Mẫu xe này có thể hoạt động trong môi trường độc hại, nguy hiểm.
Xe tự hành trong nhà xưởng
Tác giả của xe tự hành ứng dụng công nghệ IMU là các TS Lê Bá Yến, Lê Khánh Thành và Vũ Quốc Huy, Viện Tự động hóa Kỹ thuật quân sự (Bộ Quốc phòng). Xe tự hành (Automated Guided Vehicle - AGV) hiện được sử dụng trong các nhà máy, kho hàng nhằm tăng năng lực vận chuyển, giảm nhân công và tăng hiệu quả sản xuất.
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Tự động hóa Kỹ thuật quân sự, Bộ Quốc phòng đã ứng dụng công nghệ dẫn đường bằng cảm biến đo lường quán tính (IMU) và từ tính để thiết kế, chế tạo một mẫu AGV mới, có thể hoạt động trong môi trường độc hại, nguy hiểm, góp phần giảm thiểu rủi ro cho con người.
TS Lê Bá Yến cho hay, hiện ở Việt Nam, có nhiều nhà máy đã và đang trong quá trình hiện đại hóa để nâng cao năng suất lao động cũng như năng lực sản xuất nhằm từng bước tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Việc trang bị các hệ thống AGV thay thế cho con người đang ngày càng trở nên cần thiết và phổ biến. Có nhiều hãng sản xuất xe AGV khác nhau, nhưng điểm khác biệt lớn nhất là công nghệ dẫn đường.
Nhóm đã nghiên cứu, chế tạo thành công xe tự hành, ứng dụng phương pháp điều hướng dùng IMU và đường dẫn ảo. Trong đó nổi bật là giải pháp thiết lập đường dẫn ảo từ IMU kết hợp với cảm biến đo góc quay (encoder) và các điểm tham chiếu nam châm. Nhờ phương pháp dẫn đường này, dù trong nhà kho không có các đường dẫn thông thường như vạch sơn hay vạch từ, xe AGV vẫn hoạt động tốt.
Nhóm nghiên cứu đã ứng dụng bộ lọc Kalman để tính toán, ước lượng góc hướng và vị trí của xe AGV dựa trên dữ liệu từ IMU. Điểm hạn chế của IMU là theo thời gian, các giá trị ước lượng sẽ bị sai lệch do sai số tích lũy từ chính cảm biến.
Để khắc phục hạn chế này, trong phạm vi cụ thể của nhà xưởng, một số điểm tham chiếu nam châm được dán dưới sàn nhà nhằm hỗ trợ việc hiệu chỉnh sai số của vị trí và góc hướng của xe. Phương pháp này đã loại bỏ được sai số tích lũy cố hữu của IMU, nâng cao độ chính xác điều hướng của xe.
Để đáp ứng yêu cầu sử dụng xe AGV trong không gian hẹp, nhóm nghiên cứu đã thiết kế xe có cấu trúc 2 bánh dẫn động dạng vi sai và 4 bánh dẫn hướng. Với cấu trúc này, xe có khả năng vận hành linh động: Di chuyển tiến/lùi, quay phải/trái và quay tròn tại chỗ.
Đối với mục tiêu chở hàng, yêu cầu an toàn khi di chuyển đòi hỏi việc lấy hàng phải chính xác, nhẹ nhàng, tốc độ nâng/hạ không được quá lớn để tránh bị xô lệch, va chạm mạnh. Vì vậy, cơ cấu lấy hàng đã được tính toán thiết kế theo dạng bàn nâng cắt kéo, nâng hạ bằng xy lanh điện để đảm bảo tốc độ phù hợp.
Phù hợp với môi trường độc hại, nguy hiểm
Mẫu xe do Viện Tự động hóa Kỹ thuật quân sự thiết kế, chế tạo có khả năng chở tải tối đa 150 kg. Với thiết kế này, khi làm việc trong kho quân khí K90 (Bộ Tư lệnh Thủ đô) xe có thể chuyên chở được khối lượng khoảng 120 kg. Khi có nhu cầu mở rộng về tải trọng, nhóm nghiên cứu có thể thiết kế, chế tạo các xe AGV có khả năng chuyên chở lớn hơn.
Để giúp người quản lý vận hành hệ thống có cái nhìn trực quan, tối ưu hiệu quả hoạt động của hệ thống khi kết nối trực tiếp với các cấp quản lý cao hơn, một phần mềm quản lý và giám sát xe đã được xây dựng với những tính năng như hiển thị sơ đồ khu vực hoạt động; lập trình các tuyến đường; quản lý, giám sát; lưu trữ dữ liệu và báo cáo.
Ứng dụng dễ nhận thấy nhất của xe, theo nhóm nghiên cứu là giúp giảm nhân công làm việc ở những khu vực nguy hiểm, chật hẹp, nâng cao năng suất lao động và hỗ trợ các quy trình tự động hóa nhà máy.
Việc triển khai hệ thống AGV trong kho giúp các công ty thương mại điện tử tự động hóa các nhiệm vụ nội bộ, như phân loại, chọn và xếp hàng, từ đó tăng hiệu quả vận hành. Các quy trình xuất nhập kho và lưu trữ tự động, tin cậy đang thúc đẩy sự tăng trưởng của AGV đối với ngành này.
Có thể liệt kê một số lĩnh vực mà AGV đang được ứng dụng hiện nay: Công nghiệp chế tạo ô tô, không gian vũ trụ, thiết bị điện tử, hóa chất, dược phẩm, quân sự, thương mại điện tử, chuỗi bán lẻ...
Trước mắt, sản phẩm của đề tài có thể được triển khai trong các nhà máy, kho hàng trong quân đội. Bên cạnh đó, sản phẩm cũng có thể được triển khai và áp dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp, khu công nghệ cao trên cả nước.
