HỆ THỐNG CẢNH BÁO VA CHẠM XE NÂNG KHÔNG GÓC CHẾT (360°)

ĐẶC TẢ YÊU CẦU PHẦN MỀM (SRS)

1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG (SYSTEM OVERVIEW)

• Tên phần mềm: Phần mềm Giám sát và Cảnh báo va chạm Xe nâng 360° (Anti-Collision Forklift System).
• Mã phần mềm: G7ĐS – Forkfift 360
• Mục tiêu: Loại bỏ hoàn toàn góc chết xung quanh xe nâng bằng cách tổng hợp luồng hình ảnh từ 6 camera độc lập, tự động nhận diện các đối tượng nguy hiểm (Người, Ô tô, Xe nâng/Xe tải) bằng AI (YOLOv4-tiny) và kích hoạt hệ thống cảnh báo còi đèn ngoại vi theo thời gian thực.
• Nền tảng vận hành: Máy tính công nghiệp Mini (Mini Industrial PC) lắp trực tiếp trên xe, chạy hệ điều hành Linux/Windows, hỗ trợ xử lý luồng FPS cao (25-30 FPS).
• Giao diện đăng nhập hệ thống bản quyền:

2. KIẾN TRÚC VÀ THÀNH PHẦN PHẦN MỀM (SOFTWARE ARCHITECTURE)

           Hệ thống được thiết kế theo mô hình Đa luồng song song (Multi-threading) để tối ưu hóa hiệu năng, bao gồm các khối chức năng lõi sau:

      2.1. Khối luồng đọc Video (Camera Ingest – Threaded)

• Cấu hình luồng: Tối ưu bộ đệm phần cứng bằng backend CAP_FFMPEG với kích thước buffer = 1 khung hình nhằm triệt tiêu độ trễ tích lũy của giao thức RTSP.
• Cơ chế tự phục hồi (Auto-Reconnect): Khi mất tín hiệu từ bất kỳ camera nào, luồng sẽ tự động trả về khung hình lỗi (LOSS: CAM_NAME) và khởi tạo tiến trình quét kết nối lại sau mỗi 2.0 giây để tránh làm treo toàn hệ thống.

     2.2. Khối luồng ghép hình 360° (Stitching Matrix Thread)

• Tốc độ xử lý: Khóa dữ liệu độc lập, vận hành ở tốc độ tối đa ~50 FPS để đảm bảo giao diện hiển thị siêu mượt mà.
• Bố cục ma trận hiển thị (3×3 Grid):
  • Hàng 1: Không góc chết trái | Camera Trước | Không góc chết phải.
  • Hàng 2: Cam Trước Trái | Cabin Xe Nâng Trung Tâm (FORKLIFT) | Cam Trước Phải.
  • Hàng 3: Cam Sau Trái | Camera Lùi (Sau) | Cam Sau Phải.
• Vùng cảnh báo ảo: Thiết lập một lưới chữ nhật giới hạn vùng nguy hiểm quanh xe nâng ngay trên ma trận ảnh ghép.

    2.3. Khối nhận diện trí tuệ nhân tạo (AI Processing Thread)

• Mô hình: YOLOv4-tiny nạp qua thư viện OpenCV DNN.
• Đối tượng đích: Class 0: Người (Ưu tiên cao nhất), Class 2: Ô tô, Class 7: Xe nâng / Xe tải.
• Thuật toán tối ưu: Lọc trùng lặp bằng NMS (Non-Maximum Suppression) với ngưỡng tin cậy Confidence > 0.60 và IoU Threshold = 0.4.
• Tịnh tiến tọa độ: Khi phát hiện vật cản ở camera gốc, tọa độ hộp bounding box sẽ lập tức được nhân bản và tịnh tiến đồng loạt ra cả 6 vị trí mắt camera trên màn hình tổng thể 360°.

    2.4. Khối Web Server & Quản lý Ngoại vi (Flask & I/O Control)

• Quản lý phiên (Session): Xác thực tài khoản quản trị hệ thống, cấp quyền truy cập luồng stream thông qua cơ chế Flask Session.
• Cơ chế Cò súng (Safety Trigger Flag): Chỉ khi người dùng đăng nhập hệ thống thành công (he_thong_dang_nhap = True), AI mới bắt đầu kích hoạt quét hình ảnh và cho phép phát tín hiệu còi hú. Khi đăng xuất, còi phần cứng lập tức bị ép tắt để đảm bảo an toàn.

3. ĐẶC TẢ TÍNH NĂNG CHI TIẾT (FUNCTIONAL SPECIFICATIONS)

4. ĐẶC TẢ GIAO DIỆN HÌNH ẢNH (UI SPECIFICATION)

• Chế độ Đăng nhập: Giao diện tối (Dark Mode), biểu mẫu nhập căn chỉnh giữa màn hình, hỗ trợ hiệu ứng chuyển đổi mượt mà bằng CSS Transition (tự động co giãn từ kích thước 400px đăng nhập lên 850px khi hiển thị camera).
• Chế độ Giám sát:
  • Tiêu đề động: Hệ Thống cảnh báo va chạm Xe Nâng 360°.
  • Nút “Đăng xuất” hiển thị nổi bật góc trên.
  • Bọc khung viền Neon xanh lá cây cho luồng stream, tự động đổi màu hoặc chớp nháy viền khi phát hiện nguy hiểm.

5. YÊU CẦU PHẦN CỨNG VÀ MÔI TRƯỜNG TRIỂN KHAI (HARDWARE & ENVIRONMENT)

5.1. Phần cứng khuyến nghị

• Máy tính điều khiển: Mini Industrial PC chống rung lắc mạnh, chống bụi bẩn công nghiệp.
• Cấu hình tối thiểu: CPU Intel Core i5 / i7 đời mới (hoặc các chip chuyên dụng hỗ trợ tập lệnh OpenMP/CUDA để tối ưu OpenCV DNN Target CPU/GPU).
• Hệ thống Camera: 6 Camera IP độ phân giải HD/FullHD, hỗ trợ xuất luồng RTSP (Sub-stream tối ưu ở độ phân giải 320×240 để giảm tải CPU giải mã).
• Mạch Cảnh báo Ngoại vi:
  • Phương án 1 (Phần mềm hiện tại): Xuất âm thanh cảnh báo trực tiếp qua cổng Audio 3.5mm/Loa PC thông qua thư viện pygame.mixer.
  • Phương án 2 (Mở rộng công nghiệp): Tích hợp cổng Serial (COM/RS232/RS485) kết nối module Relay để đóng ngắt nguồn còi đèn hú công nghiệp 12V/24V trực tiếp từ ắc-quy xe nâng.

5.2. Môi trường phần mềm

• Hệ điều hành: Linux Ubuntu LTS hoặc Windows IoT Enterprise.
• Ngôn ngữ & Thư viện: Python 3.9+, Flask, OpenCV-Python (hỗ trợ dnn), Pygame, NumPy.

5.3. Kiến trúc giao tiếp ngoại vi ( I/O industrial Re-design )

• Giao thức điều khiển: Serial Communication (RS232/RS485) qua cổng COM vật lý (hoặc cáp USB-to-Serial).
• Khối chấp hành: Mạch Relay Modbus RTU hoặc Mạch Relay điều khiển bằng tập lệnh Hex/AT.
• Thiết bị cảnh báo: Còi hú đèn chớp công nghiệp 24V đấu nối qua tiếp điểm Thường Mở (NO) của Relay, sử dụng nguồn điện trực tiếp từ bình ắc-quy xe nâng.

5.4. Lưu ý về việc căn chỉnh khoảng cách cảnh báo

Vì hệ thống sử dụng 6 camera giả lập góc nhìn 360° quanh xe, khoảng cách 2m – 3m được quy đổi trực tiếp bằng phương pháp Pixels-to-Meters dựa trên kích thước khung hình chuẩn 320×240:

• Vùng nguy hiểm (Danger Zone): Được định nghĩa là vùng hình chữ nhật bao quanh cabin xe nâng trung tâm trên màn hình tổng thể.
• Quy đổi thực tế: Do camera lắp trên cabin hướng xuống đất, khoảng cách 2m – 3m tương đương với một khoảng cách an toàn 50 – 80 pixels tính từ ranh giới xe ra các phía. Nếu tâm đáy (bottom-center) của hộp nhận diện (vị trí chân của người hoặc bánh xe đối phương) lọt vào phạm vi này, còi 24V lập tức hú.

Mọi thông tin chi tiết cần tư vấn xin liên hệ:

CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ CƠ ĐIỆN ĐẠI SƠN

Trụ sở: 13B ngõ đình 1, TDP 11, P. Hà Đông, TP. Hà Nội

VPGD: KCN Cầu Bươu, 918 Đường Kim Giang, P. Thanh Liệt, TP. Hà Nội

Hotline: 0868 433 369          Mail: daisoncodien@gmail.com

Website: https://codiendaison.vn