NGHIÊN cứu, THIẾT kế và CHẾ tạo mẫu XE điện CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐẶNG TRÍ TRUNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
MẪU XE ĐIỆN CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC- 60520116

S K C0 0 4 9 4 9

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐẶNG TRÍ TRUNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU XE ĐIỆN
CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐẶNG TRÍ TRUNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU XE ĐIỆN
CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116
Hướng dẫn khoa học:
TS. NGUYỄN BÁ HẢI

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016


LÝ LỊCH KHOA HỌC
(Dùng cho nghiên cứu sinh & học viên cao học)

Dán hình
3x4 & đóng

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

mộc giáp lại

Họ & tên: Đặng Trí Trung
Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 30-04-1992
Nơi sinh: Cần Thơ
Quê quán: Hải Phòng
Dân tộc: Kinh
Chức vụ, đơn vị công tác trước khi học tập, nghiên cứu: Giáo viên huấn luyện
tại Công ty TNHH Mercedes Benz Vietnam.
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 46/8G, Ấp Mỹ hòa, Xã Trung chánh, Huyện
Hóc môn, TP. HCM
Điện thoại cơ quan: 083588968
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ ……
Nơi học (trường, thành phố):
Ngành học:
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy
Thời gian đào tạo từ 09/2010 đến 07/2014
Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
Ngành học: Cơ khí Động lực
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: “Nghiên cứu, chế tạo thiết bị thu
hồi điện cảm trên hệ thống điện Ô tô”
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 20/07/2014, Trường ĐH
Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
Người hướng dẫn: ThS. Phan Nguyễn Quí Tâm

i

hình

3. Thạc sĩ:
Hệ đào tạo: Chính quy
Thời gian đào tạo từ 05/2015 đến 11/2016
Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
Ngành học: Kỹ thuật Cơ khí Động lực
Tên luận văn: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mẫu xe điện cho người khiếm
thị”
Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 30/10/2016
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Bá Hải
4. Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh, trình độ: Toeic
5. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật được chính thức cấp; số bằng, ngày & nơi
cấp:
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC:
Thời gian
2014
2014-2015
2015-2016

Nơi công tác

Công việc đảm nhiệm

Trường Hải Auto

Tư vấn dịch vụ

Cao đẳng Kỹ thuật Cao thắng
Công ty TNHH Mercedes Benz

Vietnam

Giảng viên cơ hữu
Giáo viên huấn luyện

IV. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ:

XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN/ĐỊA PHƯƠNG
(Ký tên, đóng dấu)

Ngày

tháng

năm 2016

Người khai ký tên

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ các công trình nào khác.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm 2016

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

iii


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến
thức rất quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường.
Với sự giúp đỡ, hỗ trợ của Khoa Đổi mới Sáng tạo và Khởi nghiệp đã tạo điều kiện
tốt về môi trường làm việc, dụng cụ, thiết bị để tôi nghiên cứu chế tạo và thử
nghiệm. Đặc biệt, sự tận tình hướng dẫn của Thầy Nguyễn Bá Hải_Trưởng khoa
Đổi mới Sáng tạo và Khởi nghiệp đã giúp tôi hoàn thành tốt nội dung nghiên cứu,
thực nghiệm cũng như trải nghiệm cùng người khiếm thị ở Việt Nam.
Tôi xin cảm ơn hội người khiếm thị đã tham gia chương trình khảo sát trong ngày
hội giới thiệu các sản phẩm công nghệ hỗ trợ người khiếm thị trải nghiệm tốt hơn
trong việc di chuyển.
Tôi xin cảm ơn các bạn sinh viên trong nhóm nghiên cứu, bạn Dương, Thiện và
Trang đã cùng tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô Trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh dồi dào sức khỏe, nhiều niềm vui. Xin
chúc quý Thầy cô hạnh phúc và thành công!
Cuối cùng, Tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, khuyến khích tôi tự tin
trong cuộc sống cũng như cố gắng vươn lên trong học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tp. HCM, ngày….tháng….năm 2016
Nhóm thực hiện đề tài

iv

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU XE
ĐIỆN CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ
TÓM TẮT
Tập trung vào xu hướng phát triển của kỹ thuật công nghệ và tính nhân văn của con
người, cuốn luận văn này trình bày các kết quả nghiên cứu của nhóm sinh viên học
viên liên quan đến vấn đề di chuyển của người khiếm thị.
Luận văn “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mẫu xe điện cho người khiếm thị” đã chỉ
ra được tầm quan trọng của giai đoạn phát triển các phương tiện mới, hiện đại và
an toàn hơn dành cho người khiếm thị. Các kết quả được trình bày trong bài nghiên
cứu bao gồm:
-

Tình hình chung về người khiếm thị cũng như tầm quan trọng của việc
nghiên cứu các thiết bị hỗ trợ người khiếm thị.

-

Tổng quan về công nghệ Haptics và các sản phẩm ứng dụng công nghệ này
nhằm hỗ trợ người khiếm thị.

-

Nghiên cứu các ứng dụng từ cảm biến, card giao tiếp và công cụ lập trình
LabVIEW nhằm hỗ trợ người khiếm thị.

-

Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công mẫu xe dành cho người khiếm thị.

-

Thực nghiệm và đánh giá trên mẫu xe đã nghiên cứu trong khuôn viên thí
nghiệm.

Như vậy, ý tưởng thiết bị có thể quét hình dạng cơ bản của vật cản và phản hồi
thông tin chính xác vật cản đến người khiếm thị đã được thực hiện. Nhóm nghiên
cứu sẽ hoàn thiện sản phẩm và ứng dụng ra môi trường thực tế. Người khiếm thị có
thể tin vào sản phẩm khoa học này và sử dụng để di chuyển như một phương tiện
trong tương lai.

v


ABSTRACT
With the purpose of focusing on the development of the technology and human
culture, this thesis will show the result with regards to the movement of the blinds.
The thesis “Research, design and create the model of electrical bicycle for the
blinds” proves the importance of a modern and safe vehicle for the blinds. The
result involves:
-

The current situation of the blind’s movement and the importance of

researching new equipments to support them
-

Overview about Haptics technology and corresponding applications

-

Research on the sensors, communication card, LabVIEW programme

-

The creation of completed model of the electrical bicycle for the blinds

-

Experimental research on the model

Totally, the idea about the system which helps to realize the barricade and feedback
to the blinds brings some success. Our group will seek for further improvement and
apply the system in the real environment. As a result, the blinds can move by the
electrical bicycle in the future.

vi


MỤC LỤC
LÝ LỊCH KHOA HỌC

i

LỜI CAM ĐOAN

iii

LỜI CẢM ƠN

iv

TÓM TẮT

v

ABSTRACT

vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH

x

DANH MỤC BẢNG BIỂU

xiv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

xvi

Chương 1
TỔNG QUAN

1

1.1 Lý do chọn đề tài

1

1.2 Mục đích của đề tài

1

1.3 Nhiệm vụ đề tài

2

1.4 Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

2

1.5 Sự cần thiết của đề tài

3

1.6 Ý nghĩa khoa học của đề tài

3

1.7 Một số công trình liên quan

4

1.8 Những vấn đề mà đề tài cần tập trung nghiên cứu, giải quyết

14

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
2.1 Tổng quan về người khiếm thị

21
21

2.1.1 Khái niệm chung về người khiếm thị

21

2.1.2 Phân loại mức độ khiếm thị

22

2.1.3 Tình hình chung về người khiếm thị trên thế giới và Việt Nam

23

vii


2.1.4 Tầm quan trọng của việc nghiên cứu các thiết bị hỗ trợ người khiếm thị
24
2.1.5 Thần kinh học ở người khiếm thị

25

2.1.6 Tổng quan về cách thức di chuyển của người khiếm thị

29

2.2 Tổng quan công nghệ Haptics

29

2.2.1 Định nghĩa

29

2.2.2 Một số ứng dụng của công nghệ Haptics

33

2.2.3 Một số sản phẩm cho người khiếm thị liên quan đến Haptics [5]

39

2.3. Card Hocdelam 9090 và phần mềm LabVIEW

47

2.3.1 Giới thiệu Card Hocdelam 9090

47

2.3.2 Giới thiệu về phần mềm LabVIEW

48

2.4. Cảm biến khoảng cách

49

2.4.1 Cảm biến SHARP GP2Y0A710K0F

49

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

51

Chương 3

52

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

52

MẪU XE ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG GIÁM SÁT

52

CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ

52

3.1 Tổng quan ý tưởng thiết kế

52

3.1.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống xe điện dành cho người khiếm thị

52

3.1.2 Nguyên tắc và phạm vi đo các cảm biến hồng ngoại

53

3.2 Lưu đồ thuật toán

56

3.2.1 Tổng quan lưu đồ thuật toán

56

3.2.2 Nguyên lý hoạt động

57

3.3 Xử lý tín hiệu cảm biến và thiết kế chương trình điều khiển

57

3.3.1 Nguồn nhiễu và phương pháp lọc nhiễu cho cảm biến

57

3.3.2 Thiết kế chương trình điều khiển trên LabVIEW

62

3.4 Thi công phần cứng

78

viii


3.4.1 Thiết kế cơ khí

78

3.4.2 Thiết kế bộ phận điều khiển

82

3.5 Sơ đồ hệ thống và mẫu xe điện cho người khiếm thị

86

Chương 4
THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ỨNG DỤNG

88

MẪU XE ĐIỆN CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ

88

4.1 Các kịch bản thử nghiệm xe

88

4.1.1 Xe phát hiện có tường

88

4.1.2 Xe phát hiện có người (hay cột)

88

4.1.3 Xe gặp vật cản > 20cm

89

4.1.4 Thực nghiệm xe phát hiện vật cản bên trái hay bên phải để phản hồi
hướng rẽ sơ bộ

90

4.1.5 Thực nghiệm phát hiện vật cản phía sau xe

90

4.2 Các kết quả, biểu đồ và đánh giá thực nghiệm mẫu xe điện cho người khiếm
thị

92

4.2.1 Xe phát hiện tường

92

4.2.2 Xe phát hiện có người (hay cột)

95

4.2.3 Xe gặp vật cản > 20cm

99

4.2.4 Thực nghiệm xe phát hiện vật cản bên trái hay bên phải để phản hồi
hướng rẽ sơ bộ

103

4.2.5 Thực nghiệm phát hiện vật cản phía sau xe

106

Chương 5

109

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

109

5.1 Kết luận

109

5.2 Những điểm còn hạn chế của đề tài

110

5.3 Hướng phát triển dự kiến của đề tài

110

TÀI LIỆU THAM KHẢO

111

ix


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Xe Ô tô thông minh cho người khiếm thị

4

Hình 1.2: Hệ thống UltraBike

6

Hình 1.3: Gậy thông minh cho người khiếm thị

7

Hình 1.4: “Mắt thần” cho người khiếm thị

8

Hình 1.5: Kính thông minh tích hợp camera 3D

10

Hình 1.6: Xe đạp cho người khiếm thị

13

Hình 2.1: Công nghệ chụp hình ảnh não

27

Hình 2.2: Sự tương tác giữa con người và thiết bị Haptic

31

Hình 2.3: Hệ thống phẫu thuật Da vinci

33

Hình 2.4: Thiết bị phục hồi chức năng tay thực tế ảo

34

Hình 2.6: Sử dụng thiết bị haptic để lắp ráp bom hạt nhân

36

Hình 2.7: Thiết bị Haptics trong một trò chơi bắn súng

37

Hình 2.8: Thực hành lái xe với hệ thống Haptics

38

Hình 2.9: Robot công nghiệp

38

Hình 2.10: Người khiếm thị sử dụng cây gậy trắng

39

Hình 2.11: Khu vực nguy hiểm ở người khiếm thị

40

Hình 2.12: Bộ phận cơ bản của gậy thông minh

41

Hình 2.13: Thiết bị Smart Cane

42

Hình 2.14: Quãng đường người khiếm thị di chuyển

43

Hình 2.15: Kết quả thực nghiệm của SCa

43

Hình 2.16: Thiết bị găng tay Haptics

44

Hình 2.17: Phụ kiện bản đồ chữ nổi dành cho I-Phone

45

Hình 2.18: Giới thiệu phần mềm LabVIEW

48

Hình 2.19: Cảm biến hồng ngoại 2Y0A710F

49

Hình 2.20: Đồ thị liên hệ khoảng cách với điện áp

50

Hình 2.21: Các loại cảm biến dùng hồng ngoại (IR) của Sharp

50

Hình 2.22: Sơ đồ khối các thành phần bên trong của cảm biến

51

x


Hình 2.23: Nguyên lý đo khoảng cách bằng hồng ngoại

51

Hình 3.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống cảnh báo cho người khiếm thị

52

Hình 3.2: Sơ đồ tổng quan mô hình xe điện cho người khiếm thị

52

Hình 3.3: Phạm vi đo cảm biến 1

53

Hình 3.4: Phạm vi đo cảm biến 3 và cảm biến 4

54

Hình 3.5: Phạm vi đo cảm biến 5 và cảm biến 6

54

Hình 3.6: Phạm vi đo cảm biến 2

55

Hình 3.7: Lưu đồ thuật toán hệ thống phát hiện hình dạng vật cản và phản hồi cho
người khiếm thị

56

Hình 3.8: Thiết kế chống nhiễu bằng phần cứng

58

Hình 3.9: Bộ lọc thông thấp

59

Hình 3.10: Bộ lọc chắn dải

59

Hình 3.11: Chương trình lập trình bộ lọc trung vị bằng phần mềm LabVIEW

61

Hình 3.12: Bộ lọc trung vị

61

Hình 3.13: Đồ thị tín hiệu sau khi qua các bộ lọc

62

Hình 3.14: Chương trình đọc dữ liệu, lọc nhiễu và xuất tín hiệu ADC ra Wareform
Chart

63

Hình 3.15: Xuất tín hiệu ADC ra Wareform Chart trong LabVIEW

63

Hình 3.17: Lưu đồ thuật toán xử lý thông tin, so sánh và phản hồi tín hiệu cảnh báo 1 65
Hình 3.18: Lưu đồ thuật toán xử lý thông tin, so sánh và phản hồi tín hiệu cảnh báo 2 66
Hình 3.19: Lưu đồ thuật toán xử lý thông tin, so sánh và phản hồi tín hiệu cảnh báo
3

67

Hình 3.20: Sơ đồ cảnh báo tương ứng của đề tài “Nghiên cứu chế tạo xe đạp dành
cho người khiếm thị phục vụ mục đích giải trí”

68

Hình 3.21: Sơ đồ cảnh báo đã được cải thiện

68

Hình 3.22: Lập trình phát hiện tường phía trước trong phạm vi 5m-3m

69

Hình 3.23: Lập trình phát hiện tường phía trước trong phạm vi 2m-3m

69

Hình 3.24: Lập trình phát hiện tường phía trước trong phạm vi 1m-2m

70

xi


Hình 3.25: Lập trình phát hiện người, cây hay cột phạm vi 3m-5m

70

Hình 3.26: Lập trình phát hiện người, cây hay cột phạm vi 2m-3m

71

Hình 3.27: Lập trình phát hiện người, cây hay cột phạm vi 1m-2m

71

Hình 3.28: Lập trình phát hiện vật cản>20cm phạm vi 3m-5m

72

Hình 3.29: Lập trình phát hiện vật cản>20cm phạm vi 2m-3m

72

Hình 3.30: Lập trình phát hiện vật cản>20cm phạm vi 1m-2m

73

Hình 3.31: Lập trình phát hiện vật cản phía sau trong phạm vi 2m-3m

74

Hình 3.32: Lập trình phát hiện vật cản phía sau trong phạm vi 1m-2m

74

Hình 3.33: Lập trình phát hiện vật cản bên phải trong phạm vi 3m-4m

75

Hình 3.34: Lập trình phát hiện vật cản bên phải trong phạm vi 2m-3m

75

Hình 3.35: Lập trình phát hiện vật cản bên trái trong phạm vi 3m-4m

76

Hình 3.36: Lập trình phát hiện vật cản bên trái trong phạm vi 2m-3m

76

Hình 3.37: Vỏ bọc cảm biến

78

Hình 3.38: Bản vẽ chi tiết vỏ bọc cảm biến

79

Hình 3.39: Tấm gá cảm biến

79

Hình 3.40: Bản vẽ chi tiết tấm gá cảm biến

80

Hình 3.41: Tấm gá cảm biến sau khi đã cố định các vỏ bọc cảm biến

80

Hình 3.42: Hộp đựng card điều khiển

81

Hình 3.43: Bản vẽ chi tiết hộp đựng Card 9090

81

Hình 3.44: Trục và hai bánh xe phụ

82

Hình 3.45: Hình ảnh thực tế Card Hocdelam USB 9090

82

Hình 3.46: Cảm biến Sharp GP2Y0A710K0F

83

Hình 3.47: Biểu đồ mối liên hệ giữa Vout cảm biến và chiều dài L(m)

84

Hình 3.48: Biểu đồ thực nghiệm mối liên hệ giữa Vout và khoảng cách L(m)

86

Hình 3.49: Sơ đồ khối hệ thống nhận tín hiệu và điều khiển phản hồi thông tin cho
người khiếm thị

86

Hình 3.50: Mô hình tổng quan mẫu xe điện cho người khiếm thị

87

Hình 3.51: Mô hình phần cứng khi đã hoàn thiện

87

xii


Hình 4.1: Sơ đồ thực nghiệm xe phát hiện tường phía trước ở nhiều phạm vi

88

Hình 4.2: Mô hình thực nghiệm xe phát hiện có người (hay cột) ở nhiều phạm vi 89
Hình 4.3: Mô hình thực nghiệm xe phát hiện vật cản > 20cm ở nhiều phạm vi

89

Hình 4.4: Mô hình thực nghiệm xe phát hiện vật cản bên trái và bên phải

90

Hình 4.5: Mô hình thực nghiệm xe phát hiện vật cản phía sau ở nhiều phạm vi

91

Hình 4.6: Thực nghiệm mẫu xe phát hiện và cảnh báo khi có tường

92

Hình 4.7: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện có tường phạm vi 3m-5m

92

Hình 4.8: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện có tường phạm vi 2m-3m

93

Hình 4.9: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện có tường phạm vi 1m-2m

94

Hình 4.10: Thực nghiệm xe phát hiện cây, người hay cột

96

Hình 4.11: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện cây, người hay cột trong phạm vi 3m-5m96
Hình 4.12: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện cây, người hay cột trong phạm vi 2m-3m97
Hình 4.13: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện cây, người hay cột trong phạm vi 1m-2m98
Hình 4.14: Thực nghiệm người khiếm thị gặp vật cản

99

Hình 4.15: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản trong phạm vi 3m-5m

100

Hình 4.16: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản trong phạm vi 2m-3m

101

Hình 4.17: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản trong phạm vi 1m-2m

102

Hình 4.18: Thực nghiệm người khiếm thị gặp vật cản bên trái hay bên phải

103

Hình 4.7: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản bên trái trong phạm vi 3m-4m 103
Hình 4.19: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản bên trái trong phạm vi 2m-3m104
Hình 4.20: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản bên phải trong phạm vi 1m-2m105
Hình 4.21: Thực nghiệm người khiếm thị gặp vật cản phía sau xe

106

Hình 4.22: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản phía sau xe

107

trong phạm vi 2m-3m

107

Hình 4.23: Tín hiệu ADC khi xe phát hiện vật cản phía sau xe

108

trong phạm vi 1m-2m

108

xiii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: So sánh sản phẩm “Xe ô tô thông minh cho người khiếm thị”

5

Bảng 1.2: So sánh sản phẩm “UltraBike”

6

Bảng 1.3: So sánh sản phẩm kính “Mắt thần”

9

Bảng 1.4: So sánh sản phẩm “Kính thông minh tích hợp công nghệ 3D”

11

Bảng 1.5: So sánh sản phẩm “Kính Google glass”

12

Bảng 1.6: Hệ thống chưa sử dụng dữ liệu ADC2 từ cảm biến số 2

14

Bảng 1.7: Hệ thống phát cảnh báo khi phát hiện tường trong phạm vi 1m4.5m 15
Bảng 1.8: Hệ thống luôn phát cảnh báo khi phát hiện người hay cột trong phạm vi
1m4m

16

Bảng 1.9: Hệ thống luôn phát cảnh báo khi phát hiện vật cản>20cm trong phạm vi
1.5m3m

17

Bảng 1.10: Hệ thống phát cảnh báo khi phát hiện vật cản bên phải hoặc bên trái
trong phạm vi 1.5m3m

18

Bảng 1.11: Tín hiệu bị nhiễu do ảnh hưởng của nguồn cung cấp và ánh sáng

19

Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật card Hocdelam 9090

47

Bảng 3.1: Các giá trị được đo thực nghiệm cảm biến Sharp GP2Y0A710K0F

85

Bảng 4.1: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 3, 4, 5, 6 khi

phát hiện tường khoảng cách 5m

93

Bảng 4.2: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 3, 4, 5, 6 khi
phát hiện tường khoảng cách 3m

94

Bảng 4.3: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 3, 4, 5, 6 khi
phát hiện tường khoảng cách 2m

95

Bảng 4.4: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 3, 4, 5, 6 khi
phát hiện cây, người hay cột khoảng cách 5m

xiv

97


Bảng 4.5: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 3, 4, 5, 6 khi
phát hiện cây, người hay cột khoảng cách 3m

98

Bảng 4.6: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 3, 4, 5, 6 khi
phát hiện cây, người hay cột khoảng cách 2m

99

Bảng 4.7: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ cảm biến 1 khi phát hiện vật
cản khoảng cách 3m

100

Bảng 4.8: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ cảm biến 1 khi phát hiện vật
cản khoảng cách 2m

101

Bảng 4.9: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ cảm biến 1 khi phát hiện vật
cản khoảng cách 1m

102

Bảng 4.10: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 5, 6 khi phát
hiện vật cản bên trái khoảng cách 4m

104

Bảng 4.11: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 5, 6 khi phát
hiện vật cản bên trái khoảng cách 3m

105

Bảng 4.12: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 5, 6 khi phát
hiện vật cản bên phải khoảng cách 2m

106

Bảng 4.13: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 2 khi phát
hiện vật cản phía sau xe khoảng cách 3m

107

Bảng 4.14: Bảng thực nghiệm các giá trị nhận được từ các cảm biến 2 khi phát
hiện vật cản phía sau xe khoảng cách 2m

xv

108


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
3D, 4D: 3-Demention, 4-Demention
ADC: Analog Digital Converter
CB: Cảm biến
Tp. HCM: Thành phố Hồ Chí Minh
TNHH: Trách nhiệm hữu hạn
Bộ LĐTBXH: Bộ Lao động Thương binh Xã hội
DO: Digital Output
HD: High Definition
MIT: Học viện công nghệ Massachusetts
PWM: Pulse Width Modulation
GPIB: General Purpose Instrument Bus
VAC: Voltage Alternating Current
WTO: World Trade Organization: Tổ chức thương mại thế giới

xvi


Chương 1

TỔNG QUAN
1.1 Lý do chọn đề tài
Trong thời kì bùng nổ về kỹ thuật công nghệ, người khiếm thị bị thiệt thòi trong
việc hưởng thụ các thành tựu khoa học công nghệ nói chung do chính con người
phát minh. Đặc biệt, người khiếm thị rất ít được quan tâm đến nhu cầu đi lại bằng
các phương tiện cơ giới và hầu như có rất ít các lĩnh vực nghiên cứu về vấn đề này.
Trong khi đó tại Việt Nam, số lượng người khiếm thị chiếm đến khoảng 2 triệu theo
công bố mới nhất của Bộ Y tế [24]. Tuy phương thức di chuyển bằng phương tiện
cơ giới của con người đã phát triển đến mức tự hành, hỗ trợ người lái xe tự động
hoàn toàn mà vẫn đảm bảo an toàn, tiện nghi, thoải mái, dường như việc người
khiếm thị có thể di chuyển bằng các phương tiện cơ giới ở Việt Nam là không thể.
Do đó, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo
mẫu xe điện cho người khiếm thị” với ý tưởng áp dụng các công nghệ lập trình và
cảm biến hỗ trợ khả năng di chuyển giúp người khiếm thị ở Việt Nam có thể trải
nghiệm các phương tiện di chuyển mới.
1.2 Mục đích của đề tài
Đề tài được thực hiện với các mục đích chính sau:
 Tìm hiểu và đánh giá sơ bộ cảm nhận của người khiếm thị về cách di chuyển
bằng xe điện.
 Nghiên cứu, thiết kế mẫu xe điện cho người khiếm thị.
 Chế tạo mẫu xe điện cho người khiếm thị.
 Áp dụng công nghệ cảm biến, LabVIEW hỗ trợ người khiếm thị di chuyển.
 Thực nghiệm đánh giá hiệu quả thiết bị.
 Đánh giá cảm nhận của người khiếm thị khi trải nghiệm trên sản phẩm.

1


1.3 Nhiệm vụ đề tài
Để thực hiện tốt đề tài nghiên cứu, các nhiệm vụ của đề tài như sau:
 Tìm hiểu các phương tiện di chuyển cho người khiếm thị.
 Tìm hiểu cảm nhận của người khiếm thị về cách di chuyển bằng xe điện.
 Hình thành và phát triển ý tưởng mới về xe điện hỗ trợ di chuyển cho người
khiếm thị.
 Tìm hiểu các công trình liên quan đến đề tài.
 Xây dựng cơ sở lý thuyết kết hợp công nghệ cảm biến và xe điện hỗ trợ
người khiếm thị di chuyển.
 Tìm hiểu tín hiệu đầu vào và đầu ra cho thiết bị sẽ chế tạo, nghiên cứu mẫu
xe điện cho người khiếm thị.
 Thiết kế mẫu xe điện cho người khiếm thị có thể xác định hoặc vật cản trên
đường.
 Áp dụng công nghệ cảm biến LabVIEW hỗ trợ người khiếm thị di chuyển
giúp phát hiện hình dạng của vật cản.
 Thực nghiệm thu thập số liệu và xử lý kết quả.
 Góp phần tạo ra các sản phẩm hữu ích mang tính nhân văn.
1.4 Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
 Đối tượng nghiên cứu:
 Người khiếm thị ở Việt Nam.
 Cảm biến khoảng cách SHARP.
 Phần mềm LabVIEW 2013.
 Card giao tiếp LabVIEW 9090.
 Thiết bị cảnh báo cho người khiếm thị và xe điện.
 Phạm vi nghiên cứu:
 20 người khiếm thị ở Việt Nam.
 Cảm biến hồng ngoại 2Y0A710F và công cụ lập trình LabVIEW.

 Hệ thống được áp dụng và thực nghiệm bước đầu trên xe đạp.
2


 Phương pháp nghiên cứu:
 Tìm hiểu và liệt kê phương tiện di chuyển của người khiếm thị ở Việt
Nam.
 Đặt giả thuyết cho ý tưởng về phương tiện mới hỗ trợ di chuyển cho người
khiếm thị.
 Nghiên cứu chế tạo mạch điện tử tích hợp trên xe điện cho người khiếm
thị.
 Thực nghiệm và xử lý kết quả để đánh giá hiệu quả sản phẩm chế tạo.
 Cải tiến sản phẩm và triển khai ứng dụng thực tế tại thị trường Việt Nam.
1.5 Sự cần thiết của đề tài
 Đề tài là sản phẩm khoa học giúp tổng hợp và ứng dụng kiến thức đã học và
vận dụng vào thực tế.
 Đề tài cải tiến một số tính năng hỗ trợ người khiếm thị di chuyển bằng xe
điện.
 Đề tài góp phần nâng cao khả năng tự động cảnh báo, hỗ trợ điều khiển
phương tiện di chuyển an toàn.
 Tạo ra một sản phẩm khoa học có ý nghĩa thực tiễn góp phần hỗ trợ người
khiếm thị.
1.6 Ý nghĩa khoa học của đề tài
 Trên cơ sở quan sát thực tế, phân tích thực nghiệm, tôi tiến hành đưa ra ý
tưởng thực hiện, vận dụng lý thuyết để đưa ra các giả thuyết nghiên cứu.
 Từ các giả thuyết đặt ra và vận dụng kiến thức đã học, việc đánh giá linh
kiện và thiết bị nhằm chế tạo sản phẩm theo ý tưởng, sau đó tiến hành thực
nghiệm và thu thập số liệu để chứng minh các giả thuyết của đề tài.

3