tăng tốc độ, và phanh lại, khi gặp giao thông tắc nghẽn. Một vài giây sau, xe đang có
dấu hiệu bắt đầu chạy lại, cuối cùng thì dừng lại phía sau xe trước đó. Hình 3a, cho
thấy hệ thống đang sử dụng van tiết lưu và phanh xe để kiểm soát thời gian tịnh tiến
và khoảng cách tịnh tiến. Hình 3b, cho thấy xe sau vẫn duy trì được khoảng cách
ngay cả khi tốc độ thấp và thời gian tịnh tiến không đáng kể. Khi xe phía trước bắt
đầu tiến tới, có liên quan tới thời gian tịnh tiến(xem hình 3c). Cuối cùng, hình 3d
cho thấy tốc độ của mỗi xe mà chỉ ra những hành vi của xe có liên quan đến áp suất
bàn đạp.
4.2 Vượt xe trước
Hệ thống cũng quản lý những trở ngại hoặc làn đường của những xe khác bằng
cách tính toán khi nào xe nên thay đổi làn đường để vượt lên. Đầu tiên:
• Xe phải lái trong làn đường thẳng
• Làn đường bên trái phải không có xe, và
• Phải có chỗ để xe vượt lên
Quá trình vượt lên sẽ như sau:
 Ban đầu, xe đang chạy trên làn đường thẳng
 Kiểu lái xe thay đổi vào kiểu làn đường thay đổi, và xe phải chạy vào làn
đường bên trái,
 Kiểu lái xe thay đổi vào kiểu làn đường thẳng cho đến khi vượt qua hết trở
ngại hoặc xe bên cạnh

Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 9
 Kiểu lái xe lại một lần nữa thay đổi đến kiểu làn đường thay đổi, xe phải chạy
vào làn đường thẳng bên phải trước đó.
Hình 2: ACC+ Stop&Go trong điều khiển xe tự động, giữa một khoảng cách an
toàn, (a) ít hơn 30kmh,(b) trong suốt quá trình tốc độ giảm,(c) tình huống Stop & Go
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 10
Hình 3: Biện pháp hiệu suất, (a) chuẩn hóa phanh và van tiết lưu,(b) Khoảng cách
tịnh tiến, (c) Thời gian tịnh tiến lỗi, (d) tốc độ của mỗi xe
5.Khi chiếc xe này vào trung tâm của làn xe, kiểu lái xe thay đổi trở lại vào kiểu làn
đường thẳng, và lái xe vẫn tiếp tục như bình thường.
Hình 4: Mô phỏng vượt xe. a) Bắt đầu thay đổi làn đường từ bên phải qua làn đường
bên trái. b) Xe thay đổi làn từ trái qua phải. A là khoảng cách lúc xe bắt đầu thay đổi
đến làn đã thay đổi, I là chiều dài của xe
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 11
Hình 5: Sơ đồ biểu diễn thuật toán
Hình 5 cho thấy chi tiết lưu đồ của thuật toán. Chúng ta tính toán thời gian
cho việc bắt đầu quá trình chuyển đổi từ bước thứ nhất đến bước thứ hai như một
chức năng tốc độ tương đối của xe và vượt qua chiều dài của xe. Hình 4 minh họa
quá trình vượt của xe. Chiếc xe vượt qua phải thay đổi làn đường tại điểm A + l,
trong đó A là khoảng cách mà các thay đổi làn đường và l là chiều dài của xe. Dấu
chấm trên mặt sau của mỗi chiếc xe đại diện cho một ăng-ten GPS, nằm trên trục
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 12
sau. Phương tiện đi lại sử dụng các cảm biến GPS và liên kết các mạng WLAN để
theo dõi vị trí của xe và của các loại xe khác. Khi xe vượt thì xe vượt qua bên trái
của xe cần vượt.
A là tốc độ phụ thuộc A = F (v), là tốc độ tương đối giữa xe đang vượt và xe cần
vượt vì vận tốc cao hơn, khoảng cách thay đổi làn đường lớn hơn.
Hệ thống chuyển tiếp từ bước 2 sang bước 3 khi góc của xe đang vượt và độ lệnh
mặt bên thấp. Cụ thể là , Angular_Error phải được ít hơn 2º và Lateral_Error ít
hơn 0,8m. Hệ thống chuyển tới bước 4 khi phía sau của xe đang vượt đã qua được

xe cần vượt với khoảng l(l: là khoảng cách của xe) (xem hình 4b) .
Cuối cùng, chuyển sang bước 5 tương tự như bước 2 đến bước 3.
4.3 Tầm nhìn của xe
Để đạt được điều hướng tin cậy, tất cả các phương tiện tự động phải có các
kỹ năng cơ bản về phát hiện chướng ngại vật. Nhiệm vụ này dựa trên tầm nhìn là
phức tạp. Xem xét tình huống phổ biến ở đường đô thị, chẳng hạn như làn xe bị
chiếm bởi các xe đậu trên cả hai bên đường, hoặc lối băng qua đường. Tất cả tình
huống như vậy gây khó khăn cho hệ thống phát hiện các loại xe khác, tạo mối nguy
hiểm cho xe. Để giải quyết này, hệ thống sử dụng một hệ thống tầm nhìn màu để
cho GPS dựa trên khả năng điều hướng thị giác
4.4 Tiềm kiếm và phát hiện xe
Để giảm thời gian thực hiện hệ thống đã giới hạn vùng phát hiện chướng ngại
vật tới khu vực được xác định trước trong đó những trở ngại có nhiều khả năng xuất
hiện. Khu vực hình chữ nhật này gọi là khu vực quan tâm (ROI), bao gồm phần
trung tâm của hình ảnh.
Để phát hiện và theo dõi các xe dọc đường, chúng ta cần xử lý liên tiếp hai
giai đoạn. Đầu tiên, hệ thống đặt trên xe dựa trên cơ sở của màu sắc và thuộc tính
hình dạng của chúng, sử dụng đường thẳng đứng và đặc điểm đối xứng màu. Kết
hợp phân tích này với những ràng buộc thời gian cho phù hợp, giả sử rằng các xe
thường có hình chữ nhật và hình dạng đối xứng mà làm cho chúng dễ dàng phân
biệt. Thứ hai, hệ thống theo dõi phát hiện xe sử dụng ước tính thời gian thực.
4.5 Nhất quán thời gian
Trong thế giới thực, bằng cách sử dụng chỉ có tính năng không gian để phát
hiện những trở ngại bất thường, phát hiện không chính xác do tiếng ồn. Do đó, hệ
thống sử dụng một bộ lọc xác nhận thời gian loại bỏ các đối tượng không phù hợp
của ngữ cảnh. Đó là, hệ thống phải phát hiện bất kỳ đối tượng quan tâm không gian
trong một số hình ảnh liên tiếp lặp đi lặp lại để xem xét đối tượng đó có phải là xe
thật sự, nó loại bỏ tất cả các đối tượng khác.
Chúng ta sử dụng các giá trị t = 0.5s để đảm bảo rằng một xe xuất hiện trong một
chuỗi thời gian phù hợp.

Một thách thức lớn của xác nhận thời gian-không gian là cho hệ thống để xác định
sự xuất hiện nhiều lần của những xe giống nhau trong hai khung hình liên tiếp. Để
làm điều này, hệ thống này sử dụng đối tượng có vị trí (x, y) trong khung hình tương
Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 13
ứng. Nghĩa là, nó có thể sử dụng vị trí khác biệt để mô tả tình hình của chiếc xe
trong hình ảnh. Tại thời điểm tức thời t0, hệ thống chú giải mỗi đối tượng mục tiêu
có vị trí (x, y) trong một danh sách động, và bắt đầu thời gian tính để theo dõi tính
thống nhất thời gian của tất cả các xe. Tại thời điểm t0 + 1, nó lặp đi lặp lại quá trình
trên cho tiêu chí xác nhận không gian giống nhau. Chúng ta tăng thời gian tính chỉ
cho những đối tượng mà có khoảng cách từ một số xe trước là ít hơn dv. Nếu không,
chúng ta thiết lập lại thời gian tính. Một đối tượng phía trước được xác nhận như
một chiếc xe thực sự khi thời gian tính của nó đạt đến t = 0.5s.
Thời gian thực hiện các thuật toán tầm nhìn là hết 100 ms, giá trị thực nghiệm dv =
1m đã được chứng minh thành công trong tính hiệu quả phát hiện chiếc xe thực sự
trong những ngữ cảnh.
II. KẾT LUẬN
Hệ thống của ứng dụng trên có sử dụng logic mờ để đưa tri thức của con vào
máy tính. Lôgic mờ (Fuzzy logic) được phát triển từ lý thuyết tập mờ để thực hiện
lập luận một cách xấp xỉ thay vì lập luận chính xác theo lôgic vị từ cổ điển. Lôgic
mờ có thể được coi là mặt ứng dụng của lý thuyết tập mờ để xử lý các giá trị trong
thế giới thực cho các bài toán phức tạp
Khi sử dụng xe để làm phương tiện đi lại, thì tiêu chí an toàn luôn luôn đặt
lên hàng đầu. Với việc thiết lập các luật cần thiết khi tiến hành điều chỉnh lại các
thông số hoạt động của việc kiểm soát van tiết lưu, hệ thống phanh, hệ thống điều
khiển vô lăn không những giúp cho xe chạy một cách chính xác mà còn tạo sự yên
tâm của con người. Ứng dụng công nghệ tri thức vào các ứng dụng phục vụ đời sống
con người thực sự mang lại nhiều tiềm năng, đưa con người đến với việc tạo ra các
thế hệ máy thông minh có khả năng tự động cao là có thể thực hiện được trong
tương lai.
III. TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm – Giáo trình Công nghệ tri thức và ứng
dụng
[2] R. Prohaska, P. Devlin – Combined Brake and Steering Actuator for
Automatic Vehicle Control
[3] José E. Naranjo, Carlos González, Ricardo García, and Teresa de
Pedro Miguel A. Sotelo – Using Fuzzy Logic in Automated Vehicle
Control
[4] Miguel Asngel Sotelo, Sergio Alcalde, Jesús Reviejo, J. Eugenio
Naranjo, Ricardo Garcia, Teresa de Pedro, Carlos González – Vehicle
Fuzzy Driving Based on DGPS and Vision
[5] />[6] />hanh-trinh-ACC/10852811/350/
[7] />Ứng Dụng Máy Học Trong Điều Khiển Xe Tự Động trang 14