Máy bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle – UAV) ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như giám sát công nghiệp, nông nghiệp công nghệ cao, khảo sát hàng không, an ninh và cứu hộ. Bên cạnh khả năng bay và ghi nhận hình ảnh, việc phát triển các nền tảng có thể tự động thực hiện hành trình và tùy biến theo yêu cầu nhiệm vụ đang trở thành hướng nghiên cứu quan trọng.
Nắm bắt xu hướng này, nhóm nghiên cứu trọng điểm thuộc Viện Công nghệ số – Trường Đại học Thủ Dầu Một đã nghiên cứu và phát triển TDMU AUTONOMOUS UAV, nền tảng máy bay không người lái đa cánh quạt có khả năng bay tự hành. Điểm khác biệt nổi bật của giải pháp là nhóm nghiên cứu chủ động thiết kế mạch điều khiển bay trung tâm và phát triển phần mềm điều khiển, qua đó làm chủ các thành phần công nghệ cốt lõi thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào bộ điều khiển thương mại nước ngoài.
Làm chủ công nghệ điều khiển – nền tảng cho khả năng bay tự hành
Hệ thống điều khiển bay (Flight Controller) do nhóm nghiên cứu tự thiết kế, sử dụng vi điều khiển ARM 32-bit, tích hợp các cảm biến gồm bộ đo lường quán tính IMU (con quay hồi chuyển và gia tốc kế), cảm biến áp suất, la bàn số và hệ thống định vị vệ tinh GNSS.
Máy bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle – UAV)
Trên nền tảng phần cứng này, nhóm tự phát triển phần mềm điều khiển (Firmware), bao gồm bộ ước lượng trạng thái và các thuật toán điều khiển ổn định tư thế, vị trí và dẫn đường. Việc chủ động phát triển cả phần cứng lẫn phần mềm giúp nhóm nghiên cứu kiểm soát cấu trúc hệ thống, linh hoạt điều chỉnh thuật toán và bổ sung chế độ vận hành theo yêu cầu của từng nhiệm vụ. Đây cũng là lợi thế trong quá trình nâng cấp, bảo trì và phát triển các phiên bản UAV chuyên dụng.
Về khả năng vận hành, thiết bị hỗ trợ nhiều chế độ bay như ổn định tư thế, giữ độ cao, giữ vị trí, bay theo các điểm tọa độ định trước (Waypoint), tự động cất cánh, hạ cánh và quay về điểm xuất phát (Return to Home – RTH). Các chức năng này giúp tự động hóa nhiều thao tác trong quá trình bay, hỗ trợ người vận hành thực hiện nhiệm vụ theo hành trình đã thiết lập.
Thiết kế mở, linh hoạt tích hợp thiết bị chuyên dụng
TDMU AUTONOMOUS UAV sử dụng cấu hình máy bay nhiều cánh quạt (Multirotor), gồm hai phiên bản bốn cánh (Quadcopter) hoặc sáu cánh (Hexacopter), với khung chế tạo từ sợi carbon. Nền tảng được thiết kế theo hướng mở, cho phép tích hợp nhiều loại tải nhiệm vụ (Payload) như camera và cảm biến chuyên dụng tùy theo mục đích sử dụng.
Trường Đại học Thủ Dầu Một trưng bày sản phẩm tại Techmart Công nghệ sản xuất thông minh & Tự động hóa cho Doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Định hướng phát triển thiết bị có thể kết nối với Trạm điều khiển mặt đất TDMU UAS GCS để phục vụ điều khiển, giám sát và truyền hình ảnh trong quá trình hoạt động, với cự ly liên kết đến khoảng 3 km. Theo thông số thiết kế, UAV có thời gian bay khoảng 20–25 phút, tải trọng hữu ích tối đa khoảng 1 kg và sử dụng pin Lithium Polymer (LiPo).
Với cấu hình linh hoạt và khả năng tích hợp thiết bị, nền tảng có thể nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Trong công nghiệp, UAV hướng đến phục vụ kiểm tra, giám sát nhà xưởng và hạ tầng. Trong nông nghiệp công nghệ cao, thiết bị có thể hỗ trợ theo dõi tình trạng cây trồng. Ngoài ra, giải pháp còn phù hợp với các hoạt động khảo sát, chụp ảnh hàng không, an ninh, cứu hộ và nghiên cứu, đào tạo về công nghệ UAV.
Ưu điểm và tiềm năng ứng dụng
Ưu thế đáng chú ý nhất của TDMU AUTONOMOUS UAV là khả năng tự chủ công nghệ điều khiển bay. Việc tự thiết kế mạch điều khiển trung tâm và phát triển phần mềm giúp nhóm nghiên cứu không bị giới hạn hoàn toàn bởi cấu hình của các bộ điều khiển thương mại, đồng thời chủ động tùy chỉnh thuật toán, chế độ bay và tải nhiệm vụ theo yêu cầu thực tế.
Bên cạnh đó, nền tảng mở tạo thuận lợi cho việc tích hợp các thiết bị chuyên dụng và mở rộng chức năng mà không phải xây dựng lại toàn bộ hệ thống. Giải pháp cũng hướng đến giảm chi phí phát triển, bảo trì so với thiết bị nhập khẩu có chức năng tương đương, đồng thời có lợi thế về hỗ trợ kỹ thuật trực tiếp tại Việt Nam.
Không chỉ phục vụ các ứng dụng chuyên môn, sản phẩm còn có giá trị trong nghiên cứu và đào tạo. Việc tiếp cận trực tiếp phần cứng, phần mềm điều khiển, hệ thống cảm biến và thuật toán bay tạo điều kiện để giảng viên, sinh viên nghiên cứu sâu hơn về điều khiển tự động, robot bay và trí tuệ nhân tạo (AI), từng bước phát triển các ứng dụng UAV theo nhu cầu trong nước.
Trường Đại học Thủ Dầu Một – Gắn kết đào tạo, nghiên cứu và chuyển giao công nghệ
Với định hướng phát triển theo mô hình đại học ứng dụng, đào tạo đa ngành, đa lĩnh vực từ trình độ đại học đến sau đại học, Trường hiện có 51 ngành đào tạo đại học chính quy, 12 ngành đào tạo thạc sĩ và 01 ngành đào tạo tiến sĩ; đồng thời triển khai các chương trình vừa học vừa làm, văn bằng hai, liên thông và bồi dưỡng chuyên môn theo nhu cầu thực tiễn.
Gắn kết hoạt động đào tạo với nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, TDMU AUTONOMOUS UAV là kết quả nghiên cứu thể hiện năng lực thiết kế, phát triển và làm chủ công nghệ điều khiển bay của đội ngũ giảng viên, nhà khoa học. Giải pháp mở ra tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chuyên ngành, đồng thời tạo điều kiện phát triển hoạt động nghiên cứu, đào tạo và làm chủ công nghệ máy bay không người lái tại Việt Nam.
Mọi thông tin vui lòng liên hệ:
Trung tâm Khởi nghiệp sáng tạo Thành phố Hồ Chí Minh
Sàn Giao dịch Công nghệ TP. HCM
Chuyên viên Nguyễn Ngọc Thùy Trang
Điện thoại: 0903.190.102
Email: nnttrang.skhcn@tphcm.gov.vn