Xây dựng Local Web Server phục vụ giám sát và điều khiển xe tự hành

Tiếp tục các nghiên cứu khoa học về xe tự hành, nhóm sinh viên do TS. Lê Xuân Hải (Viện Công nghệ HaUI) đã triểu khai công việc của nhóm trong tháng 2. Nhóm đã xây dựng thành công Local Web Server giám sát và điều khiển với nền tảng phần cứng STM32F411, mô đun wifi ESP8266 và giao tiếp STM32 với máy tính nhúng Raspberry Pi 4 ứng dụng điều khiển xe tự hành.

Sinh viên Nguyễn Phú Đạt (Lớp đại học Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa khóa 13, khoa Điện) phụ trách mảng lập trình web sever đã báo cáo kết quả: Trên cơ sở Local web server giám sát và điều khiển với phần cứng STM32F411, mô đun wifi ESP8266 đã giao tiếp truyền thông thành công giữa STM32F411 với máy tính nhúng.

Sự thành công này sẽ tạo ra một hệ thống dữ liệu và điều khiển giám sát rất hiệu quả cho hệ robot hay xe tự hành. Máy tính nhúng sẽ làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ cảm biến ( mắt máy), xử lý và truyền tín hiệu cho ARM STM32F411 làm nhiệm vụ xử lý thông tin điều khiển cho động cơ hay thiết bị chấp hành. Như vậy hệ thống điều khiển và giám sát có thể xử lý dữ liệu và tính toán đảm bảo tính thời gian thực.

Hình 1:Hệ thống máy tính nhúng kết hợp STM32F411 hệ điều hành ROS trên xe tự hành

Sinh viên Nguyễn Xuân Bách (Khóa 13, khoa Điện) phụ trách mảng thuật toán đã báo cáo: chúng em tiếp tục sử dụng thuật toán điều khiển PID, thêm vào đó nhóm đã khai thác và sử dụng thành công hệ điều hành ROS. Robot Operating System là một hệ thống phần mềm chuyên dụng để lập trình và điều khiển Robot, bao gồm các công cụ để lập trình, hiển thị, tương tác trực tiếp với phần cứng, và kết nối hệ thống robot.

ROS chạy trên nền hệ điều hành Linux, một hệ điều hành khá mới mà nhóm đã tiếp cận để khai thác thêm nhiều chức năng của ROS và áp dụng các thuật toán điều khiển thông minh. Nhóm đã khai thác các Tool trong hệ thống điều hành ROS cho ứng dụng cảm biến Lindar, với thử nghiệm cho các ứng dụng xe tự hành có thể định vị, bản đồ hóa. Nhóm đã dùng RVIZ để hiển thị kết quả vẽ bản đồ lên màn hình và sử dụng Package Hector_SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) - hệ thống sử dụng thông tin ảnh thu được để tái tạo môi trường bên ngoài bằng cách đưa thông tin môi trường vào một Map. Qua thực nghiệm, nhóm đã vẽ thành công bản đồ mô phỏng tầng 10 nhà A1 trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Trên cơ sở đó, nhóm tiếp tục định hướng sử dụng Camera thông minh để vẽ bản đồ 3D, chi tiết hơn so với bản đồ cũ.

Hình 2. Nhóm sinh viên đang thử nghiệm kết quả trên mô hình phần cứng

Trong thời gian tới nhóm sẽ tiếp tục hoàn thiện phần cứng, phần mềm và đặc biệt là ứng dụng cảm biến Lindar và hệ điều hành ROS để cài thực các thuật toán điều khiển cho xe tự hành, và xe có thể tự điều hướng, định vị, bản đồ hóa.